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Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMN
MINI-CURSO DE RIESGO MICROBIANO
Tutor: Ing. Verbyla Matthew
CASO DE ESTUDIO:
Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Presentado por:
ALIAGA MELENDEZ ROCIO
AYALA CANO CARMEN
FUENTES VERA MELIZZA
FLORES APAZA NORMA
FIGUEROA YERKO
29 de Agosto del 2014
COCHABMABA BOLIVIA
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Operador de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
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OPERADOR DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
1. RESUMEN
La experiencia demuestra que las lagunas facultativas es una de las tecnologas de tratamiento
ms extendidas en el mundo; sin embargo los mecanismos y extensin de la eliminacin de
microorganismos en estos temas son poco conocidos. Objetivo del trabajo fue evaluar la dosis-
reaccin de Ascaris y enterovirus para un operador que trabaja en una planta de tratamiento de
aguas residuales. El mtodo empleado para analizar el riesgo microbiano para un operador de
planta residual, fue un modelo estadstico en base a la simulacin Monte Carlo; Esquema de
Dosis -Reaccin para scaris (Huevo de helminto) y Enterovirus, y la probabilidad de infeccin
del mismo operador por este parasito y virus. El riesgo microbiolgico para un operado de planta
residual se ve inminente para Ascaris, y en menor magnitud para Enterovirus.
2. INTRODUCCION
El alto crecimiento demogrfico en los pases en desarrollo se produce en las pequeas ciudades
estrechamente ligadas a zonas agrcolas, con la falta de acceso al agua y saneamiento (Verbyla
M, et al., 2013). En consecuencia esto se ha convertido cada vez ms importante para evaluar las
aguas residuales para su reutilizacin potencial (Verbyla M, et al., 2013). Para ello se
implement plantas de tratamiento donde se recibe las aguas residuales que son sometidos a un
proceso natural. Para el funcionamiento adecuado de esta planta es necesario contar con personal
capacitado (operadores).
Los operadores que trabajan en estas plantas de aguas residuales tienen la responsabilidad de
desarrollar las actividades de operacin y asegurar la eficiencia de la planta
(http://www.ehowenespanol.com), ellos enfrentan varios peligros da a da
(http://www.elcosh.org/document), uno de ellos es la transmisin de enfermedades causadas por
Ascaris y Enterovirus y otros que pueden causar infecciones intestinales, pulmonares y de otro
tipo (Oakley & Salguero, 2011). Dado que los microorganismos son una amenaza para la salud
pblica, son resistentes a aguas residuales, y pueden persistir en el medio ambiente, es as que el
objetivo del trabajo es evaluar la probabilidad de infeccin con Ascaris y enterovirus para un
operador de una planta de tratamiento de aguas residuales y comparar el riesgo para un operador
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que trabaje tiempo completo (5 das/semana), medio tiempo (10 das/mes), y por rotacin (un
da/mes). Asumiendo que el operador ingiere 10mg/da. Es importante saber la dosis reaccin de
microorganismos para ver en qu grado de infeccin a la que est expuesto el operador al realizar
su trabajo diario.
3. METODOS
La metodologa utilizada para analizar el riesgo microbiano para un operador de planta residual
ubicado en la zona de los yungas (La Paz Bolivia) fue un modelo estadstico en base a la
simulacin monte Carlo; Esquema de dosis reaccin para scaris (Huevo de helminto) y
Enterovirus, y la probabilidad de infeccin del mismo operador por este parasito y virus.
3.1. MODELO ECRM PARA ASCARIS
3.1.1. Simulacin Monte Carlo
Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua
residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y
15% de lodo.
Segn la publicacin "Wastewater Infrastructure for Small Cities in an Urbanizing World:
Integrating Protection of Human Health and the Environment with Resource Recovery and Food
Security" por Matthe E. Verbyla el ao 2013. La concentracin de Ascaris en las matrices de
lodo y agua estn expresados en la tabla 4.1 con la correlacin que los huevos de helminto estn
clasificados aproximadamente de 78.9% de Taenia, 19.1% Ascaris, 1.7% Trichuris y 0.3% de
Hookworm.
D = C (lodo)*m+ C (agua) V
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Tabla 1. Parmetros de la simulacin Monte Carlo
3.1.2. Modelo DOSIS REACCION Ascaris
El modelo dosis reaccin o respuesta no fue evaluado por la indisponibilidad de datos de
voluntarios que participaron en la experiencia, en contra parte se obtuvo los datos para un modelo
de regresin Beta-Poisson basados en la publicacin Mara (2010) donde
Tabla 2. Parmetros para el modelo "Beta Poisson"
3.1.3. Probabilidad de infeccin diaria, anual y DALYS
Se calculara la probabilidad de infeccin en base a las ecuaciones correspondientes al modelo
dosis respuesta para Ascaris, como sigue un comportamiento modelo beta Poisson la
ecuacin correspondiente es:
Distribucin
D dosis (huevos / dia) ?? PromedioLimite
Superior
Limite
Inferior
Desviacion
Estandar
c(lodo)concentracion de
ascaris en el lodo(huevos/g) Uniforme 160.63 276.375 44.885 115.745
m
masa de lodo que
se ingiere
accidentalmente
g Normal 0.0015 0.0003
c(agua)concentracion de
ascaris en el agua(huevos/L) Uniforme 345.52 561.159 129.881 215.639
V
volumen de agua
que se ingiere
accidentalmente
L Normal 8.50E-06 1.70E-06
Parmetros
859
0.104
PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in
children under 15 from the consumption of wastewater-
irrigated carrots" Duncan Mara (2010)
PUBLICACION "Estimation of Ascaris infection risks in
children under 15 from the consumption of wastewater-
irrigated carrots" Duncan Mara (2010)
Coeficiente de Ineficacia
(alfa)
N50 La media de la dosis
efectiva para ascaris
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3.2. MODELO ECRM PARA ENTEROVIRUS
3.2.1. Simulacin Monte Carlo Enterovirus
Se ingieren accidentalmente por un operador que trabaja en una planta de tratamiento de agua
residual 10 mg de material contaminado, el material contaminado contiene un 85% de agua y
15% de lodo.
Segn la publicacin "A case study of enteric virus removal and insights into the associated risk
of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia" por E. M. Symond el ao
2014 la concentracin de Enterovirus en las matrices de lodo y agua se expresan en la siguiente
table.
Tabla 3. Parmetros para la simulacin Monte Carlo - Enterovirus
3.2.2. Modelo DOSIS REACCION Enterovirus
El modelo dosis reaccin o respuesta fue evaluado en base al experimento 63 realizado por Yin
Huang (2002) en pruebas con cerdos.
D dosis (ui / dia) PromedioIntervalo de
confianza
c(lodo)concentracion de
enterovirus en el
lodo
(ui/g) 500 0
mmasa de lodo que
se ingiere
accidentalmente
g 0.0015 0.0003
c(agua)concentracion de
enterovirus en el
agua
(ui/ml) 62 0
Vvolumen de agua
que se ingiere
accidentalmente
mL 0.0085 0.0017
??
LogNormal
Normal
LogNormal
Normal
ParmetrosDistribucin
DosisVoluntarios
Infectados
Voluntarios
Totalfobservado
Infectados
2.50E+02 4 6 0.667
2.50E+02 3 6 0.500
1.00E+03 5 5 1.000
Experimento 63 (Yin Huang 2002)
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3.2.3. Probabilidad de Infeccin diaria, anual y DALYS
Se calculara la probabilidad de infeccin en base a las ecuaciones correspondientes al modelo
dosis respuesta para Enterovirus, como sigue un comportamiento modelo exponencial la
ecuacin correspondiente es:
4. RESULTADOS
4.1. ECRM PARA ASCARIS
4.1.1. Resultados de la Simulacin Monte Carlo
Aplicando los modelos expuestos en la metodologa se obtuvieron los siguientes
grficos para el modelo Monte Carlo para una corrida de 1000 datos
Figura 1. Simulacin de Monte-Carlo, para Ascaris
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Figura 2. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Ascaris D = C (lodo)*m+ C (agua) V
4.1.2. Resultados de la probabilidad de infeccin diaria y los DALYS
Como ya se tena los datos N50 y se promedi a calcular las probabilidades de infeccin para
una corrida de 1000 datos.
Figura 3. Histograma de probabilidad de infeccin diaria (Ascaris)
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Figura 4. Histograma de probabilidad de infeccin anual (Ascaris)
Figura 5. Aos de vida ajustados por la muerte y discapacidad (Ascaris)
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4.2. E.C.R.M. PARA ENTEROVIRUS
4.2.1. Resultados de la simulacinn Monte Carlo
Figura 6. Histograma de la dosis, para Enterovirus
Figura 7. Histograma con las ecuaciones planteadas, para Enterovirus
D = C (lodo)*m+ C (agua) V
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4.2.2. Resultados del Modelo Dosis Reaccin
Figura 8. Modelo Dosis-Reaccin
4.2.3. Resultados de la probabilidad de Infeccin
Figura 9. Histograma de probabilidad de infeccin diaria con Enterovirus.
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Figura 10. Histograma de la probabilidad de infeccin anual con Enterovirus
Figura 11. Histograma de aos de vida ajustados por muerte y discapacidad.
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5. RECOMENDACIONES
Qu debe saber el operador?
El personal responsable para la operacin y el mantenimiento del tratamiento de aguas residuales
requiere tener conocimientos sobre diversos temas vinculados con su trabajo para cumplir con las
responsabilidades que ella demanda. Estas son:
-Estar completamente familiarizado con la planta de tratamiento de aguas residuales, para lo cual
debe conocer:
- La funcin de cada uno de los procesos que conforma la planta de tratamiento.
- La capacidad de tratamiento de cada proceso operacional.
-La forma de evaluar la operacin de cada proceso y de la planta de tratamiento.
-El vnculo entre los diferentes procesos que conforman la planta de tratamiento.
-Estar completamente familiarizado con la teora y la prctica de los procesos operacionales de la
planta de tratamiento y de otros tipos de plantas mayores.
-Estar familiarizado con las caractersticas de las aguas residuales a ser tratadas incluyendo las
variaciones del caudal, cargas orgnicas y de slidos, etc.
-Estar familiarizado con los procesos de mantenimiento, teniendo en mente que es imposible
realizar una buena operacin sino existe un buen mantenimiento.
-Estar familiarizado y ser consciente de la importancia de su trabajo en la conservacin del medio
ambiente y de la salud de la poblacin en general.
-Estar familiarizado con los dispositivos legales.
Medidas de seguridad para el operador
Las medidas de seguridad estn dirigidas a que el personal cumpla con sus funciones y proteja su
integridad fsica, as como su salud, para lo cual se hace necesario que cuente con los equipos y
las herramientas apropiadas para la realizacin de su trabajo y de los elementos necesarios para
presentar su integridad fsica.
-El equipo de proteccin individual recomendable para el operador que labora en las plantas de
tratamiento es:
Casco de seguridad
Botas de jebe
Guantes de cuero
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Mascarillas anti-gas para los operadores de la cmara de rejas.
Mamelucos
Chalecos salvavidas cuando se ingrese en bote a los reactores o sedimentadores o que
limpien las paredes o diques interiores de los mismos.
-Peridicamente, todos los operadores de la planta de tratamiento debern ser sometidos a
anlisis parasitolgico e inmunizados contra enfermedades tales como fiebre tifoidea, hepatitis y
ttanos.
-Una vez concluida esta tarea, debe lavarse y desinfectarse todos los materiales para evitar un
foco de infeccin y el operador debe realizarse un buen aseo personal luego de la manipulacin.
-Colocar letreros y seales para la prevencin de accidentes en las diferentes vas al interior de la
planta de tratamiento de aguas residuales.
-Colocar cercas de proteccin en toda la ruta de visita
-Prevenir la instalacin de extintores contra incendios en las oficinas.
-Emplear el equipo de seguridad brindado por la empresa.
-Se debe medir la cantidad de lodo y la cantidad de lquido cada cierto tiempo.
-En caso de abandono de un tanque sptico, es recomendable que se rellene con tierra o piedras
para evitar que se convierta en un foco infeccioso en una madriguera de animales indeseables.
6. REFERENCIAS
Oakley S. & Salguero L. (2011). Tratamiento de Aguas Residuales Domsticas en
Centroamrica. Un Manual de Experiencias, Diseo, Operacin y Sostenibilidad.
USAID. Pp. 1-410.
Symonds, E.M., Verbyla, M.E., Lukasik, J.O., Kafle, R.C., Breitbart, M., Mihelcic, J.R.
(2014). A case study of enteric virus removal and insights into the associated
risk of water reuse for two wastewater treatment pond systems in Bolivia.
Water Research, 65, 257270.
U.S. EPA. (2011). Exposure Factors Handbook. National Center for Environmental
Assessment Office of Research and Development U.S. Environmental Protection
Agency Washington, DC 20460. Pp. 1-1436.
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Verbyla, M.E., Oakley, S.M., Mihelcic, J.R. (2013). Wastewater infrastructure for small
cities in an urbanizing world: Integrating protection of human health and the
environment with resource recovery and food security. Environmental Science
& Technology, 47(8), 35983605.
http://usf-reclaim.org/seminars/cursoecrm_ago2014/
Hay otra informacin en la pgina wiki de la Universidad Estatal de Michigan:
http://qmrawiki.msu.edu/
http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-peligros-vivir-cerca-planta-tratamiento-aguas
residuales-lista_139529/
http://www.elcosh.org/document/2202/d000283/Peligros%2Bbiol%25C3%25B3gicos%2Ben%2
Bplantas%2Bde%2Btratamiento%2Bde%2Baguas%2Bnegras%2By%2Bdesechos.html?show_te
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