335
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Simulación tecnológica verde para el tratamiento de
las aguas en la laguna de oxidación Espinar,
Puno - Perú
resumen
El objetivo del estudio fue describir una simulación tecnológica
verde para el tratamiento de las aguas residuales en la laguna
de oxidación espinar, Puno-Perú. El estudio se realizó en la
laguna de oxidación de Espinar, Puno. Mediante una selección
probabilística aleatoria en abril (2022) se muestreó, auentes
y euentes para el análisis de la calidad del agua donde los
parámetros físico-químicos fueron la demanda bioquímica
de oxígeno (DBO
5,20
) y la demanda química del oxígeno
(DQO). Mediante la especie Shoenoplectus sp. tatora (totora),
se estableció una simulación tecnológica verde. Los valores de
la DBO
5,20
(305,8 mg
.
L
-1
) y la DQO (803,35 mg
.
L
-1
) superaron
30 y 16 unidades, el límite máximo permisible por la norma
ambiental de regulación. La simulación tecnológica verde
en la laguna de oxidación de Espinar con la especie S. tatora
sp., permite como práctica sostenible, promover un control
eciente en el tratamiento del agua a largo plazo.
Palabras clave: agua, corredor verde, ecoeciencia,
puricación sostenible
absTracT
e objective of the study was to describe a green technology
simulation for wastewater treatment in the oxidation lagoon of
Espinar, Puno-Peru. e study was conducted in the oxidation
lagoon of Espinar, Puno. By means of a random probabilistic
selection in April (2022), inuents and euents were sampled
for the analysis of water quality where the physicochemical
parameters were biochemical oxygen demand (BOD
5,20
)
and chemical oxygen demand (COD). Using the species
Shoenoplectus sp. tatora (totora), a green technology simulation
was established. e values of BOD
5,20
(305.8 mg
.
L
-1
) and
COD (803.35 mg
.
L
-1
) exceeded 30 and 16 units, the maximum
permissible limit by the environmental regulation standard.
e green technological simulation in the oxidation lagoon of
Espinar with the S. tatora sp. species, allows as a sustainable
practice, to promote an ecient control in the long-term water
treatment.
Keywords: water, green corridor, eco-eciency, sustainable
purication
C A H C
G A P
1 Universidad Andina Néstor Cáceres
Velásquez, Juliaca, Puno-Perú
2 Centro de Investigación y Formación
Superior en Educación, Salud y Medio
Ambiente “AMTAWI”, Puno-Perú
Autor de correspondencia:
d29552618@uancv.edu.pe
Green technology simulation for water treatment in the oxidation
lagoon Espinar, Puno-Peru
Recibido: noviembre 08 de 2022 | Revisado: noviembre 11 de 2022 | Aceptado: noviembre 20 de 2022
| C | V. XX IV | N. 28 | PP. - | - | || C | V. XX IV | N. 28 | PP. - | - | |
© Los autores. Este artículo es publicado por la Revista Campus de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad
de San Martín de Porres. Este artículo se distribuye en los términos de la Licencia Creative Commons Atribución No-comercial
– Compartir-Igual 4.0 Internacional (https://creativecommons.org/licenses/ CC-BY), que permite el uso no comercial,
distribución y reproducción en cualquier medio siempre que la obra original sea debidamente citada. Para uso comercial
contactar a: revistacampus@usmp.pe.
https://doi.org/10.24265/campus.2022.v27n34.10
| C | V. XX VII | N. 34 | PP. - | - | |
336
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Introducción
Los lagos son espacios naturales que
permiten sinergias entre los organismos
y valores de uso como ecosistemas (Wang
& Shen, 2019; Vasistha & Ganguly,
2020). Uno de los lagos es el Titicaca
que se ubica en el altiplano entre Perú
y Bolivia a 3810 msnm. Tiene una
extensión aproximada de 8,167 km
2
(Wirrman, 1992), donde la participación
que corresponde a la bahía interior de
Puno (Paredes & Gonantini 1999)
está contaminada debido a las descargas
de eientes por la laguna de oxidación
de Espinar (Argota, 2015; Argota et al.,
2020).
Por lo general, las lagunas de oxidación
es el sistema de tratamiento que existen
en las zonas urbanas (Huber et al.,
2016), y desde su práctica tecnológica
solo permiten la mitigación debido a la
transformación no inmediata de las cargas
residuales y que implica la oxidación,
sedimentación, ltración, intercambios
de gases, aireación, ujo de energía entre
otros procesos (Ivanovsky et al., 2018).
La necesidad de reutilización de
las aguas contaminadas signica la
búsqueda de alternativas sostenibles para
su recuperación y con ello, satisfacer el
ambiente ecológico como las demandas
sociales ante el aumento de la población a
nivel mundial (Haa et al., 2017; Adhikari
& Fedler, 2019; Zhu et al., 2022), donde
la recuperación de los espacios debe
realizarse sin favorecer la fragmentación
de los sistemas (Shaver et al., 2016;
Buijs et al., 2018). En tal sentido, ante
la complejidad según la codependencia
de los componentes que resultan en la
contaminación de las aguas y su impacto
(Fang et al., 2018; Yildiz et al., 2019),
una de las alternativas más recientes
para la recuperación, conservación y la
predicción ambiental son los corredores
verdes (Zhang et al., 2018; Wang &
Shen, 2019).
El objetivo del estudio fue describir
una simulación tecnológica verde para el
tratamiento de las aguas residuales en la
laguna de oxidación Espinar, Puno-Perú.
Método
El estudio se realizó en la laguna de
oxidación de Espinar, Puno (Figura 1).
Mediante una selección probabilística
aleatoria en abril (2022) se muestreó,
auentes y euentes para el análisis de
la calidad del agua donde los parámetros
físico-químicos fueron la demanda
bioquímica de oxígeno (DBO
5,20
) y la
demanda química del oxígeno (DQO).
Para la comparación de los resultados se
utilizó, el Decreto Supremo No. 004-
2017 del Ministerio del Ambiente /
Categoría 1: Poblacional y Recreacional.
Subcategoría B: Aguas superciales
destinadas para la recreación. B2:
contacto secundario.
Mediante la especie Shoenoplectus
sp. tatora. (totora) se estableció una
simulación tecnológica verde. Las
imágenes de fotografías se capturaron, a
través de un celular (Galaxy A52s5G) y
desde el PowerPoint2021 para Windows
del Oce (Microsoft 365) se construyó,
el contorno de la laguna de oxidación
que se capturó con el Google Earth.
C A H C - G A P
337
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Figura 1
Sistema lagunar de oxidación de Espinar, Puno
Nota: Google Earth.
Resultados y Discusión
Se muestran los resultados de los
parámetros físico-químicos antes y
después del tratamiento ambiental
3
El objetivo del estudio fue describir una simulación tecnológica verde para el tratamiento
de las aguas residuales en la laguna de oxidación espinar, Puno-Perú.
MÉTODO
El estudio se realizó en la laguna de oxidación de Espinar, Puno (Figura 1). Mediante una
selección probabilística aleatoria en abril (2022) se muestreó, afluentes y efluentes para el análisis
de la calidad del agua donde los parámetros físico-químicos fueron la demanda bioquímica de
oxígeno (DBO
5,20
) y la demanda química del oxígeno (DQO). Para la comparación de los
resultados se utilizó, el Decreto Supremo No. 004-2017 del Ministerio del Ambiente / Categoría 1:
Poblacional y Recreacional. Subcategoría B: Aguas superficiales destinadas para la recreación. B2:
contacto secundario.
Mediante la especie Shoenoplectus sp. tatora. (totora) se estableció una simulación
tecnológica verde. Las imágenes de fotografías se capturaron, a través de un celular (Galaxy
A52s5G) y desde el PowerPoint 2021 para Windows del Office (Microsoft 365) se construyó, el
contorno de la laguna de oxidación que se capturó con el Google Earth.
Figura 1
Sistema lagunar de oxidación de Espinar, Puno
Nota: Google Earth.
en la laguna de oxidación, donde el
promedio para la DBO
5,20
y la DQO
superó alrededor, de 30 y 16 unidades, el
límite máximo permisible por la norma
ambiental de regulación (Tabla 1).
Tabla 1
Concentración de parámetros físico-químicos en la laguna de oxidación Espinar
Réplica
Parámetros
físico-químicos
U/M
Antes del
tratamiento
Después del
tratamiento
X
Referencia
ambiental*
1
DBO
5,20
mg.L
-1
315,0 308,0
305,8 10
DBO
5,20
mg.L
-1
268,8 303,6
2
DQO mg.L
-1
795,0 811,7
803,35 50
DQO mg.L
-1
728,3 795,0
Nota. * Categoría 4. Conservación del medio acuático
Los valores elevados de la DBO
5,20
y
la DQO indicaron elevado consumo de
oxígeno (Kim et al., 2013), para degradar
y oxidar la materia orgánica que se tributa
por los auentes. La materia orgánica
biodegradable al ser directamente
proporcional a la concentración de
oxígeno disuelto (Park & Noguera,
2004), entonces resultaría imposible,
eliminar aquella materia orgánica en
exceso no requerida donde Guo et al.,
(2013) indican, cuan alto es el contenido
de nutrientes. Entre la DBO
5,20
y DQO
existe una relación que se denomina
coeciente de biodegradación y esta tasa
o fracción biodegradable, es un indicador
sobre el estado de tratamiento ambiental
de las aguas residuales en las lagunas de
oxidación (Jouanneau et al., 2014).
La principal dicultad en la medición
de la DBO
5,20
radica en su logro eciente
S ,
P - P
338
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
solo para cinco días, a partir de obtenerse
la biomasa por transformación de los
microorganismos aerobios (Chiappini et
al., 2010).
Ante los valores de los euentes de la
laguna de oxidación de Espinar, puede
indicarse una mala calidad ambiental de
la carga que se tributa lo que señala, que
el estado insuciente para el tratamiento
y su probable transformación podría
generar costos insostenibles. Sin embargo,
la implementación de un corredor verde
permite como tratamiento sostenible
mejorar la calidad de los euentes en la
laguna de oxidación de Espinar.
Se muestran las condiciones de entrada
de los auentes en la laguna de oxidación
primaria de Espinar y la dispersión de la
materia orgánica por la supercie de la
columna de agua (Figura 2).
Figura 2
Entrada y dispersión de la materia orgánica / laguna de oxidación de Espinar
Se observó la similitud en la coloración
física entre el auente (agua residual
de entrada) y el euente (agua residual
de salida), y que muestra la eciencia
limitada del tratamiento ambiental que
genera la laguna de estabilización de
Espinar (Figura 3).
Figura 3
Similitud en la coloración del auente y euente / laguna de oxidación de Espinar
C A H C - G A P
339
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Se observó la presencia de la especie
Shoenoplectus sp. tatora. (totora), en los
bordes y alrededor de la laguna primaria
y secundaria como a la salida del euente
(Figura 4).
Figura 4
Shoenoplectus sp. tatora / laguna de oxidación de Espinar
Dada la presencia de la especie
Shoenoplectus sp. tatora, se indicó una
simulación tecnológica verde primaria
para el tratamiento eciente de la laguna
de estabilización de Espinar (Figura 5).
Figura 5
Simulación tecnológica verde primaria / laguna de oxidación de Espinar
6
Se observó la presencia de la especie Shoenoplectus sp. tatora. (totora), en los bordes y
alrededor de la laguna primaria y secundaria como a la salida del efluente (Figura 4).
Figura 4
Shoenoplectus sp. tatora / laguna de oxidación de Espinar
Dada la presencia de la especie Shoenoplectus sp. tatora, se indicó una simulación tecnológica
verde primaria para el tratamiento eficiente de la laguna de estabilización de Espinar (Figura 5).
Figura 5
Simulación tecnológica verde primaria / laguna de oxidación de Espinar
Leyenda:
Leyenda:
Se muestra la simulación tecnológica
verde secundaria para el tratamiento
eciente de la laguna de estabilización
de Espinar y donde la coloración física
del agua varía en transparencia a medida
que el auente se transporta, a través de
especie Shoenoplectus sp. tatora (Figura
6).
S ,
P - P
340
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
La simulación tecnológica verde en
la laguna de oxidación de Espinar con
la especie Shoenoplectus sp. tatora, que
desde su perspectiva de espacio abierto,
limita la dispersión de la contaminación
y por tanto, habrá un econodo de
amortización (Li et al., 2014). Asimismo,
no solo contribuye a una gestión urbana
más sostenible del agua (Fuenfschilling
& Truer, 2014; Adem et al., 2020),
sino que posibilita el análisis como
práctica alternativa donde es posible la
promoción de cambios sistémicos en el
control eciente del agua a largo plazo
(Fuenfschilling et al., 2019;Ghosh et al.,
2021).
La principal limitación del estudio fue
no realizar experimentos en condiciones
Figura 6
Simulación tecnológica verde secundaria / laguna de oxidación de Espinar
La simulación tecnológica verde
secundaria dada la presencia de la
especie Shoenoplectus sp. tatora permite,
la retención de la materia orgánica
biodegradable, así como la transparencia
física de los auentes ante de su descarga
nal con lo cual, la contaminación
hacia la bahía interior de Puno, puede
disminuir (Figura 7).
Figura 7
Simulación tecnológica con la especie Shoenoplectus sp. tatora / laguna de oxidación de Espinar
controladas de campo para la valoración
eciente de la tecnológica verde con
la especie Shoenoplectus sp. tatora en la
laguna de oxidación de Espinar.
Conclusiones
Se concluye que el valor de la DBO
5,20
(305,8 > 10 mg.L
-1
) y la DQO (803,35
> 50 mg.L
-1
) en los euentes superó el
valor permisible por la norma reguladora
ambiental. Por tanto, existió exceso de
materia orgánica que no se transformó y
generó euentes contaminados.
La simulación tecnológica verde con la
especie Shoenoplectus sp. tatora permite su
valoración como tratamiento ambiental
sostenible.
C A H C - G A P
341
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Adem, E.B. & Suleiman, L. (2020).
Analyzing evidence of sustainable
urban water management systems:
a review through the lenses
of sociotechnical transitions.
Sustainability; 12(11), 1-45. https://
doi.org/10.3390/su12114481
Adhikari, K. & Fedler, C. (2019). Water
sustainability using pond-in-pond
wastewater treatment system: case
studies. Journal of Water Process
Engineering; 36, 1–10. https://doi.
org/10.1016/j.jwpe.2020.101281
Argota, P.G. (2015). Aplicación
Gecotoxic para predicción de
riesgo ambiental: caso Estudio
sobre mortandad de peces en la
bahía interior del Lago Titicaca,
Puno-Perú. Campus; 20(20); 11-
19. http://dx.doi.org/10.24265/
campus.2016.v20n20.01
Argota, P.G., Escobar, M.F. & Moreno,
T.E.G. (2020). Calidad estacionaria
del agua ante el costo ambiental
sostenible relativo con agregación
de biomarcadores: Bahía de
Puno, lago Titicaca, Perú. Revista
de Investigaciones Altoandinas;
22(2), 146-154. http://dx.doi.
org/10.18271/ria.2020.602
Buijs, A., Hansen, R., Van der Jagt,
S., Ambrose, O.B., Elands, B.,
Lorance, R.E., Mattijssen, T.,
Pauleit, S., Runhaar, G., Olafsson,
A.S. & Steen, M.M. (2018).
Mosaic governance for urban
green infrastructure: Upscaling
active citizenship from a local
government perspective. Urban
Referencias
Forestry & Urban Greening; 40,
53-62. https://doi.org/10.1016/j.
ufug.2018.06.011
Chiappini, S.A., Kormes, D.J., Bonetto,
M.C., Sacco, N. & Cortón,
E. (2010). A new microbial
biosensor for organic water
pollution based on measurement
of carbon dioxide production.
Sensors & Actuators, B: Chemical;
148(1), 103-109. https://doi.
org/10.1016/j.snb.2010.04.039
Fang, S., Da, X.L, Zhu, Y., Ahati, J.,
Pei, H., Yan, J. & Liu, Z. (2018).
An integrated system for regional
environmental monitoring and
management based on internet of
things, IEEE. Trans. Indus. Inform;
10(2), 1596-1605. https://doi.
org/10.1109/TII.2014.2302638
Fuenfschilling, L. & Truer, B. (2014).
e structuration of socio-technical
regimes - conceptual foundations
from institutional theory. Res.
Pol; 43(4), 772-791. https://doi.
org/10.1016/j.respol.2013.10.010
Ghosh, B., Kivimaa, P., Ramirez, M.,
Schot, J. & Torrens, J. (2021).
Transformative outcomes: assessing
and reorienting experimentation
with transformative innovation
policy. Sci. Publ. Pol; 48(5), 739-
756. https://doi.org/10.1093/
scipol/scab045
Guo, C.Q., Cui, Y.L., Dong, B. &
Liu, F.P. (2017). Tracer study of
the hydraulic performance of
constructed wetlands planted with
S ,
P - P
342
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
three dierent aquatic plant species.
Ecological Engineering; 102, 433-
442. https://doi.org/10.1016/j.
ecoleng.2017.02.040
Haas, J. & Ban, Y. (2017). Mapping
and monitoring urban ecosystem
services using multitemporal
high-resolution satellite data.
Selected topics in applied earth
observations and remote sensing,
IEEE Journal; 10(2), 669-
680. https://doi.org/10.1109/
JSTARS.2016.2586582
Huber, M., Welker, A. & Helmreich, B.
(2016). Critical review of heavy
metal pollution of trac area
runo: occurrence, inuencing
factors, and partitioning. Sci.
Total Environ; 541(15), 895–
919. https://doi.org/10.1016/j.
scitotenv.2015.09.033
Ivanovsky, A., Belles, A., Criquet,
J., Dumoulin, D., Noble, P.,
Alary, C. & Billon, G. (2018).
Assessment of the treatment
eciency of an urban stormwater
pond and its impact on the
natural downstream watercourse.
Journal of Environmental
Management; 226(15), 120-
130. https://doi.org/10.1016/j.
jenvman.2018.08.015
Jouanneau, S., Recoules, L., Durand,
M.J., Boukabache, A., Picot, V.,
Primault, Y., Lakel, A., Sengelin,
M., Barillon, B. & ouand, G.
(2014). Methods for assessing
biochemical oxygen demand
(BOD): A review. Water research;
49(1), 62-68. https://doi.
org/10.1016/j.watres.2013.10.066
Kim, Y.M., Park, H., Cho, K.H. &
Park, J.M. (2013). Long term
assessment of factors aecting
nitrifying bacteria communities
and N-removal in a full-scale
biological process treating high
strength hazardous wastewater.
Bioresource Technology; 134, 180-
189. https://doi.org/10.1016/j.
biortech.2013.02.036
Li, L., Liu, J. M., Song, T., Zhu, H. &
Tao, H. (2014). Research progress
of urban green belt and recreational
use. Progress in Geography;
33(9), 1252-1261. https://doi.
org/10.11820/dlkxjz.2014.09.012
Paredes, M. & Goniantini, G. (1999).
Lake Titicaca: historian and current
studies. Water and Environment
News. International Atomic Energy
Agency. Quarterly (8/9). 6-8.
Park, H.D. & Noguera, D.R. (2004).
Evaluating the eect of dissolved
oxygen on ammonia oxidizing
bacterial communities in activated
sludge. Water Research; 38, 3275-
3286. https://doi.org/10.1016/j.
watres.2004.04.047
Shaver, D.J., Hart, K.M., Fujisaki, I.,
Rubio, C., Sartain, I.A.R., Peña, J.
& et al., (2016). Migratory corridors
of adult female Kemp’s ridley turtles
in the Gulf of Mexico. Biological
Conservation Journal; 194, 158-
167. https://doi.org/10.1016/j.
biocon.2015.12.014
Vasistha, P. & Ganguly, R. (2020).Water
quality assessment of natural
lakes and its importance: An
overview. Materials Today:
C A H C - G A P
343
| C | V. XXVII | N. 34 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Proceedings; 34(4), 544-552.
https://doi.org/10.1016/j.
matpr.2020.02.092
Wang, H. & Shen, J. (2019). Research on
the voltage prediction of unmanned
aerial vehicle photovoltaic modules
based on new combination
optimization algorithm. Int
Trans Electr Energ Syst; Special
Issue Paper, 1-13. https://doi.
org/10.1002/2050-7038.2844
Wang, Y., Gao, W., Wang, Y. & Jiang,
G. (2019). Suspect screening
analysis of the occurrence and
removal of micropollutants
by GC-QTOF MS during
wastewater treatment processes.
J. Hazard. Mater; 376(15), 153-
159. https://doi.org/10.1016/j.
jhazmat.2019.05.031
Wirrmann, D. (1992). Morphology and
bathymetry. In C. Dejoux & A. Iltis
(Eds.), Lake Titicaca. A Synthesis of
Limnological Knowledge (pp. 16-
22). Kluwer Academic.
Yildiz, I., Açıkkalp, E., Caliskan, H. &
Mori, K. (2019). Environmental
pollution cost analyses of biodiesel
and diesel fuels for a diesel
engine. Journal of Environmental
Management; 243, 218-226.
https://doi.org/10.1016/j.
jenvman.2019.05.002
Zhang, Z., Meerow, S., Newell, J. P. &
Lindquist, M. (2018). Enhancing
landscape connectivity through
Multi-functional green
infrastructure corridor modeling
and design. Urban Forestry & Urban
Greening; 38, 305-317. https://doi.
org/10.1016/j.ufug.2018.10.014
Zhu, W., Wang, S., Luo, P., Zha, X.,
Cao, Z., Lyu, J., Zhou, M., He, B.
& Nover, D. (2022). A quantitative
analysis of the inuence of
temperature change on the extreme
precipitation. Atmosphere; 13(4),
1-15. https://doi.org/10.3390/
atmos13040612
S ,
P - P
