Edgar Quiroga Rubiano, investigador del Instituto CINARA de la Universidad del Valle, hace un balance de la visita que realizaron integrantes de este instituto, el alcalde Maurice Armitage y representantes de EMCALI, a finales del año pasado, a Louisville, Kentucky, Estados Unidos, para apreciar personalmente el funcionamiento del sistema de Filtración de agua en lecho de río, modelo que se perfila como la solución al problema del agua en nuestra ciudad.

Por: Julio César Pino Agudelo
Estudiante de Lic. en Literatura

Edgar Leonardo Quiroga Rubiano es Ingeniero Sanitario egresado de la Universidad del Valle y es docente de la Facultad de Ingeniería, de la que fue decano durante seis años. Cuenta con una trayectoria de 31 años como docente y es co fundador del Instituto CINARA, del cual fue su director. Fue Vicerrector Administrativo y en la actualidad se desempeña como Vicerrector de Bienestar Universitario. En el Instituto CINARA ha investigado el tema del agua porque pertenece a un grupo de investigación de abastecimiento, el cual se centra en el tema del tratamiento del agua para consumo humano.

Antecedentes y contexto

CINARA nace como una iniciativa que trata de buscar opciones tecnológicas para zonas rurales y pequeños municipios. De las cosas que nosotros nos planteamos desde el inicio, por allá en la década de los 80, era que a nivel de las grandes ciudades ha habido mucha investigación y desarrollo de alternativas tecnológicas, pero a nivel de los municipios pequeños, y sobre todo en zonas rurales, había muy poco trabajo.

Y lo que nos habían enseñado en las universidades, y en particular en la Universidad del Valle, en el programa de Ingeniería Sanitaria, era a hacer uso de opciones tecnológicas sin ninguna fórmula de juicio, tanto para la gran ciudad como para los pequeños municipios en las zonas rurales.”

“Entonces nos pusimos como reto buscar opciones distintas porque esas alternativas tecnológicas para la gran ciudad casi nunca son las adecuadas para el pequeño municipio, y para la zona rural, mucho menos. Ahí nace un desarrollo que hicimos a partir de una experiencia que data incluso de la época de los antiguos romanos, que era filtrar el agua con arena. Los primeros desarrollos importantes a nivel industrial datan de la Inglaterra del siglo XVIII, con una opción tecnológica llamada Filtración lenta en arena. Pero como era una opción de tratamiento natural, con el desarrollo acelerado del capitalismo y la Revolución Industrial, la desecharon y consideraron que eso ya no servía y que era obsoleto, y se impusieron las plantas de tratamiento que usaban químicos y requerían grandes sistemas eléctricos. Entonces nosotros recuperamos la Filtración lenta en arena, y lo que hicimos fue estudiarla en nuestro contexto y encontrar que obviamente por sí sola era muy complicado que trabajara, porque meterle agua con altos contenidos de turbiedad sobre todo en las épocas de lluvia, la tapaba en un segundo debido a que es una arena fina con ciertas características, y por lo tanto, pues no funcionaba.”

Filtración múltiple por etapas

“Entonces tuvimos que hacer un estudio para quitarle todo ese barro y todos esos sólidos suspendidos para que llegara a la arena más adecuada y más limpia. Creamos e implementamos un desarrollo que se llamó Pre tratamiento en grabas, antes de meter el agua a los filtros de arena. Hubo una financiación por parte del gobierno holandés y estuvimos unos cinco años estudiando eso. Logramos desarrollar una tecnología que se llamó Filtración múltiple por etapas, que consiste en pasar primero el agua contaminada, con turbiedad sobre todo, por lechos de graba de diferentes tamaños, de grande a pequeño, graba sacada de los ríos, y después, que ya salía con un grado de contaminación mucho menor, ahora sí que pasara por la arena. Eso fue un desarrollo muy importante y novedoso, y se logró aplicar en comunidades rurales, en pequeños municipios, y hubo un gran desarrollo en ese sentido que incluso llevó a que el gobierno holandés financiara un proceso de transferencia de ese desarrollo tecnológico a ocho departamentos del país, e hicimos trabajos en América Latina; incluso en China hay sistemas, pero fue a partir de ese desarrollo que lo hicimos. Esto en cuanto al contexto, porque CINARA siempre ha trabajado a partir de buscar opciones tecnológicas alternativas, distintas a las clásicas que se han venido utilizando.”

El problema del agua: elxX deterioro del río Cauca

Con el paso de los años y a partir de los desarrollos de CINARA, comenzamos a ver las dificultades de las grandes ciudades. Hubo un problema, sobre todo aquí en la ciudad: el río Cauca se ha venido deteriorando cada día más por los problemas de deforestación, de malos usos del suelo en la cuenca del río Cauca, aguas arriba de Cali, todo los líos del río Desvaratado, del río Palo, etc.

Comenzamos a tener unas situaciones de altos contenidos de turbiedad en las épocas de lluvia, donde las plantas de tratamiento de la ciudad, que no habían sido diseñadas para esos grados de contaminación, pues lo que le tocó hacer a la empresa de servicios de la ciudad, EMCALI, fue cerrar la entrada del agua cuando llega con turbiedades mayores a 2500 unidades de turbiedad, porque de lo contrario el sistema colapsa y podría llevar a una situación más compleja en el tiempo mientras se repara.”

Cuando los niveles de turbiedad del río Cauca superan las 2500 unidades de turbiedad, EMCALI cierra la entrada del agua a las plantas de tratamiento. Nosotros tenemos aquí dos grandes plantas que se abastecen del río Cauca: Puerto Mallarino y Río Cauca. Puerto Mallarino en estos momentos trata 6.6 metros cúbicos por segundo, y Río Cauca trata 2.5 metros cúbicos por segundo.

Entonces comenzó a presentarse la situación de cerrar la planta de tratamiento cuando llegaban estos altos picos de turbiedad en las épocas de lluvias, periodos entre enero y abril, y de octubre a diciembre, pero comenzamos a tener una situación bien complicada, y es que en las épocas de verano, cuando ya no hay problemas de contaminación del agua por sólidos suspendidos, o sea, altas turbiedades, los niveles de agua se bajaban por las descargas de aguas residuales aguas arriba de la captación, y comenzó a haber problemas de oxígeno disuelto. El agua tiene que tener oxígeno disuelto para poder que sea un agua que no esté en condiciones anaeróbias para que no haya situaciones de riesgo sanitario. Entonces todas las descargas de aguas residuales de las ciudades, de los municipios, de los pueblos y de las zonas industriales, comenzaron en las épocas de sequía a hacer que el oxígeno disuelto se bajara a menos de 2.5 miligramos por litro. Cuando eso ocurre, entonces la planta hay que cerrarla porque son condiciones prácticamente anaeróbeas, y en estas circunstancias no se puede tratar el agua.

Entonces comenzamos a vivir el drama en la ciudad de que cuando llueve, la lluvia barre las calles de la ciudad y todo eso llega a Puerto Mallarino, y eso hace que la planta se cierre; y en las épocas de sequía, que no hay lluvias, con las descargas de aguas residuales de las ciudades, los municipios y la zona industrial de aquí del Cauca, se cierra la planta debido a la contaminación orgánica y bacterial, que es elevadísima, por lo que el riesgo sanitario es muy grande.

En el año 2015, por ejemplo, hubo alrededor de cuarenta cierres de la planta.”

Consecuencias negativas del problema

“Ahora bien, ¿qué implicaciones tiene esto?

El problema es que las plantas comenzaron a tener picos de turbiedad de alta duración. Después de que eran de media, una hora, producto de ese deterioro comenzaron a ser periodos de duración de esa contaminación de tres, cuatro, cinco horas.

Entonces EMCALI construyó unos reservorios de agua para abastecer mientras la planta estuviera cerrada. El volumen de agua de estos reservorios, que es de más o menos 180.000 metros cúbicos, alcanza para unas ocho horas, pero los picos de turbiedad comenzaron a ser tan largos, que se acababa el agua de los reservorios y no había pasado todavía la contaminación del río. Entonces al suspender en algunos casos el suministro de agua en la ciudad, porque comenzó a pasarnos eso muy frecuentemente, las tuberías se quedaban vacías, pasaba el pico de turbiedad, se reiniciaba el proceso de producción, y las tuberías se llenaban de aire, entonces tocaba sacar ese aire, lo cual conlleva un proceso largo pero, adicionalmente, implicaba riesgos, pues muchos de los tramos de la ciudad son tuberías de muchos años que están en renovación, pero esto toma tiempo, entonces hay potenciales riesgos de re contaminación del agua en la red. Es un problema gigantesco porque por todos lados se presentan dificultades.”

Las soluciones: Filtración de agua en lecho de río

“Ante este panorama la ciudad empezó a buscar soluciones. Hay estudios orientados básicamente a tratar de buscar fuentes alternas, como por ejemplo la de traer agua de Salvajina; trasvasar agua del río Dagua; o traerla de los ríos del Pacífico, y el agua subterránea no alcanza por los volúmenes que tenemos que manejar. Entonces CINARA comenzó a revisar otras opciones, y encontramos una opción tecnológica llamada Filtración en lecho de río, utilizada en muchas ciudades europeas hace más de cien años, y hace más de treinta en algunas ciudades norteamericanas. Entonces nos dimos a la tarea de revisar esa información y encontramos que parecía muy interesante.

La filtración en lecho de río consiste en unos pozos que se construyen verticales u horizontales, pero más verticales, a una determinada profundidad, donde se mete una tubería por debajo del lecho del río, se capta agua por ahí, se la lleva al pozo, y de ahí se bombea a la planta de tratamiento porque no necesariamente sale absolutamente potable por el mero hecho de filtrarla.”

“¿Por qué no habíamos tratado de implementar esta opción antes? Pues porque es una opción de hace más de cien años, y entonces, como se nos ha metido en la cabeza la idea de que esas opciones tecnológicas son pre modernas porque no conllevan a altas inversiones y por lo tanto no son atractivas para ciertos sectores, no se tuvieron en cuenta.

Entonces comenzamos a indagar y nos pareció una opción tecnológica muy interesante, pero encontramos ni una sola experiencia de esa opción tecnológica en Colombia ni en América Latina. Los únicos sitios que registran experiencias de implementación de esta opción tecnológica son Estados Unidos, en ríos como el Ohio, Missouri, Misisipi; y en Europa, en poblaciones cercanas a los ríos Elba, Sena, y Rinn. Encontramos esas referencias de uso de esta opción tecnológica, y en CINARA, desde el año 2009, 2010, empezamos a promover esta opción tecnológica, pero nadie nos prestaba atención. No había interés.”

“La opción de traer agua de Salvajina es una alternativa que potencialmente puede ser considerada, pero tiene una serie de limitaciones enormes: la gran longitud del tubo y su gobernabilidad, altísimos costos de construcción (cerca de 400 millones de dólares) y de mantenimiento, entre otros. Entonces la administración municipal actual, en cabeza del alcalde Maurice Armitage, conociendo estas limitaciones, y la gerencia de EMCALI, nos prestaron atención, les hicimos una propuesta y aceptaron.”

Visita a Louisville, Kentucky, Estados Unidos

“En estos momentos tenemos un proyecto en el que estamos haciendo un estudio piloto de esta opción tecnológica. Pero como previamente había muchas dudas y escepticismo en la ciudad, se propuso hacer una visita al sistema de agua de la ciudad de Louisville, en Kentucky, Estados Unidos, que implementa esta opción de filtración en lecho de río. Fuimos a Louisville en noviembre del año pasado con el alcalde Armitage y el gerente general de acueducto y alcantarillado de EMCALI, y nos atendió la empresa de agua de la ciudad y nos mostraron el desarrollo. Ese sistema funciona desde el año 1982, y lo implementan porque ellos se abastecen de la planta del río Ohio, una arteria fluvial con mucha contaminación. Ellos implementaron el sistema y funciona perfectamente. Cada pozo saca más o menos un metro cúbico por segundo, y nos señalaban que a ellos cada pozo (tienen cinco) les ha costado cinco millones de dólares. Es decir, en la eventualidad de que tuviéramos los mismos costos, sería una opción muy favorable económicamente hablando en comparación, por ejemplo, con la opción de traer agua de Salvajina, pero también con otra diferencia: nos da la posibilidad de unirnos en torno a la defensa del río Cauca, el cual no podemos abandonar.

Considerar la opción de traer agua de otras partes es prácticamente abandonar el río Cauca, patrimonio del país y, sobre todo, de los vallecaucanos. Es un río que cuenta con grandes cantidades de agua y por lo tanto, de lejos, puede resolvernos el problema del agua si lo podemos aprovechar.”

Actualidad: ¿En qué va el proyecto?

“En estos momentos estamos en un proyecto de investigación con un pozo piloto, el cual estamos evaluando. Por darles un dato: a finales del año pasado, cuando hubo un momento crítico con los ríos Palo y Desvaratado producto de una contaminación de turbiedad enorme e inusual (10.000 unidades de turbiedad), nosotros teníamos nuestro pozo piloto funcionando, y mientras por el río estaban pasando estas 10.000 unidades de turbiedad, el pozo estaba sacando 60 unidades de turbiedad. En estos momentos estamos sacando 150 litros por segundo en el pozo. Ahora bien, nosotros obviamente estamos evaluando la cantidad y la calidad del agua, pues la planta de Puerto Mallarino, que es la más grande, trabaja con 6.6 metros cúbicos por segundo, entonces en las épocas de estos picos hay necesidad de tener 2 o 3 metros cúbicos por segundo habilitados para no parar la planta y para no dejar a la ciudad sin agua. Estamos estudiando este pozo piloto orientado al diseño de un prototipo a escala real que posibilite evaluar la opción tecnológica y su funcionamiento para poder definir qué cantidad de agua potencialmente se puede sacar.”

“La aspiración es sacar más de medio metro cúbico por segundo. Si es así, estamos en una situación favorable enorme, pues con esa agua sustituiríamos la que no puede ser captada por los problemas que trae, sino que le entra a la planta y se resuelve el problema. De tener 10.000 unidades de turbiedad a tener 60 que salen en el pozo, las condiciones serían totalmente distintas. Si eso se lograra, se ahorrarían costos en inversión de químicos, por ejemplo, pues ya no habría que suministrar la misma dosis; los procesos de tratamiento harían que se cambiaran, y se eliminaría el problema de producción de lodo, un gran problema ambiental en la planta; los costos de producción por metro cúbico se ahorrarían enormemente, y por lo tanto, podría impactar el precio de la tarifa, disminuyéndola. Los beneficios, pues, son enormes desde el punto de vista ambiental, ecológico y económico. Estamos en estos momentos en ese proceso.”

“El compromiso que tenemos es entregarle a EMCALI, a mediados de este año, los diseños del prototipo en el que ya se puede estudiar más en detalle y cuantificar cuánta agua se puede sacar.

Habría que determinar si el agua se manda directamente para su tratamiento, o si se alimenta el reservorio. Estamos estudiando también la sismicidad de la zona y sus potenciales riesgos, lo cual podría ser un problema a la hora de construir los pozos. También estamos estudiando cuál sería el sitio ideal. Queremos que sea lo más cerca posible a la planta de tratamiento de Puerto Mallarino para minimizar el transporte del agua hasta la planta y rebajar costos, pues finalmente seremos los caleños los que vamos a financiar eso. Si logramos minimizar los costos al máximo, podremos darle una solución de 40 a 50 años a la ciudad. Pero no solamente eso. Seremos piloto en ese desarrollo si lo logramos concretar, y podrá usarse ese desarrollo en todas las comunidades a lo largo del río Cauca y Magdalena, y en América Latina seríamos pioneros en condiciones tropicales, porque todos los demás se implementan en contextos de cuatro estaciones. La Universidad del Valle está siendo pionera en esto, pero a partir, reitero, de recuperar opciones tecnológicas de hace muchos años. La tecnología no es mala; la cuestión es cómo usarla y en qué condiciones, y cómo se interactúa con los usuarios para que entiendan, participen y enriquezcan la propuesta que está haciendo la academia.”

¿Hay voluntad política para darle vía libre a este proyecto?

“Hay toda la voluntad política por parte del gobierno municipal.

El acompañamiento del alcalde Armitage a Louisville fue crucial. En el pasado plateamos la propuesta a anteriores administraciones y no nos prestaron atención. El alcalde nos acompañó, fue testigo del proceso en Louisville y quedó muy motivado.

El desarrollo en esa ciudad fue tan importante, que se ganaron el Premio Nacional de Ingeniería en 2011 gracias a ese desarrollo. El alcalde, al ver esto, no albergó ninguna duda de que esta era la solución, a pesar de que reconoció que le habían comentado que la opción no servía. Después de ver esto, quería que se construyeran inmediatamente todos los pozos, pero primero hay que realizar el estudio técnico que posibilite validar las condiciones del lecho del río, pues no se puede ir implementando modelos ajenos sin tener en cuenta el contexto propio.”

¿Para cuándo tienen los resultados de este estudio técnico?

“Nosotros tenemos que entregar a mitad de este año los diseños del prototipo e inmediatamente empiezan a construirlo. Creemos que muy posiblemente a finales de año el prototipo ya esté funcionando, y si se dan los resultados esperados, se construyen los demás pozos para ya resolver el problema de la ciudad. Como fruto de esta experiencia realizaremos un seminario internacional para mostrar, de Univalle para el mundo, los resultados.”