Folletos Informativos de Biosólidos de la EPA: Aplicación de biosólidos al terreno. Parte 2

Fuente: www.epa.gov

CRITERIOS DE DISEÑO

Los criterios del diseño de los programas de aplicación al terreno cubren los temas relacionados con las tasas de aplicación y lo adecuado del terreno. Los criterios de diseño de las instalaciones físicas (tales como las de estabilización) que forman parte de los programas de aplicación al terreno se discuten en folletos separados. Los biosólidos, las áreas, y las características vegetativas son los factores de diseño más importantes a considerar.

Los biosólidos deben satisfacer los requisitos normativos referentes a la estabilización y el contenido de metales.

Además, el contenido de nutrientes y las características físicas, tales como el porcentaje de sólidos, son utilizados para determinar las tasas adecuadas de aplicación para la cosecha que va a ser cultivada y el suelo en el cual será cultivada.

Lo adecuado del terreno es determinado con base en factores tales como características del suelo, la pendiente, la profundidad del agua subterránea, y la proximidad al agua superficial. Además, muchos estados han establecido requisitos para el terreno con el fin proteger aún más la calidad del agua.

Algunos ejemplos incluyen:
• El terreno debe ser suficiente para proporcionar áreas sin aplicación alrededor de los cuerpos de agua superficial, de pozos, y de humedales.
• Una profundidad mínima de un metro de la superficie del terreno al agua subterránea.
• Un pH del suelo en el rango de 5.5 a 7.5 para reducir al mínimo el lixiviado de metales y para favorecer al máximo las condiciones de crecimiento de las cosechas.

Lo adecuado del terreno también está influenciado por las características de las áreas circundantes. Mientras que los olores y el tráfico de los camiones podrían no ser considerados como desagradables en áreas agrícolas, las dos características pueden impactar adversamente los desarrollos residenciales y centros comunitarios cercanos a las áreas en donde se aplican los biosólidos.

El tipo de vegetación que se cultiva es también una consideración de diseño.

La vegetación, así como las características del terreno, generalmente no excluyen la aplicación de biosólidos puesto que la mayoría de la vegetación se beneficia de esta práctica. Sin embargo, el tipo de vegetación afecta las opciones del equipo de aplicación, la cantidad de biosólidos que se aplican, y el periodo de aplicación. El efecto de la vegetación en las opciones de equipos de aplicación se detalla en la sección correspondiente a la descripción de esta tecnología, anteriormente presentada.

La cantidad de biosólidos que podrían ser aplicados a un terreno es una función de la cantidad de nutrientes requeridos por la vegetación y de la cantidad de metales encontrados en los biosólidos.

La Tabla 2 resume la frecuencia de aplicación, los periodos de aplicación, y tipos de áreas.

Otro factor que se debe considerar en el diseño de un programa de aplicación al terreno es el periodo de aplicación. Períodos largos durante los cuales los terrenos están saturados o congelados limitan las oportunidades de aplicación. Es una consideración importante en los programas que utilizan terrenos agrícolas; las aplicaciones deben ser realizadas en periodos convenientes para el agricultor, y no deben interferir con la siembra de las cosechas. La mayoría de las aplicaciones de biosólidos en terrenos agrícolas se desarrollan a inicios de la primavera o a finales del otoño.

Consecuentemente, se debe disponer de almacenamiento o una opción alternativa de manejo de biosólidos para manejar los biosólidos cuando no se pueda realizar la aplicación. Los bosques y los terrenos de recuperación permiten una mayor flexibilidad en el periodo de aplicación. En algunas áreas de los Estados Unidos las actividades de aplicación al terreno pueden realizarse durante todo el año.

La actividad de aplicación es más beneficiosa en terrenos agrícolas a finales del otoño o a principios de la primavera antes de que se siembre la cosecha. El periodo de aplicación es menos crítico en el caso de los bosques en donde los nutrientes pueden ser incorporados al terreno durante la estación de crecimiento. La aplicación al terreno en la época de invierno es menos conveniente en muchas localidades. Los terrenos de pastoreo y las praderas también son más adaptables a las aplicaciones durante diversas estaciones. Las aplicaciones se pueden hacer en la medida que el terreno no esté saturado o cubierto con nieve, y siempre que el ganado pueda pastar en terrenos alternativos por un período de 30 días (como mínimo) después de la aplicación.

El periodo para las aplicaciones individuales en programas de recuperación de terrenos es menos crítico y puede estar determinado por factores tales como los cronogramas de cumplimiento regulatorio.

Fuente: U.S. EPA, 1984

DESEMPEÑO

En 1995, aproximadamente el 54 por ciento de las plantas de tratamiento de aguas residuales manejaban biosólidos por medio de las actividades de aplicación al terreno, un aumento de casi el 20 por ciento en relación a la información reportada en 1993 (WEF, 1997 and U.S. EPA, 1993). La gran mayoría de estos programas de aplicación al terreno utilizaban terrenos
agrícolas, con cantidades menores aplicadas a áreas de bosques, terrenos de pastoreo, o terrenos de recuperación.

El uso de la aplicación al terreno aumentó constantemente en los años de 1980 por diversas razones, incluyendo la disminución en la disponibilidad y el incremento de los costos asociados con la disposición en rellenos sanitarios. La investigación también ayudó a refinar los procedimientos para la adecuada aplicación al terreno. Mientras tanto, la implementación del Programa de Pretratamiento a Nivel Nacional (Nationwide Pretreatment Program) dio lugar a mejoras significativas en la calidad de los biosólidos. La adopción de la Norma 503 en 1993 creó una estructura para la aplicación consistente de los procedimientos a nivel nacional.

Las normas fueron desarrolladas con la contribución del Departamento de Agricultura, la Administración de Alimentos y Drogas, agencias productoras de biosólidos, grupos ambientales, el público en general, autoridades regulatorias del estado, e investigadores académicos. Supuestos conservadores fueron utilizados para crear normas que “protejan la salud
pública y el ambiente de todos los efectos adversos razonablemente puedan ser anticipados” (U.S. EPA, 1993).

La aplicación al terreno es una opción confiable para el manejo de biosólidos en la medida que se diseñe el sistema tomando en consideración temas tales como el almacenamiento o el manejo alternativo de biosólidos durante los períodos en los cuales no se pueda realizar la aplicación debido a las condiciones desfavorables del tiempo o del terreno. La oposición pública, más que las limitaciones técnicas, han sido la razón más común por la cual se descontinúan los programas de aplicación al terreno.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Generalmente, los sistemas de aplicación al terreno utilizan equipos sencillos y confiables. Las operaciones incluyen los procesos para la reducción de agentes patógenos, la deshidratación, la carga de los vehículos de transporte, la transferencia del equipo al área de aplicación, y la aplicación en sí misma.

Las consideraciones de las actividades de operación y mantenimiento asociadas con el proceso para la reducción de agentes patógenos se detallan en otros folletos. Las demás operaciones requieren la habilidad laboral de los operadores de equipos pesados, el personal de mantenimiento del equipo, y los técnicos para la realización de muestreo de campo, todos los cuales normalmente están asociados con las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.

Además, la entidad encargada de la instalación que genera biosólidos es responsable de que se cumpla con los requisitos estatales y locales así como las normas federales. El administrador de la instalación que genera los biosólidos debe tener la capacidad de estimar las tasas agronómicas y, además, cumplir con los requisitos de mantenimiento de expedientes y de reportaje. En efecto, la entidad que genera los biosólidos y los responsables de su aplicación al terreno deben firmar las declaraciones de certificación para que haya constancia de la efectividad y el cumplimiento. La entidad generadora de los biosólidos debe también programar reuniones con los agricultores, los dueños de tierras, y los vecinos para comunicar las ventajas del reciclaje de biosólidos. El proceso para el control de olores, junto con un programa de viable de monitoreo, es el elemento más importante para la aceptación pública.

COSTOS

Es difícil estimar el costo de las actividades de aplicación de biosólidos al terreno sin considerar los detalles específicos de cada programa. Por ejemplo, existen algunas economías de escala en la adquisición de grandes equipos. Se puede necesitar una maquinaria del mismo tamaño para un programa que diariamente maneja 10 toneladas secas de biosólidos que para uno que maneja 50 toneladas por día; el costo de esa maquinaria se debe distribuir entre las 10 o 50 toneladas, afectando grandemente el costo promedio por tonelada seca. Una fuente de información señaló que el costo para la aplicación al terreno variaba entre $60 a $290 por tonelada seca (O’Dette, 1996). Este rango en el costo refleja la amplia variedad de métodos para la aplicación al terreno, así como los diversos métodos para preparar los biosólidos que se aplicarán al terreno.

Por ejemplo, el costo de los programas que utilizan biosólidos deshidratados incluye este paso adicional, mientras que el costo de los que utilizan biosólidos líquidos no refleja el precio de la deshidratación. Sin embargo, estos programas sí incluyen costos de transporte que generalmente son más altos.

A pesar de la amplia diversidad de costos de los programas de aplicación al terreno, se deben considerar diversos elementos al estimar el costo de cualquier programa de aplicación de biosólidos al terreno:
• Adquisición del equipo o contratación de los servicios para la aplicación de biosólidos al terreno.
• Transporte.
• Mantenimiento y combustible del equipo.
• Instalaciones de carga.
• Mano de obra.
• Costos de inversión, operación y mantenimiento de las instalaciones de estabilización.
• Capacidad de realizar los programas para el manejo y el control de olores.
• Deshidratación (opcional).
• Opción de almacenamiento o manejo alternativo cuando no se pueda realizar la aplicación de biosólidos al terreno debido a las condiciones climatológicas.
• Cumplimiento de las normas, tales como las referentes a los permisos de aplicación, el monitoreo del área y el análisis de biosólidos.
• Programas de educación pública y divulgación.

Se debe, además, conseguir el terreno.

Algunos municipios han adquirido granjas para la aplicación de biosólidos al terreno; otros aplican biosólidos en terrenos privados.

Algunos costos de operación pueden ser compensados con la venta de materiales de biosólidos. Dado que los biosólidos reducen la necesidad de fertilizantes y del ajuste del pH, a veces los granjeros pagan por los servicios de aplicación de biosólidos en sus terrenos.

REFERENCIAS

Otros folletos informativos relacionados
Control de olores en el manejo de biosólidos
EPA 832-F-00-067
Septiembre de 2000

Deshidratación por centrifugación y espesamiento
EPA 832-F-053
Septiembre de 2000

Filtro presa de bandas
EPA 832-F-00-057
Septiembre de 2000

Filtro prensa de placa
EPA 832-F-00-058
Septiembre de 2000

Estabilización alcalina de biosólidos
EPA 832-F-00-052
Septiembre de 2000

Otros folletos informativos pueden obtenerse en la siguiente sitio de Internet:
http://www.epa.gov/owmitnet/mtbfact.htm.

1. O’Dette, R.G., 1996. Determining the Most Cost Effective Option for Biosolids and Residuals Management. In Proceedings of the 10th Annual Residuals and Biosolids Management Conference: 10 Years of Progress and a Look Toward the Future. Alexandria. Water Environment Federation.

2. Sopper, W.E., Seaker, E.M., and Bastian, R.K., Editors, 1982. Land Reclamation and Biomass Production and Municipal
Wastewater and Sludge. University Park. The Pennsylvania State University Press.

3. U.S. Environmental Protection Agency, 1995. Amendments to the Standards for the Use or Disposal of Sewage Sludge (40 Code of Federal Regulations Part 503). Washington, D.C. U.S. Environmental Protection Agency.

4. U.S. Environmental Protection Agency, 1994. Biosolids Recycling: Beneficial Technologies for a Better Environment. EPA 832-R-94-009. Washington, D.C. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water.

5. U.S. Environmental Protection Agency, 1993. Standards for the Use or Disposal of Sewage Sludge (40 Code of Federal Regulations Part 503). Washington, D.C., U.S. Environmental Protection Agency.

6. U.S. Environmental Protection Agency, 1991. National Pretreatment Program: Report to Congress (EPA 21 W-4004.). Washington, D.C. U.S. Environmental Protection Agency.

7. U.S. Environmental Protection Agency, 1986, Sewage Sludge Management Primer, Technology Transfer Series. Cincinnati. U.S. Environmental Protection Agency.

8. U.S. Environmental Protection Agency, 1984. Environmental Regulations and Technology, Use and Disposal of Municipal Wastewater Sludge (EPA 625/10-84- 003.) Cincinnati. U.S. Environmental Protection Agency.

9. U.S. Environmental Protection Agency, 1983. Process Design Manual Land Application of Municipal Sludge (EPA 625/1-83- 016.) Cincinnati. U.S. Environmental Protection Agency.

10. U.S. Environmental Protection Agency, 1981. Interagency Policy on Beneficial Use of Municipal Sewage Sludge. Washington, D.C. U.S. Environmental Protection Agency

11. Water Environment Federation, 1997. National Outlook – State Beneficial Use of Biosolids Activities. Washington, D.C. Water Environment Federation.

12. Water Environ ment Web , http://www.wef.org/doc/bioquotes.ht ml, September 3, 1998.

13. Water Quality Management Library, 1992. Municipal Sewage Sludge Management: Processing, Utilization and Disposal, ed. Cecil Lue-Hing, David R. Zenz, Richard Kuchenrither. Lancaster. Technomic Publishing Company, Inc.

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