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aguas residuales

Manual para el manejode zonas de riego con

Manual para el manejo de zonas de riegocon aguas residuales

Comisin Nacional del Agua

Marzo de 2010www.conagua.gob.mx

Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro y citando la fuente.

Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Subdireccin General Tcnica cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Coordinacin General de Atencin Institucional, Comunicacin y Cultura del Agua de la Comisin Nacional del Agua.

Ttulo: Manual para el manejo de zonas de riego con aguas residuales

Edicin 2010

Autor: Comisin Nacional del AguaInsurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El BajoC.P. 04340, Coyoacn, Mxico, D.F.Tel. (55) 5174-4000www.conagua.gob.mx

Editor: Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesBoulevard Adolfo Ruiz Cortines No. 4209 Col. Jardines de la Montaa, C.P 14210, Tlalpan, Mxico, D.F.

Impreso en MxicoDistribucin gratuita. Prohibida su venta.Queda prohibido el uso para fines distintos al desarrollo social.

Contenido

Prlogo ............................................................................................................................................................. 1

1. Evaluacion de riesgos y alternativas de manejo .......................................................................................... 31.1 Riesgos generados por el uso de las aguas residuales en la agricultura ...........................................................31.2 Alternativas para el manejo seguro de las aguas residuales en la agricultura ..................................................5

2. Metodos de manejo y control de aguas residuales ..................................................................................... 92.1 Sistemas de riego ................................................................................................................................................9

2.1.1 Calidad del agua para riego ......................................................................................................................92.1.2 Seleccin de mtodos de aplicacin del agua ........................................................................................102.1.3 Prcticas apropiadas para el manejo del agua .........................................................................................112.1.4 Planeacin del riego ..................................................................................................................................14

2.2 Suelos ...................................................................................................................................................................162.2.1 Determinacin de la compatibilidad del suelo, para ser regado con aguas residuales..........................172.2.2 Proteccin del acufero .............................................................................................................................182.2.3. Aprovechamiento de la capacidad de amortiguamiento y remocin de contaminantes en el suelo .20

2.3 Cultivos .................................................................................................................................................................252.3.1 Seleccin de cultivos ................................................................................................................................25

2.4 Infraestructura hidroagrcola ...............................................................................................................................272.4.1 Observacin de la mejora de calidad del agua residual en la infraestructura hidroagrcola .................272.4.2 Manejo de la infraestructura hidroagrcola para mejorar calidad del agua ...........................................29

2.5 Tratamiento de las aguas residuales ...................................................................................................................32

3. Administracion del uso de aguas residuales ................................................................................................ 383.1 Esquema organizacional ......................................................................................................................................383.2 Normatividad y control .......................................................................................................................................403.3 Supervisin y monitoreo .....................................................................................................................................423.4 Monitoreo de aguas .............................................................................................................................................43

3.4.1 Monitoreo de suelos .................................................................................................................................443.4.2 Monitoreo de cultivos ..............................................................................................................................44

Anexos .............................................................................................................................................................. 47

Apndices ......................................................................................................................................................... 73Apndice a ..................................................................................................................................................................75Abreviaturas ................................................................................................................................................................75Apndice b .................................................................................................................................................................76Glosario de trminos ..................................................................................................................................................76

Bibliografa ....................................................................................................................................................... 78

1.1.1 Ciudades donde se utilizan sus efluentesde agua residual para riego agrcola en, forma directa e indirecta .....................................................................................................................................49

2.2.1 Tiempo de supervivencia de patgenos en suelos, cultivos y agua .................................................................502.2 Riesgo relativo de afectar a la salud pblica, por el uso de aguas residuales en la agricultura .....................502.3 Principales efectos a la salud de contaminantes potencialmente txicos ........................................................502.4 Concentraciones mximas permisibles de metales traza en aguas para riego .................................................512.5 Eficiencias de remocin de patgenos entricos por procesos de tratamiento del agua residual ..................512.6 Alternativas para el manejo seguro de aguas residuales ....................................................................................52

3.3.1 Directrices para la interpretacin de la calidad del agua para riego ..................................................................533.2 Contaminantes contenidos en aguas residuales que pueden provocar problemas, en contenidos excesivos ......................................................................................................................................543.3 Lmites permisibles de plaguicidas ......................................................................................................................553.4 Cultivos permisibles, condicionados y restringidos con riego de agua residual ...............................................563.5 Porcentaje requerido de lmina de sobre riego para lavado de suelos salinos .................................................583.6 Clasificacin de suelos segn la prueba del tacto ..............................................................................................583.7 Clasificacin de suelos segn tamao de partculas ..........................................................................................593.8 Relacin del tipo de suelo y su compatibilidad para ser regado con aguas residuales .....................................593.9 Tipos generales de suelos y sus caractersticas ................................................................................................593.10 Efecto probable de varios proceso sobre la movilidad de los constituyentes de las aguas subterrneas, por la disposicin de desechos slidos y lquidos .......................................................................603.11 Concentraciones mximas recomendadas y/o lmites estimados para aguas de riego ...................................613.12 Grado de toxicidad de elementos traza ..............................................................................................................623.13 Factores ambientales que afectan la mortalidad de patgenos ........................................................................633.14 Tolerancia relativa de los cultivos a las sales ......................................................................................................643.15 Tolerancia relativa de cultivos y plantas ornamentales al Boro ........................................................................653.16 Tolerancia al cloruro en el extracto de saturacin del suelo para cultivos frutales de distinta variedad o procedencia ........................................................................................................................................663.17 Tolerancia de varios cultivos al porcentaje de sodio intercambiable (psi), bajo condiciones no salinas ........663.18 Factores para la seleccin del sitio de aplicacin y criterios para el riego con efluentes ................................67

4.4.1 Procedimiento de muestreo para cultivos ..........................................................................................................68

Contenido de tablas

Contenido de figuras

1.1.1 Mtodo del cilindro o infiltrmetro de doble cilindro ......................................................................................691.2 Tanque sptico y tratamiento para descarga a un cuerpo receptor ...............................................................70

2.2.1 Organigrama del comit directivo del distrito de desarrollo rural ...................................................................712.2 Organigrama del comit tcnico del distrito de desarrollo ..............................................................................72

1Manual para el manejo de zonas de riego con aguas residuales

Prlogo

El uso del agua residual en el pas, plantea dos expecta-tivas muy interesantes:PRIMERA, a pesar que el uso de las aguas residuales

en la agricultura se viene haciendo desde hace tiempo en una forma desordenada e incontrolada, no se han ob-servado efectos graves por su realizacin, sin que tam-poco pueda determinarse o se halla determinado que no existan.SEGUNDA, el aprovechamiento del agua residual para

riego, se halla forzado ante una situacin de escasez y conflicto por el uso del agua, en regiones bien localiza-das del pas, donde se tiene un creciente desarrollo ur-bano, industrial y agrcola, y una mala distribucin del recurso hidrulico.Parece inevitable, dado que se espera se agraven los

problemas por el crecimiento sostenido y la poca des-concentracin que se ha logrado a zonas con disponibili-dad del agua, que grandes zonas agrcolas que consumen gran cantidad de agua, entren en conflictos por su uso, con centros de poblacin que tienen prioridad por la mis-ma; con el peligro de cerrar al riego grandes extensiones, a menos que se abastezca con una fuente alternativa, como son las aguas residuales, ver tabla 1.1.Ante estas expectativas, para realizar un ordenamien-

to realista del actual uso y planear un aprovechamiento seguro de las explotaciones futuras de aguas residuales para riego, es necesario considerar tres puntos bsicos:1 No se puede pasar por alto el grave riesgo que

existe de afectar a la salud humana, por el uso de aguas residuales en riego y de provocar serios problemas en el mbito regional en cuanto a epidemias o situaciones de emergencia. Requirindose de estudios que puedan de-terminar el nivel de riesgo relacionando la incidencia de efectos nocivos en la salud, con el uso del agua residual.2 No se puede seguir considerando el manejo del

agua residual, similar al manejo del agua de primer uso en zonas de riego, por los riesgos que estn latentes en este uso y por el acondicionamiento del agua y suelo que se realiza. Requirindose de la implantacin de zonas controladas para riego con aguas residuales, tales como

Distritos de Riego con Aguas Residuales (DIRAR) que podran ser dependientes de los actuales distritos de de-sarrollo rural o la implantacin de tratamiento parcelario en la misma zona de riego con sistemas de tratamien-to por lagunas de estabilizacin u otro sistema de tra-tamiento econmico y con mnimos requerimientos de operacin y mantenimiento, y3 dadas las condiciones que presenta el pas, de estar

en vas de desarrollo y de tener actualmente problemas econmicos, el aprovechamiento del agua residual debe verse desde una perspectiva ms redituable. Es decir, en lugar de enfocar proyectos cuyo objetivo nico sea con-trolar la contaminacin, se considere la creacin de Pro-yectos Integrales de Productividad (PIT), que aparte de reducir los riesgos que genera este uso, principalmente en la salud pblica, se puedan aprovechar las ventajas que presenta el mismo, en cuanto a:

Tener una oferta de agua en zonas de escasez, que permita el intercambio por agua de primer uso re-querida por la poblacin y disminuir el balance hi-drulico negativo regional.

Ampliar la frontera agrcola que promueva el desa-rrollo regional.

Incrementar o mantener la productividad agrcola en zonas de riego y reducir o eliminar los requeri-mientos de fertilizantes comerciales.

Acondicionar o restituir suelos, en zonas estriles, de gran erosin o de baja productividad agrcola.

Esta misma perspectiva involucra, evitar tratamientos demasiado costosos y sofisticados, haciendo un mane-jo integral de los factores que coadyuven a mejorar la calidad del agua, en suelos, cultivos e infraestructura hi-droagrcola, junto con la implantacin de Tratamientos Parcelarios slo en los casos donde se presenten restric-ciones para el uso seguro de estas aguas, como en el caso de cultivos que se van a consumir crudos y, en el que se contamina la fuente de abastecimiento de agua potable. Otros factores que justifican el tratamiento, son cultivos

2 Manual para el manejo de zonas de riego con aguas residuales

altamente rentables o la realizacin de un ltimo riego con agua de buena calidad en cultivos restringidos, para disminuir riesgos.El propsito de este manual, es que el usuario cuente

con una serie de criterios que permitan concertar la me-jor operacin de zonas de riego que utilizan actualmente aguas residuales, y tener las bases para establecer nue-vos aprovechamientos con estas aguas, principalmen-te en zonas de gran escasez o conflicto por el uso del agua; tendiendo a minimizar los riesgos de afectar a la salud pblica y al sistema agronmico y haciendo espe-cial nfasis, en incrementar o sostener la productividad agrcola de la zona de riego, para lograr la meta de un desarrollo sustentable. A lo largo del documento se hace un planteamiento

de la situacin actual del reso de aguas residuales en la agricultura, haciendo algunas consideraciones sobre las ventajas y desventajas, que implican el ordenamiento y control de las aguas residuales. Se hace una descripcin de las diferentes alternativas de manera muy accesible para minimizar los riegos, y lograr una mayor eficiencia a menor costo. As mismo se presentan los mtodos de manejo y control para superar o adaptar los problemas originados por la calidad del agua residual.Finalmente se presenta un esquema administrativo

para el reso de aguas residuales.


1. Evaluacion de riesgos y alternativas de manejo

El propsito de este captulo es discutir brevemente los riesgos potenciales que se tienen por la utilizacin de las aguas residuales en la agricultura; as como, describir las diferentes alternativas accesibles para minimizar los ries-gos, considerando lograr mayor eficiencia a menor costo.

1.1 Riesgos generados por el uso de las aguas residuales en la agriculturaCon la aplicacin al riego agrcola de grandes volme-nes de aguas residuales, realizada sin ningn control, es evidente que existe un enorme potencial de efectos ad-versos a la salud, vase tabla 1.1. Los problemas pueden ocurrir debido a la contaminacin de las cosechas, suelos y aguas subterrneas y superficiales, por contenidos no-civos en las aguas residuales, principalmente de conta-minantes patgenos y parasitarios, y sustancias txicas. Atribuibles en el primer caso a descargas domsticas, de hospitales, rastros, fbricas de procesamiento animal y laboratorios, y en el segundo a descargas de actividades industriales.La poblacin de ms alto riesgo es aquella que est

expuesta al contacto con las aguas residuales, como el campesino y su familia, la poblacin aledaa a la zona de riego y aquella que es consumidora de los productos ali-menticios derivados directamente o indirectamente del riego, principalmente aquellos que se consumen crudos. De esta poblacin, el riesgo es ms acentuado en la po-blacin infantil y en la de edad avanzada.La enfermedad se produce cuando dosis infectivas de

microorganismos patgenos y parasitarios se introducen en el husped humano y se rompe la resistencia del indi-viduo, denominada inmunidad. Sin embargo, puede ha-ber transmisin y producirse una infeccin asintomtica, siendo el husped humano portador y transmisor de la enfermedad, sin darse cuenta.Cuando una enfermedad es habitual y se repite cons-

tantemente en una regin, se dice que es endmica y

cuando una enfermedad ataca a gran nmero de perso-nas transitoriamente en una regin, se dice que es una epidemia.Aparte del uso de las aguas residuales, el mayor o me-

nor riesgo de contraer una enfermedad, se ve afectado por las condiciones de vida del individuo, destacando factores como: el tipo y manejo de los alimentos, la hi-giene personal, la estacin del ao, clima, la edad y sexo del individuo.Las formas como pueden introducirse dosis infectivas

por el uso de aguas residuales son: a travs del agua, por contaminacin de las fuentes de abastecimiento; a tra-vs del suelo, transmitiendo enfermedades al campesino y su familia por contacto directo del mismo o por la con-taminacin del acufero; y a travs de los cultivos, por su consumo directo o indirecto.Desde el tiempo de excrecin, normalmente la con-

centracin de todos los patgenos decrece hasta su ex-tincin o prdida de infectividad de algunos de los orga-nismos. Los periodos de supervivencia van desde das hasta varios meses, dependiendo del tipo de patgeno y si las condiciones de desarrollo en el medio donde se encuentren, son favorables o no.Tiempos tpicos de supervivencia de microorganismos

patgenos en agua, suelo y cultivos, son dados en la ta-bla 2.1. Existiendo mayor riesgo, entre mayor tiempo de supervivencia tengan, por ejemplo en los huevos de lombrices intestinales (helmintos) que sobreviven des-de varios meses hasta por encima de un ao, en suelos, agua y cultivos.La Organizacin Mundial de la Salud (OMS), a travs

de una reunin de un grupo de ingenieros, epidemilo-gos y cientficos sociales en Engelberg, Suiza en 1985, (Grupo Engelberg), ha propuesto un modelo epidemio-lgico de riesgos para la salud relacionados con el uso de excretas y aguas residuales en la agricultura y la acuicul-tura; que estipula, que el excesivo nmero o grado de infecciones y enfermedades originadas por varias clases de patgenos, se atiene esencialmente al siguiente or-den decreciente: infecciones intestinales originadas por


Nemtodos (tipo de helmintos, como Ascaris, Trichuris y Uncinaria), infecciones virales excretadas (que incluyen diarreas ocasionadas por rotavirus y la hepatitis A).En ciertas situaciones, puede haber, igualmente exce-

so de infecciones provocadas por trematodos y cestodos (particularmente esquistomiasis, clonorquiasis y taenia-sis). En la tabla 2.2 se compara la intensidad o frecuen-cia de la infeccin o enfermedad con respecto al tipo de patgeno, segn pronostica este modelo.Conforme lo indicado en este modelo, de estudios epi-

demiolgicos disponibles, y de otros estudios que van de acuerdo con la experiencia mexicana, se pueden sealar, las siguientes afectaciones:El riego de cultivos con aguas residuales crudas es cau-

sa significante de infecciones producidas por helmintos patgenos, tanto en los consumidores de los cultivos como en los trabajadores agrcolas.Infecciones y enfermedades producidas por bacterias

patgenas, en especial tifoidea y clera (en zonas en-dmicas), pueden ser transmitidas efectivamente por el riego de vegetales con aguas residuales crudas.El ganado alimentado con forrajes regados con aguas re-

siduales crudas puede llegar a ser infectado por helmintos; existen riesgos de infeccin en humanos a travs del con-sumo de la carne de ganado, principalmente por taeniasis.La salud de la poblacin cercana a las reas de riego

con aguas residuales, puede ser afectada negativamen-te, ya sea por el contacto directo con el suelo, o indirec-tamente a travs de las labores agrcolas.Existe posibilidad de contaminacin biolgica del

acufero principalmente de virus, cuando existen suelos con gran permeabilidad o fracturados y donde el nivel fretico del acufero esta a menos de 2 metros.El riego por aspersin con agua residual no desinfecta-

da, puede promover una transmisin aerolizada de virus excretados.La persistencia de amibiasis y otras infecciones cau-

sadas por protozoarios, en zonas de riego con agua re-sidual y en zonas urbanas donde se consumen crudos estos productos agrcolas, pueden deberse al riego con aguas residuales.Lo anterior indica que hay que tener especial cuidado

en el control y remocin de huevos de helminto, quis-tes de protozoarios, bacterias patgenas y posiblemente virus, en el caso de usar aguas residuales crudas en la agricultura.

Valores recomendados por Engelberg, se refieren a re-ducir los niveles de huevos de helmintos en el agua a uno viable o menos por cada litro, reducir la concentracin de bacterias fecales hasta una concentracin promedio geomtrico de 1000 organismos por cada 100 ml, con el fin de proteger la salud de los consumidores de los productos agrcolas regados con agua residual, en espe-cial los que se vayan a consumir crudos; y el mismo ni-vel de nemtodos y 1 X 105 Coliformes fecales/100 ml, para cultivos no restringidos, a fin de proteger la salud de los trabajadores agrcolas y de sus familias.Aparte de la afectacin que puede haber por organis-

mos patgenos, otro de los problemas serios producidos por el uso de aguas residuales en la agricultura, se debe al contenido de sustancias txicas en las aguas residua-les, cuando de alguna manera se tiene influencia de des-cargas industriales, como en el caso de las zonas rega-das con aguas residuales provenientes de la ciudad de Mxico, destacando entre los principales contaminantes txicos, los elementos traza y los compuestos orgnicos, que se caracterizan porque muchos de ellos, aun en can-tidades muy pequeas, son persistentes y bioacumulati-vos con efectos adversos a la salud, que son manifesta-dos despus de largos periodos de exposicin. Por otro lado su acumulacin puede no representar

daos al cultivo, pero s al consumidor, como por ejem-plo las plantas de hojas anchas como la espinaca y la lechuga, las cuales pueden acumular metales pesados (elementos traza) en concentraciones que son txicas al consumidor pero no a ellas mismas.La relacin entre efectos adversos a la salud por sus-

tancias txicas y el uso de aguas residuales en la agri-cultura, es difcil establecer debido a que existe una gran diversidad de compuestos orgnicos e inorgnicos contenidos en el agua residual que pueden ser transfor-mados, degradados o incorporados al suelo y de ste a los cultivos o al acufero, pudiendo presentar toxicidad o no, efecto acumulativo crnico y posible magnificacin a travs de la cadena trfica.La observancia de efectos mutagnicos, cancergenos

y otros efectos que pueden ser crnicos, atribuibles a concentraciones de estos txicos en cultivos y agua sub-terrnea, hace suponer que existen graves riesgos a la salud pblica.Los efectos potenciales a la salud de los compuestos

txicos son una mirada. Los sistemas afectados oscilan


desde el dermatolgico, nervioso, hasta el celular, y las afecciones producidas oscilan desde comezn (salpulli-do), disfuncin motora, hasta cncer. El grado de toxi-cidad de estos compuestos vara ampliamente, desde esencialmente no daino (i.e. la mayora de carbohidra-tos) o incluso servir como nutrientes del suelo (i.e. Boro, Cobre, Fierro, Manganeso, Molibdeno y Zinc), modera-damente txico (i.e. la mayora de los alcoholes), has-ta los extremadamente txicos (i.e. las dioxinas), vase tabla 2.3.La manera de afectar a la salud, principalmente, es a

travs del consumo de productos agrcolas directamen-te, o indirectamente por el consumo de carne de gana-do alimentado con forrajes regados con aguas residua-les. No se descarta, tambin, algunas afectaciones por el contacto prolongado de las aguas residuales y por la contaminacin de aguas subterrneas en acuferos vul-nerables (de acuerdo al tipo de suelo, nivel fretico y tipo de descarga).El mayor riesgo se tiene en aquellos sitios donde se

utilizan o se han utilizado los lodos residuales proce-dentes de plantas de tratamiento biolgico. Es bien conocido el hecho que los lodos concentran sustancias presentes en las aguas residuales; por lo tanto, el em-pleo de estos lodos aumenta enormemente los riesgos a la salud. En el uso de las aguas residuales crudas, estas sustancias txicas se diluyen y su aplicacin pue-de ser hecha en una gran extensin de terreno. Esto impide, por lo menos su acumulacin puntual y tiende a favorecer su aprovechamiento hasta un lmite posi-ble, por los cultivos sembrados o su descomposicin microbiana.Concentraciones recomendadas para metales traza a

ser contenidas en agua residual a fin de reducir riesgos, para el caso de riego con agua residual que se hace en forma continua (sobre suelo con textura gruesa), son para Plomo (Pb), Cadmio (Cd) y Cromo (Cr) de 5.0, 0.010 y 0.10 mg/l, respectivamente; para suelos de textura fina o para uso espordico del agua, se pueden tolerar valores mayores . Estos valores y de otros me-tales traza, sobre concentraciones mximas recomen-dadas en aguas residuales, se pueden observar en la tabla 2.4La discusin sobre concentraciones permisibles de

metales traza, ser ampliada en el captulo de manejo y control de aguas residuales.

1.2 Alternativas para el manejo seguro de las aguas residuales en la agriculturaLos principales factores a considerar en el manejo seguro de las aguas residuales, se establecen en la relacin que guarda el sistema de acondicionamiento de la calidad del agua residual utilizada, con respecto al costo del sistema, para mayor seguridad se requiere de mayor desembol-so. Las alternativas de acuerdo con lo anterior, se tie-nen desde la disposicin de aguas residuales en suelos, aprovechando el acondicionamiento de calidad dada en el manejo del agua en: suelos, cultivos e infraestructura hidroagrcola, hasta sistemas de tratamiento que pueden lograr remociones del l00% en contaminantes indesea-bles a costos muy altos.El manejo adecuado de los factores que coadyuvan a

mejorar la calidad del agua, junto con sistemas de trata-miento eficientes y econmicos, deber dar la clave para la reduccin de los riesgos, el abatimiento de costos y el sostenimiento o incremento de la productividad en sistemas agrcolas, que utilicen o vayan a utilizar aguas residuales.Este manejo incluye las siguientes tres alternativas,

que pueden ser empleadas juntas o separadas:

Medidas de prevencin y proteccin Manejo de agua, suelos y cultivos Uso de sistemas de tratamiento

Las medidas de prevencin y proteccin, deben evitar o prevenir el contacto, en lo ms posible con la fuente de contaminacin o contaminante. Ya sea por la protec-cin o alejamiento de la persona o animal expuesto a las aguas residuales, o por evitar que lleguen o sean conte-nidas en el agua residual, sustancias contaminantes.Estas medidas debern abarcar a los trabajadores agr-

colas y sus familias, a los consumidores de los productos agrcolas y de la carne del ganado que se alimenta de fo-rrajes regados con estas aguas, y a los mismos animales expuestos al agua residual.Las medidas para proteger a la poblacin rural, pueden

incluir el uso de ropa protectora (guantes, botas y tapa-bocas) que prevengan contactos directos; la aplicacin rigurosa de prcticas de higiene, y la posible inmuniza-


cin por aplicacin de vacunas o medicacin preventiva contra endemias. Medidas para proteger a los consu-midores, pueden incluir la desinfeccin de los alimentos que se vayan a consumir crudos; el procesamiento de los alimentos, por hervor o freimiento y su procesamien-to industrial. Las medidas para evitar infecciones en los animales, transmisibles al hombre, pueden incluir el evitar abreven en aguas residuales, el permitir el secado completo del forraje antes de su consumo (achicalado o heniado) y evitar pastoreo en las zonas con riego de estas aguas.Las medidas para restringir los contaminantes alta-

mente perniciosos en las descargas, involucran su de-teccin y control directamente en su fuente de origen. Principalmente para concentraciones altas de patgenos en descargas de hospitales, rastros y fbricas de procesa-miento animal, y para concentraciones txicas de meta-les traza en descargas de industrias especficas, como las de cromado y petroqumica. Otras medidas deben incluir la proteccin de acuferos y la desinfeccin del agua de abastecimiento en estas zonasEl manejo de agua, suelo y cultivos, deber aprovechar

la remocin, retencin y degradacin de algunos conta-minantes presentes en las aguas residuales, que se realiza en el suelo, la infraestructura hidrulica y en los propios cultivos. Se debe de tratar de manejar adecuadamente las principales variables que intervienen en estos proce-sos de depuracin, para reducir los riesgos de afectar a la salud pblica por el uso de las aguas residuales y tratar de mantener o incrementar los niveles de productividad agrcola. Este manejo del agua, suelo y cultivos, incluye principalmente:

Mtodos de aplicacin del agua (sistemas de riego) Manejo de suelos Restriccin y seleccin de cultivos Operacin de la infraestructura hidrulica

La seleccin adecuada del mtodo de riego, lmina de riego y de los periodos de aplicacin, puede reducir significativamente riesgos de afectar la salud y la pro-ductividad. Por ejemplo, riego por goteo aplicado subsu-perficialmente a la raz en la cantidad estrictamente re-querida por el cultivo, evita contaminacin del acufero y reduce el riesgo de afectacin a la salud de los trabaja-dores del campo y de los consumidores de los productos

agrcolas; as mismo, lminas de sobreriego atenan sali-nidad y acondicionan suelos agrcolas, ya que propicia la lixiviacin de contaminantes solubles.El dejar de regar perodos hasta de un mes antes de la

cosecha, permite la reduccin de gran nmero de micro-organismos patgenos, y dar el ltimo riego antes de la cosecha con aguas tratadas o de buena calidad en culti-vos restringidos, permite reducir tambin estos riesgos.La seleccin de tipos de suelos adecuados, que permi-

tan la biodegradacin, transformacin y asimilacin de contaminantes al suelo, reducen significativamente el riesgo de contaminacin de los acuferos en la zona de riego y afecta la supervivencia de los microorganismos productores de enfermedades.La restriccin del riego con aguas residuales a cultivos

que tengan mayor riesgo de infectar al hombre directa-mente por su consumo, o indirectamente por consumo de carne infectada, es una buena medida primaria de proteccin a la salud.Algunos cultivos pueden ser ms tolerables a ciertos

contaminantes que otros, sin afectar la productividad. Adems algunos otros son ms susceptibles de contami-nacin, por ejemplo las fresas y lechugas, que pueden contener en el exterior gran cantidad de patgenos.Esta medida de restriccin de cultivos no es tan sig-

nificativa para proteger al trabajador agrcola, que sigue expuesto al riesgo de afectar su salud por el contacto que tiene con las aguas residuales. Se debe procurar que las reas de habitacin estn por lo menos alejadas l00 m de las reas de riego.Cultivos que se vayan a cocinar o tengan procesa-

miento industrial, o que son consumidos achicalados (henificados) por el ganado, tendrn mucho menor ries-go de afectar la salud del consumidor; asimismo cultivos que no estn al ras del suelo, disminuirn sus riesgos, y slo estarn condicionados a su afectacin de producti-vidad. Por ejemplo a los ctricos les afecta concentracio-nes anormales de cloruros (mayores a 3 miliequivalentes por litro).La observancia de remocin de contaminantes en pre-

sas y canales, es significativa para poder considerar este tipo de infraestructura como medio para acondicionar la calidad del agua. La mayor o menor eficiencia que se logre estar principalmente sujeta a condiciones de ope-racin, as se pueden aumentar tiempos de retencin en presas o incrementar el recorrido y los saltos de agua en


canales para reducir ciertos contaminantes y sus riesgos inherentes.Otra consideracin, se refiere al aprovechamiento de

las condiciones naturales para el acondicionamiento de esta calidad, por ejemplo el aprovechamiento de la car-ga hidrulica en dispositivos fludicos que transforman un escurrimiento rectilneo en uno rotatorio, permite la entrada de aireacin y la formacin de una pelcula bio-lgica, que los hace equiparables a un sistema biolgico de tratamiento.Adems, como las condiciones de operacin de la in-

fraestructura hidrulica en una zona de riego estarn sujetas a las polticas del riego, siembra y cosecha, es importante que se ajusten las consideraciones de ope-racin para mejorar la calidad del agua residual a estas polticas.Cuando se realiza el uso de aguas residuales sin ningn

ordenamiento, a pesar de todo, existe de alguna manera acondicionamiento de su calidad. Resultados de monito-reos, muestran en general una mejor calidad del agua en la zona de riego que en la fuente de generacin y reco-leccin de las descargas, y entre mayor sea el tiempo de recorrido entre estos dos puntos, mayor es la remocin de contaminantes. Indicando la presencia de procesos naturales que intervienen para la mejora de esta calidad.Un tratamiento del agua residual, pretende acelerar

precisamente los procesos naturales de remocin, por lo que el lapso de tiempo es el factor comn entre los dife-rentes tipos de tratamiento y los sistemas de disposicin y tecnologas de aprovechamiento de aguas residuales. Remociones aceptables de patgenos pueden ser al-canzadas en vasos de almacenamiento, canales y en el suelo, si se permiten tiempos de retencin hidrulicos adecuados para la accin natural de purificacin y la re-duccin de estos patgenos de acuerdo a sus tiempos de sobrevivencia.Estas remociones pueden llegar a ser equiparables a

las logradas por sistemas convencionales de tratamien-to primario y secundario. Otros factores como la airea-cin y la temperatura pueden acelerar estos procesos naturales.Por lo tanto, la necesidad del uso de sistemas de tra-

tamiento para acondicionar la calidad de las aguas resi-duales, depender de cuando las medidas de proteccin y manejo del agua, suelo y cultivo que sean usadas o planeadas, se estime no disminuyan significativamente

los riesgos de afectar a la salud y productividad al corto, mediano y largo plazo, o se prevea un rendimiento eco-nmico tal que justifique la planta de tratamiento, prin-cipalmente en el caso de riego de cultivos restringidos.Las desventajas de utilizar tratamiento, en general, se

manifiestan en la incorporacin de un costo adicional al costo de produccin agrcola y la disminucin de la ca-pacidad acondicionadora y amortiguadora de contami-nantes en el suelo, principalmente por la reduccin de materia orgnica. Adems de que, concentraciones de txicos de descargas industriales inhiben tratamientos biolgicos, disminuyendo su eficiencia. Las desventajas de no utilizar tratamiento, estriban

como se ha mencionado, en que se mantienen altos los riesgos de afectar a la salud y la productividad agrcola.Dado que la importancia para disminuir riesgos a la

salud pblica radica, principalmente en la remocin de microorganismos patgenos, y que las sustancias txi-cas de alguna manera pueden ser amortiguadas o ate-nuadas con Pretratamiento, o sea un manejo adecuado en el agua, suelos y cultivos, con un control puntual en la fuente de descarga; la mejor alternativa de tra-tamiento ser aquella que conjugue un menor costo o un mayor rendimiento por una mayor remocin de patgenos.La concentracin de dosis infectivas de patgenos

junto con sus periodos de supervivencia, son factores importantes a considerar para evaluar los requerimientos de tratamiento. Protozoarios y bacterias deben presen-tar concentraciones altas de dosis infectivas para pro-ducir enfermedad (1 X l06); helmintos y virus requieren menor concentracin (1 X102). Los quistes de Taenia sagninata pueden permanecer activos bajo condiciones naturales por meses, huevos de helmintos pueden so-brevivir por encima de un ao dentro de la hierba casi seca. Periodos tpicos de supervivencia de patgenos son sealados en la tabla 2.2.Por el uso de sistemas convencionales de tratamien-

to se puede reducir la concentracin de patgenos en el agua residual. El tratamiento primario a partir de se-dimentacin gravimtrica puede alcanzar remociones hasta del 40% de bacterias Coliformes, (ver tabla 2.5).El tratamiento secundario, que adems de la sedimen-

tacin fsica de la materia en suspensin, implica acelerar los procesos de descomposicin de la materia orgnica soluble por microorganismos presentes en el agua resi-


dual, puede lograr tambin remociones altas de micro-organismos patgenos, sobre todo si va seguido por desinfeccin. Esta desinfeccin, que tambin significa un costo adicional, generalmente no puede ser aplicado directamente al agua residual cruda, porque en la clora-cin el contenido de materia orgnica tiende a formar halometanos, que pueden tener efectos cancergenos o teratognicos. Es requerido un mnimo de tratamiento primario antes de la desinfeccin.Las eficiencias que se logran con tratamiento se-

cundario generalmente pueden cumplir con los reque-rimientos establecidos en Engelberg, para los tipos de tratamiento secundario ms comunes que son: procesos de filtracin (filtros percoladores), lodos activados y sus modificaciones y lagunas de estabilizacin, teniendo re-mociones ms aceptables en stas ltimas principalmen-te para ms de tres lagunas en serie, con periodos de retencin hidrulica superior a 20 das sin aplicar desin-feccin, ver tabla 2.5.Estos tipos de tratamiento a excepcin de las lagunas

de estabilizacin, requieren de un sedimentador final en el cual se producen lodos residuales, que a su vez requie-ren de un tratamiento adicional, cuyo costo en muchos casos puede ser igual o ligeramente menor al tratamien-to del agua.El tratamiento terciario y avanzado, se justificar slo

en los casos donde se requiera la remocin de conta-minantes especficos que se tenga evidencia estn con-taminando las fuentes de agua potable. El empleo de este tratamiento implica una erogacin muy superior a los anteriores.El resumen de las tres formas mencionadas para el

manejo seguro de las aguas residuales, que incluyen: las medidas de proteccin y prevencin, el manejo de agua, suelo y cultivos y el uso de sistemas de tratamiento, se dan en la tabla 2.6.De acuerdo a lo anterior, podemos definir cuatro al-

ternativas en los cuales se puede manejar las aguas re-siduales:Alternativa 1 Nivel nulo - uso sin ningn control, ni

ordenamiento, (representa graves riesgos de afectacin a la salud pblica).Alternativa 2 Nivel preventivo - aplicacin de medi-

das de proteccin y prevencin y/o de manejo de aguas, suelo y cultivos, (se previenen y controlan algunas afec-taciones por el uso de aguas residuales).

Alternativa 3 Nivel de control establecido - Aplica-cin de tratamiento al total del volumen de aguas resi-duales generado antes de su uso para riego, (menor ries-go a mayor tratamiento especfico; a mayor tratamiento, mayor costo).Alternativa 4 Nivel de control optimizado - aplicacin

de medidas de proteccin y prevencin, manejo de agua, suelo y cultivos y tratamiento parcelario al volumen de agua dentro de la parcela donde se rieguen cultivos res-tringidos, (se minimiza el riesgo, por menor costo).


2. Metodos de manejo y control de aguas residuales

Los mtodos de manejo y control para superar o adaptar los problemas imputables a la calidad del agua residual, de acuerdo a lo mencionado en el captulo 1, se pueden agrupar como sigue:

I. En sistemas de riego Calidad del agua de riego; Mtodos de aplicacin del agua; Prcticas apropiadas para el manejo del agua y suelo; Planeacin del riego. II. En suelos Determinacin de la compatibilidad del suelo para

ser regados con aguas residuales; Proteccin del acufero; Aprovechamiento de la capacidad de amortigua-

miento y remocin de contaminantes en el suelo. III. En cultivos Seleccin y restriccin de cultivos susceptibles de

ser regados con aguas residuales. IV. En infraestructura hidroagrcola Operacin de la infraestructura hidroagrcola de

acuerdo a su capacidad de mejorar calidad del agua. V. En sistemas de tratamiento Aplicacin del sistema de tratamiento, con la mayor

eficiencia y menor costo.

2.1 Sistemas de riegoLa diferencia entre el riego con aguas residuales y con aguas de mejor calidad, radica principalmente en:La adecuacin o acondicionamiento de los suelos,

dado principalmente por sustancias nutrientes conteni-das en las aguas residuales, que mejoran notablemente las condiciones de productividad.El contenido de sustancias nocivas, principalmente

patgenos y txicos, provoca que el uso de las aguas residuales pueda afectar grandemente la salud pblica.Existe amortiguamiento de condiciones nocivas prin-

cipalmente salinidad, por el contenido de materia org-nica en las aguas residuales.

Existe restauracin y restitucin de suelos perdidos por erosin o suelos improductivos, por la aportacin de slidos suspendidos y materia orgnica.Se requiere de prcticas apropiadas para usar el agua

residual, por ejemplo lminas de sobreriego, para lavado de suelos salino-sdicos:Bajo este enfoque, las prcticas del manejo de agua

residual para su aplicacin y distribucin (sistema de rie-go), abarcan principalmente.

La adecuacin de la calidad del agua para riego La seleccin de mtodos y prcticas de riego La adopcin de prcticas apropiadas para el manejo

de aguas residuales y, La planeacin del riego con aguas residuales

A continuacin se detallan cada una de estas prcticas

2.1.1 Calidad del agua para riegoLa calidad de un agua para riego est determinada prin-cipalmente por la cantidad y tipo de sustancias disueltas en ella. En aguas normales no contaminadas, el material disuelto es esencialmente inorgnico. Estas sales inorg-nicas son lixiviadas de las rocas y los suelos a travs de los cuales pasa el agua.Por otro lado, la calidad de un agua residual no tratada

de una determinada poblacin depende de tres aspectos:

1) De la calidad de las aguas de primer uso (principal-mente sales inorgnicas), sean estas de fuentes su-perficiales o subterrneas;

2) De la calidad y cantidad de los desechos domsticos (principalmente sustancias orgnicas y microorga-nismos patgenos), los cuales variarn segn el ta-mao y grado de urbanizacin de la poblacin; y

3) De la cantidad y tipo de industrias que descargan sus efluentes al drenaje de la poblacin, y a la cali-dad de estos efluentes.


Para fuentes convencionales de aguas, los problemas de calidad se agrupan en cuatro rubros:

Salinidad Infiltracin de agua o permeabilidad del suelo Toxicidad por iones especficos (Na, Cl y B) y Problemas diversos ocasionados por NO3, HCO3 y

pH

Basados en estos problemas, la FAO, 1985 ha desa-rrollado directrices para evaluar la calidad del agua para riego, ver tabla 3.1.En cambio, para aguas residuales para riego, los pro-

blemas de calidad del agua comprenden adems de los relacionados para fuentes convencionales, los mencio-nados en el punto 2.1, que pueden ser resumidos como:

Problemas de salud por contaminacin fecal de pro-ductos agrcolas

Problemas a la salud por acumulacin de metales en productos agrcolas

Problemas a la productividad agrcola por toxicidad de elementos traza, principalmente metales pesados

Contaminacin de acuferos por infiltracin de con-taminantes

Otros, tales como: taponamiento del suelo por sli-dos suspendidos, disminucin del oxgeno del suelo, etctera

La adecuacin de la calidad sanitaria, debe basarse prin-cipalmente en el control de patgenos y txicos, guas re-comendadas se dieron en el punto 1.1. Adems de estos, otros contaminantes presentes en las aguas residuales que pueden provocar problemas en contenidos excesivos son: la materia orgnica, los slidos en suspensin, las grasas y aceites, pH, cidos, nitratos, fenoles, sulfatos y conte-nidos de cloro residual, al usar cloro como desinfectante. En la tabla 3.2 se mencionan estos contaminantes, su

problemtica y el rango y prcticas recomendadas para no causarla.La calidad del agua puede afectar a la agricultura, pero

la agricultura influye tambin sobre la calidad del agua. La agricultura produce ciertos desechos que en el agua o cuer-po receptor pueden considerarse como contaminantes, y que por ello deben estar sujetos al mximo control posible. Desechos tales como residuos animales (estircol), plagui-

cidas, elementos nutritivos fertilizantes, sales y sedimentos procedentes de agua de escorrenta o de filtracin de te-rrenos agrcolas, pueden cada uno de ellos resultar conta-minantes, si de algn modo, entran y degradan la calidad de una corriente de agua superficial, de un lago, depsito o estuario, o de algn abastecimiento de agua subterrnea.Este tipo de contaminacin no es exclusivo del uso

de aguas residuales y se genera tambin cuando se usan aguas blancas o de primer uso. El principal problema est influido por el contenido de residuos de plaguicidas en descargas agrcolas.Los plaguicidas o pesticidas incluyen un gran nmero

de compuestos orgnicos e inorgnicos, los cuales son uti-lizados para combatir poblaciones altas o indeseadas de insectos, caros, nemtodos, hongos, malezas, etctera.Muchos de estos compuestos no producen riesgos

serios de contaminacin, porque no son persistentes. Otros, tales como los organoclorados, son muy persis-tentes en el medio ambiente y son los pesticidas ms frecuentemente encontrados en el agua.La cantidad de pesticida presente en solucin, esta

condicionada por diversos factores, de los cuales los ms importantes probablemente sean el grado de solubilidad y la presin de vapor de la molcula. Los insecticidas organoclorados, por ejemplo tienen baja solubilidad en agua, los pesticidas catinicos (i.e. paraquat, diquat) son rpidos y estrechamente ligados a los coloides del suelo, quedando inactivados.Guas sobre los limites permisibles de plaguicidas en

agua y cuerpos receptores, forrajes y leche estn dados en la tabla 3.3.

2.1.2 Seleccin de mtodos de aplicacin del agua

Los mtodos ms usuales para aplicar el agua a los cul-tivos son:

Por gravedad, ya sea por inundacin o por surcos Por aspersin Por goteo

La conveniencia de cada mtodo a determinadas con-diciones de campo, est dada por factores fsicos tales como cultivo, suelo, calidad del agua y demanda de agua


por el cultivo, adems de las condiciones socioeconmi-cas de los agricultores de la zona.El riego por gravedad se puede utilizar para manejar

aguas salinas con riesgos mnimos. Los requisitos son los siguientes.El suelo deber ser nivelado para asegurar una distri-

bucin uniforme del agua.La cantidad aplicada de agua deber satisfacer los re-

querimientos de evapotranspiracin y de lavado.Cuando el drenaje natural del suelo no es adecuado,

se debern construir drenes artificiales para remover el agua de lavado del suelo.En el riego por surcos, las sales tienden a acumularse

entre cada riego, para minimizar estos efectos, la siem-bra debe efectuarse en el lomo del surco y no en la falda o el centro del mismo y las camas de siembra se deben construir con pendiente.El riego por goteo ha sido utilizado exitosamente con

aguas salinas con conductividades elctricas mayores a los 3 mmhos/cm.Sin embargo, con el riego por goteo, altas concentra-

ciones de sales se acumulan en la frontera de mojado, por lo que estas sales debern ser lavadas antes de que otros cultivos se siembren.Tanto en el riego por aspersin como en el riego por

goteo, se tienen problemas de obstrucciones en la tube-ra y vlvulas, a causa de los slidos suspendidos, de la precipitacin de Fe y Mn, as como por la formacin de colonias bacterianas.El riego por inundacin involucra un contacto directo

entre el cultivo y el agua residual usada para riego, esto causa un alto riesgo de contaminacin por microorganis-mos fecales, que se acenta en el riego por aspersin.La siembra de hortalizas de fruto que son rastreras

(i.e. meln, sandia, calabaza, pepino), en camas melone-ras disminuye el riesgo de contaminacin fecal, siempre y cuando se tenga cuidado de que el agua no rebase el borde de las camas, para evitar el contacto con el fruto.Un bien controlado riego por surcos, puede involucrar

menos contacto directo y contaminacin fecal, mientras que el riego por goteo disminuye an ms la contami-nacin de los cultivos que crecen arriba de la superficie.Dentro del mismo grupo de hortalizas de frutos, hay

algunas que pueden ser protegidas del contacto con las aguas residuales, utilizando espalderas, tal como se reali-za en el caso del tomate, pepino y berenjena.

El riego por aspersin con aguas residuales sedimen-tadas en cultivos forrajeros (i.e. alfalfa, trbol, avena y sorgo) es factible siempre y cuando estos forrajes sean henificados o ensilados. Estas prcticas permiten dismi-nuir la supervivencia de microorganismos patgenos so-bre todo en el ensilado, donde las fermentaciones anae-rbicas pueden alcanzar temperaturas de hasta 50C.Otra medida de control aunado al mtodo de riego

elegido, es suspender el riego con agua residual en un periodo especfico antes de la cosecha del cultivo. Para ello debe tomarse en consideracin lo siguiente: a) la su-pervivencia de los microorganismos patgenos en suelos y cultivos, b) el ciclo de cultivos, y c) la disponibilidad de lluvia o aguas blancas para satisfacer los requerimien-tos del cultivo, en el periodo de suspensin del riego con aguas residuales.En el caso de cultivos de granos como: maz, trigo y

cebada, los cuales se les aplica por lo general tres riegos de auxilio, siendo el ltimo proporcionado un mes antes de la cosecha, lo adecuado sera dar los dos primeros rie-gos con aguas residuales y el ltimo con aguas mezcla-das o aguas blancas.Para frutales, lo ms conveniente es suspender el rie-

go con aguas residuales dos meses antes de la cosecha.En el caso de hortalizas de frutas, donde el periodo

de cosecha es continuo y el intervalo entre riegos es en promedio de l0 das, lo ms adecuado sera suspender los riegos de cosecha, por lo que se deber contar con volmenes adecuados de agua de primer uso, para satis-facer la alta demanda de agua en ese periodo.Periodos recomendados de suspensin de riego, de

acuerdo al contenido de Coliformes fecales y tipo de cul-tivo se dan en la tabla 3.4.

2.1.3 Prcticas apropiadas para el manejo del agua

Existen diferentes prcticas de manejo de agua, suelo y cultivo que pueden ser adoptadas para minimizar los efectos adversos debido al uso de las aguas residuales en la agricultura.Tales prcticas son las siguientes:

a) lavado de suelosb) nivelacin de tierras


c) riego suplementariod) colocacin de la semillae) mejoramiento del drenaje superficialf) profundidad de cultivog) incorporacin de mejoradores al suelo y al aguah) mezcla de aguasi) tratamiento de aguas

Los efectos adversos ms importantes ocasionados por la calidad del agua en el suelo y el cultivo son: la salinidad, la permeabilidad, la toxicidad por iones espe-cficos, la toxicidad y/o bioacumlacin por metales pe-sados y la presencia de patgenos dainos al hombre y al ganado.

Salinidad

Las prcticas utilizadas para reducir los problemas de salinidad, tienen como objetivo mejorar la disponibilidad del agua del suelo para el cultivo. Estas prcticas son:Regar con ms frecuencia para mantener un suminis-

tro ms adecuado de agua del suelo al cultivo;Plantar cultivos que sean tolerantes respecto a un

existente o posible problema de salinidad, ver tabla 3.14;Utilizar sistemticamente, agua adicional para satisfa-

cer las necesidades de lixiviacin (disolucin de materia soluble);Cambiar el procedimiento de riego, adoptando uno

que proporcione mejor control de las sales, (i.e. riego por gravedad con las condiciones sealadas en el punto 2.1.2);Cambiar prcticas de cultivo. Prcticas para mejorar

o restablecer la productividad de un suelo afectado por salinidad pueden incluir:Lixiviar segn sea necesario a fin de reducir la concen-

tracin de sales acumuladas;Mejorar la uniformidad de pendiente o nivel del terre-

no para que la aplicacin del agua resulte ms uniforme;Modificar el perfil del suelo para mejorar la infiltracin

del agua;Establecer un drenaje artificial, si la capa fretica cons-

tituye un problema;Cambiar de fuente de agua;Utilizar agua para dilucin.Lavado de suelos. Dentro de estas prcticas, la ms

importante (recomendable) es la de lavado de suelos sa-

linos, expresado como un porcentaje adicional a la lmi-na de riego normal. El trmino "salino" es aplicable a suelos cuya conduc-

tividad en el extracto de saturacin sobrepasa el valor de 4,000 mhos/cm a una temperatura de 25C adems de un porcentaje de sodio intercambiable menor al l5%.En este tipo de suelos, el establecimiento de un dre-

naje adecuado permite eliminar parte de la salinidad por lavado, que facilita la lixiviacin de sales y previene su acumulacin en la zona radicular. Las lminas de sobreriego para lavado, se calculan

como la fraccin porcentual entre las conductividades elctricas (CEW) del agua de riego y la del agua de dre-naje agrcola, expresadas en mhos/cm.

De acuerdo con esto, porcentajes de lmina de sobre-riego que se pueden manejar para el lavado de suelos salinos, conforme la salinidad del agua de riego y la del drenaje agrcola, se presentan en la tabla 3.5. Donde se puede observar, que a medida que el agua de riego es ms salina, es necesario aplicar una lmina de sobreriego mayor, hasta en un 63%.Los volmenes de agua en exceso o sobreriegos pue-

den ocasionar a su vez efectos perjudiciales en el suelo y las plantas, si no existe un drenaje adecuado, desta-cando:La saturacin del suelo, que propicia la eliminacin del

aire necesario para la vida de las plantas;La elevacin de mantos freticos, que reduce el espesor

del suelo til para el desarrollo radicular de las plantas;Afloramientos salinos en la superficie del suelo causa-

dos con la elevacin por capilaridad del agua con sales;Lixiviacin de los nutrientes solubles del espesor til,

decreciendo la fertilidad del suelo;Formacin de un medio hmedo favorable para la

transmisin de enfermedades;El empantanamiento del suelo que dificulta la prepa-

racin del mismo para labores agrcolas, yLos excedentes aplicados, reducen los volmenes de

agua que pueden ser aprovechados en una mayor rea de riego.

Porcentaje de lmina =de sobreriego %

CEW agua de riegoX 100

CEW (drenage agrcola)


Esta situacin bivalente, de afectacin y mejora por exceso de agua, es una muestra clara de que el manejo del agua en una zona de riego con aguas residuales, debe considerarse en una forma especfica y diferente a una que slo usa aguas blancas. As, el clculo de lminas de riego para aguas residua-

les aparte de considerar uso consuntivo, debe conside-rar: prcticas apropiadas para el uso del agua residual, tales como el lavado de suelos y el contar con un drenaje adecuado, y las modificaciones en la operacin de la in-fraestructura hidroagrcola, que puede requerir de mayo-res tiempos de retencin hidrulica, ver punto 2.4.

Permeabilidad

El problema de permeabilidad reduce el volumen de agua almacenada disponible para el cultivo, otros pro-blemas ya mencionados son: saturacin hdrica, costra o compactacin del terreno, mala aireacin, mala germina-cin, exceso de malas hierbas y enfermedades.Las prcticas para conseguir un cambio beneficioso de

las propiedades qumicas del suelo o del agua alteradas por el sodio son:Empleo de mejoradores qumicos en agua o suelo

(yeso, azufre, cido sulfrico, calcita o cal, etctera);Mezclado o cambio de las fuentes de agua de riego.Las prcticas para aumentar la infiltracin o reducir la

escorrenta incluyen:Regar con ms frecuencia;Cultivar y arar la tierra con profundidad;Aumentar la duracin para cada riego;Cambiar la direccin del riego hacia una pendiente

menor;Recoger y volver a utilizar el agua de escorrenta;Al regar con aspersores, acomodar la velocidad de

aplicacin del agua a la velocidad de infiltracin del agua;Utilizar residuos orgnicos.

Toxicidad por iones especficos

El objetivo de las prcticas utilizadas en problemas de toxicidad por iones especficos Na, Cl, B, es reducir la concentracin efectiva de las sustancias txicas o reali-zar ajustes que mejoren la produccin bajo las concen-traciones existentes.Las prcticas utilizadas para reducir la concentracin

efectiva de iones son:Regar con ms frecuencia;Utilizar agua adicional para lixiviacin;En el caso de toxicidad debida al sodio, emplear me-

joradores;Cambiar o mezclar las fuentes de aguaLas prcticas para acomodarse a las condiciones exis-

tentes son:Plantar cultivos ms tolerables;Servirse de nitrgeno adicional para conseguir el

mximo de fertilidad del suelo para cultivos tales como los ctricos;Mejorar el manejo del agua, hacia condiciones de me-

nor toxicidad

Toxicidad y/o acumulacin por metales pesados

Davies, 1980, seala que el lavado de elementos tra-za, especialmente metales pesados, es un proceso insig-nificante, por lo que su permanencia hace de la contami-nacin del suelo un problema ms serio e insidioso que en el agua o el aire.Estos contaminantes parecen ser comnmente remo-

vidos slo por erosin del manto del suelo y este es un proceso que tarda milenios en reas geomorfolgica-mente estables.Sin embargo, Stevenson y Ardakani, 1983, sealan

que el movimiento de los metales en los suelos, hacia horizontes inferiores o fuera de los perfiles es, en gene-ral, debido a los constituyentes orgnicos que muestran caractersticas quelantes.Este proceso ha sido llamado queluviacin por Swin-

dale y Jackson, 1956. Debido a que movimientos di-ferenciales de los iones ocurren en base a su suscepti-bilidad a la quelacin, el Fe, Al y otros elementos que pueden ser quelados fuertemente, son removidos ms rpidamente que el Si, Cu y otros elementos suscepti-bles a una quelacin dbil. Los compuestos quelantes tales como los polifenoles, cidos orgnicos y otros com-puestos de bajo peso molecular, son los responsables de este fenmeno.Cuando los metales no puedan ser aparentemente re-

movidos por lavado, una alternativa es reducir o eliminar su descarga en su fuente de origen; es requerido fomen-tar Programas de Pretratamiento, entre los Organismos Operadores de Agua Potable y Saneamiento de los Mu-


nicipios, para evitar descargas de estos contaminantes principalmente atribuibles a industrias, a los sistemas de alcantarillado urbano.Debido a que la absorcin de metales por los cultivos

es dependiente del pH, la cal puede ser til para reducir la toxicidad de los metales pesados. A pH alcalino se inmovilizan los metales, a pH cido se solubilizan.Kobayaski, et.al. , 1974, han propuesto combinar la

calcita (cal hidratada) y el agente quelante EDTA para la remocin directa de cadmio.Por otra parte, en el proyecto del Valle del Bajo Swan-

sea, Gales (Hilton, l967) la recuperacin de tierras cu-biertas con desechos de fundidoras de minerales de Cu, Zn, Pb, Ag, Fe, Ni, Co y As, involucr el uso de calcita (cal hidratada, 100g/m) y materiales orgnicos (lodos de desecho o desechos domsticos) para inactivar los metales pesados y mejorar la estructura del suelo.Remocin de microorganismos patgenos. Dentro de

las prcticas ms importantes para atenuar, disminuir o eliminar los riesgos a la salud por presencia de patgenos en aguas residuales, se encuentra:Adopcin de las prcticas de prevencin y proteccin

sanitaria, punto 1.2;Dilucin y mezclado de las aguas, punto 2.4.1,Disposicin en suelo por infiltracin o escurrimiento

de aguas residuales, punto 2.2.1,Decrecimiento de organismos patgenos en el paso

del agua residual por infraestructura hidrulica, punto 2.4.1;Adopcin de sistemas de tratamiento antes de la apli-

cacin del agua residual, puntos 1.2 y 2.5,Control de nutrientes. El control de la carga de nu-

trientes tales como nitrgeno, fsforo y potasio, as como de micronutrientes que pueden ser fcilmente lixiviados, debe ser tambin de un inters primordial cuando se utilizan aguas residuales en el riego agrcola. Los nutrientes aplicados al suelo deben ser balanceados contra la capacidad de remocin de nutrientes del siste-ma suelo-planta para minimizar la contaminacin de las aguas subterrneas y otros cuerpos receptores.

2.1.4 Planeacin del riegoLa produccin de cosechas en los cultivos agrcolas de-pende del abastecimiento de agua al suelo durante el ciclo vegetativo de las plantas, la que en muchos casos

proviene en su totalidad de las lluvias. Cuando el rgimen de stas no cubre las necesidades de los cultivos, se re-curre al riego para proveer los faltantes, siendo necesario programar adecuadamente los riegos para garantizar el buen desarrollo de las plantas, al mismo tiempo que se logre el ptimo aprovechamiento de los volmenes de agua disponibles. Por ello, la planeacin es indispensable en cualquier distrito de riego, y ms an cuando se uti-lizan o se pretendan utilizar aguas residuales crudas y/o tratadas, por las peculiaridades que implica su manejo.Por tanto, el objetivo de formular el plan de riegos,

es definir con anticipacin los cultivos y superficies que de ellos se sembrarn en cada ao agrcola, para preci-sar las extracciones y/o derivaciones de agua que deben realizarse, verificando su factibilidad y determinando las condiciones bajo las cuales deben realizarse.

Los estudios que deben elaborarse para formular el plan de riegos son:

a) Estudio agrolgico del distrito;b) Estudio agrcola;c) Registros hidromtricos de las corrientes, utilizadas

o a utilizar;d) Registros hidromtricos de los volmenes de agua

derivados a los canales. Estos deben incluir los gas-tos disponibles de los efluentes de los sistemas de tratamiento, y los de aguas residuales crudas, junto con sus ofertas futuras de acuerdo al crecimiento de la poblacin y el nivel de alcantarillado;

e) Registros meteorolgicos;f) Coeficientes de riego o lminas brutas utilizadasg) Diseo de la red de almacenamiento, tratamiento y

distribucin;h) Distribucin de la propiedad;i) geohidrologa de la zona

Una vez realizados estos estudios, se formula el plan de riegos de acuerdo con los siguiente pasos:Relacin de tipos de agua a utilizar, segn la fuente

de abastecimiento, determinando su calidad y cantidad.Determinar las diferentes calidades de agua a utilizar,

indicando los problemas especficos en cada una de ellas;Determinar los volmenes mensuales y anuales dispo-

nibles por calidad de agua y fuente de abastecimiento. Aqu se tendrn en cuenta las necesidades de sobreriego


determinadas en funcin de las calidades de agua y suelo a irrigar y los tiempos de suspensin del riego con aguas residuales.Se delimitar el rea a regar por calidad de agua y

fuente de abastecimiento, considerando la aptitud de los suelos para amortiguar y minimizar los efectos nocivos de las aguas a utilizar.Se seleccionaran los cultivos a sembrar (relacin de

cultivo por emprender), segn el orden siguiente:Primera seleccin: Seleccionar los cultivos que se

adapten a las condiciones ambientales locales (clima y suelo).Segunda seleccin: De la lista anterior, se selecciona-

rn los cultivos, que mejor toleren los problemas presen-tes en las diferentes calidades de agua a utilizar.Tercera seleccin: De los cultivos que integran la se-

gunda seleccin, restringir y/o condicionar la siembra de aquellos que son considerados de alto y mediano riesgo a la salud, ver tabla 3.4.Ultima seleccin: De los cultivos que integran la ter-

cera lista, se escogern aquellos que segn informacin bibliogrfica o del monitoreo que se realice de stos cul-tivos, ver punto 2.3, no presenten acumulacin de me-tales en el cultivo o partes tiles de ste a cosechar, que sean dainas a los animales y/o al hombre.Si se requiere sembrar cultivos restringidos o condicio-

nados, punto 2.3, se determinar el mnimo tratamiento requerido y la inversin necesaria para adecuar la calidad del agua, ver punto 2.5.Se determinar la superficie a sembrar por cultivos,

teniendo en cuenta la superficie delimitada, definida en el anterior punto.Determinacin de las necesidades de riego a los cul-

tivos. A cada uno de los cultivos que hayan pasado el ltimo filtro de seleccin, se les determinar: la fecha ptima de siembra, su uso consuntivo, el nmero de rie-gos requeridos y las lminas netas a cubrir en cada riego. En el caso de existir microclimas dentro del distrito se harn los ajustes necesarios para aumentar o disminuir las lminas de riego.En la determinacin de la lmina neta por riego, se

tendr en cuenta:Las necesidades propias de evapotranspiracin (uso

consuntivo) de los cultivos;Las necesidades de sobreriego por uso de aguas con

problemas de salinidad o de iones txicos;

Se debern especificar, la o las calidades de agua que cubrirn cada uno de esos riegos, tomando en conside-racin la necesidad de suspender el riego con aguas de mala calidad microbiolgica para cultivos de alto y me-diano riesgo y continuar los riegos con aguas de mejor calidad microbiolgica, ver tabla 3.4.

La carga de nutrientes y contaminantes

En el caso de aguas con alta carga de nutrientes, se determinar la lmina y el volumen neto a aplicar segn el balance realizado, ver punto 2.1.3, cubriendo el resto de las necesidades de riego del cultivo con otro tipo de aguas, de tal manera que el balance no sea afectado, evi-tando as problemas para el acufero.Se determinarn los volmenes totales, brutos y ne-

tos demandados por los cultivos seleccionados en cada una de las zonas delimitadas previamente.Para ello, se agruparn a los cultivos en el siguiente

orden:Cultivos del ao agrcola anterior: Este rubro solo se

considera a partir del segundo ao de funcionamiento del DIRAR;Cultivos de otoo-invierno: Aquellos que se siembren

entre el 1o. de octubre de un ao y el 31 de enero del siguiente;Cultivos de primavera-verano: Aquellos que se siem-

bren entre el 1o. de febrero y el 30 de septiembre;Cultivos perennes: Aquellos cuyo ciclo vegetativo sea

mayor de un ao;El ao agrcola se considera del 1o. de octubre de un

ao al 30 de septiembre del siguiente.Segundos cultivos: Cultivos de primavera-verano,

sembrados en terreno en los cuales se establecieron los primeros cultivos de otoo-invierno o de primavera.Se determinarn las superficies fsicas netas a regar

por cada cultivo, en cada una de las zonas que se delimi-ten, inciso III del punto 2.Se determinar el volumen neto por cultivo y por

zona.Las lminas netas obtenidas por cada cultivo en el

punto 2, se multiplicaran por la superficie a cubrir en cada cultivo y en cada una de las zonas delimitadas, ob-tenindose as el volumen neto por cultivo en cada zona. La suma de los volmenes netos de todos los cultivos en cada zona, dar el volumen neto por zona.


Se determinar el volumen bruto por cultivo y por zona.Para lo anterior, se siguen los siguientes pasos:La obtencin de la lmina bruta por cultivo, de acuer-

do con la siguiente expresin:

La lmina bruta obtenida por cultivo, se multiplica por la superficie programada por cultivo, inciso f del punto 2.1.4, obtenindose as el volumen bruto por cultivo:

La suma de los volmenes brutos de cada uno de los cultivos programados en la zona delimitada, dar el volumen bruto total demandado por zona:

Se determinan las eficiencias de conduccin del agua por zona:

Los volmenes brutos derivados de la fuente de abastecimiento, a la zona x debern ser igual a:

o lo que es igual,

Determinacin de los volmenes brutos y netos totales en el dirar.

La suma de los volmenes brutos y netos de cada una

VBt zona x = VB cultivo 1 + VB cultivo 2 +......VB cultivo n

Lmina Bruta (LB) =

Lmina neta (LN)

% de eficiencia del mtodo de riego utilizado

Volumen bruto por cultivo (VBc) = LBc x superficie programada del cultivo en la zona x.

volumen entregado en las tomas directas

volumen derivado de la fuente de abastecimiento

% de eficienciaen la conduccin =en la zona x

% de eficiencia de la conduccin del agua en zona x.

VB derivado de fuentede Abastecimiento =para zona x

volumen bruto demandado en la zona x

(volumen perdido por conduccin del abastecimiento para zona x) + (volumen bruto demandado por zona x)

VB derivado de fuente de =agua en zona x

de las zonas delimitadas, darn los volmenes brutos y netos totales demandados en el distrito.

Determinacin del balance hidrulico

Si el balance entre las demandas y las disponibilidades es:

0: El plan de riegos se acepta.+: Se disminuye la superficie cultivada.-: Se aumenta la superficie cultivada. Si el exceso del

volumen disponible no es muy grande, se acepta el plan dejando como seguridad el exceso indicado.

2.2 SuelosEl riego con aguas residuales ha permitido en cuanto a suelos, principalmente:Proporcionar nutrientes que son aprovechados por la

planta, contribuyendo as a incrementar la produccin agrcola y reducir los requerimientos de fertilizantes comerciales.En zonas ridas o semiridas, como en el caso del Valle

de Mezquital donde existe fuerte erosin, prcticamente se ha restituido o formado suelos con productividad se-mejante a zonas frtiles. El riego con aguas residuales ac-ta como en un sumidero, usualmente un sumidero segu-ro, por la degradacin, transformacin e incorporacin en el suelo, de sustancias, elementos y microorganismos pa-tgenos, que en otro lado podran ser altamente nocivos.Sin embargo, los lmites de asimilacin o degradacin

de las sustancias, elementos y patgenos llevados por las aguas residuales a los suelos, pueden ser rebasados o bien existir acumulacin a travs de la cadena trfica (cultivo-hombre o cultivo ganado-hombre), pudiendo afectar la salud humana.Mediante un manejo adecuado se pueden reducir

grandemente estos riesgos, seleccionando los suelos apropiados, no permitiendo que elementos txicos se solubilicen o precipiten, permitiendo tiempos de extin-cin de patgenos en los suelos, protegiendo acuferos vulnerables y aprovechando en general las ventajas del suelo como un sumidero de contaminantes.A continuacin se detallan los mtodos de manejo de

suelos que se consideran ms importantes para reducir riesgos por el uso de aguas residuales en riego:


2.2.1 Determinacin de la compatibilidad del suelo, para ser regado con aguas residualesLa determinacin de la compatibilidad del suelo, para la disposicin de excretas, de aguas de lavado o de aguas residuales, es importante, debido a que los suelos pre-sentan diversas caractersticas y limitaciones para la dis-posicin de desechos. Los sistemas de disposicin ubicados en suelos no

aceptables para estos fines pueden causar serios peligros a la salud, ensalitrar los suelos e incluso contaminar las fuentes subterrneas de abastecimiento de aguas, entre otros.La determinacin de la compatibilidad del suelo com-

prende:

1) Evaluacin de los tipos de suelos, 2) localizacin del nivel de las aguas subterrneas y del

lecho de piedras o capas impermeables, 3) determinacin de la permeabilidad del suelo y, 4) determinacin de la tasa de desecho permisible para

aplicarse en suelos.

1. Evaluacin de los tipos de suelos. La determinacin de la velocidad de percolacin, infiltracin o pene-tracin del agua en el suelo es importante. Si el agua residual percola demasiado rpido, el suelo no tendr oportunidad de purificarla mediante la re-mocin de elementos o sustancias txicas, o agen-tes causantes de enfermedades, pudiendo el lquido residual percolarse y contaminar las aguas subterr-neas. Si el lquido no se percola lo suficientemente rpido, este puede escurrir sobre la superficie del te-rreno, causando ciertos daos a la salud del medio ambiente y del ser humano.

Tipos de suelos diferentes permiten que las aguas residuales percolen a velocidades diferentes. Algu-nos tipos de suelos son aceptables para utilizarse en sistemas de disposicin, otros no lo son.

Los seis tipos bsicos de suelos son: arenoso, fran-co-arenoso, francos, franco-limosos, franco-arci-llosos y arcillosos. Estos pueden ser identificados mediante la vista y el tacto o por medio del anlisis de los suelos en un laboratorio, con el fin de de-

terminar el dimetro de las partculas que integran el suelo, vase tablas 3.6 y 3.7. Generalmente los suelos arenosos permiten mayor percolacin, hasta los arcillosos que pueden no infiltrar y causar en-charcamientos.

Una vez que el suelo, en el sitio propuesto, ha sido identificado mediante la vista y el tacto, o cualquier otro mtodo adecuado, se deber usar la tabla 3.8 para determinar si es adecuado para utilizarlo como sitio de disposicin de aguas.

2. Localizacin del manto fretico y del lecho rocoso. El mtodo ms directo de localizar mantos freti-cos, lechos rocosos o capas impermeables es exca-var un hoyo o pozo de prueba.

La mayora de los suelos donde se disponen aguas residuales requieren de un mnimo de un metro de suelo permeable por debajo de la superficie de dis-posicin; adems, de un metro de suelo adicional arriba del manto fretico, del lecho rocoso o de las capas impermeables ms altas encontradas.

Los lechos rocosos o las capas impermeables son f-cilmente identificadas en un hoyo de prueba, ya que al topar con estas capas llega a ser tremendamente difcil excavar y el suelo consiste principalmente de rocas, tepetate, o material fuertemente empacado o consolidado. Si el lecho rocoso o las capas imper-meables se alcanzan antes que el hoyo de prueba tenga la profundidad adecuada, el sistema de dispo-sicin propuesto no puede ser construido.

El mismo hoyo utilizado para determinar la profun-didad del lecho rocoso puede utilizarse para deter-minar la profundidad del manto fretico. La profun-didad del agua subterrnea se identifica fcilmente en un hoyo de prueba. Despus de algunas horas de haber empezado a excavar, posiblemente, el hoyo se llenar con agua hasta el nivel del manto fretico o se encontrar suelo hmedo al nivel del manto fretico.

Debido a que el nivel del manto fretico flucta durante el ao, deber obtenerse el nivel mximo durante la poca de lluvias. Si el nivel mximo del manto fretico se encontrara antes que el hoyo de prueba alcance la profundidad deseada, 2 m mni-mo, debe buscarse otro sitio para construir el siste-ma de disposicin de aguas residuales.


Se recomienda realizar una prueba de percolacin en el sitio seleccionado para disposicin de aguas residuales, con el fin de determinar, tan precisa como sea posible, la permeabilidad del suelo. La permeabilidad servir para evaluar la cantidad de agua que ser posible aplicar.

La tabla 3.9 presenta los tipos generales de suelos y sus caractersticas, con el fin de auxiliar en la selec-cin de tipos de suelo adecuados para la disposicin de aguas residuales.

3. Determinacin de la permeabilidad del suelo. La permeabilidad del suelo se refiere a la velocidad a la cual el lquido percola dentro del suelo. La percola-cin de agua en el suelo puede medirse mediante la excavacin de un hoyo, vertiendo aguas dentro de l, y cronometrando la velocidad a la cual el agua se percola en el hoyo. Esto es lo que se llama una prueba de percolacin. La prueba es muy sencilla de realizar, pero debe ser ejecutada cuidadosamente con el fin de obtener resultados confiables. Por lo cual, las velocidades de infiltracin en suelos irrigados son medidas comnmente por el mtodo del cilindro o infiltrmetro de doble cilindro, ver figura. 1.1.

Debido a que una determinacin nica de la velo-cidad de infiltracin puede conducir a resultados errneos, por las variaciones locales en las caracte-rsticas del suelo, se recomienda realizar varias me-diciones, para establecer caractersticas promedio.

4. Determinacin de la tasa de desechos permisibles para disposicin en suelos.

La superficie requerida para un campo de disposi-cin se establece generalmente sobre la base de una o varias pruebas de percolacin en el suelo a utilizar. Esta prueba comprende la determinacin de la ve-locidad a la cual el agua penetra por el o los hoyos de prueba excavados en el campo de disposicin. La relacin entre la velocidad de penetracin o abati-miento, como se presenta en la prueba de percola-cin en tierra, y la velocidad mxima de aplicacin de agua residual al campo de disposicin es:

q=0.195

t1/2

Donde:q= velocidad mxima de aplicacin m3/m2 x dt= velocidad de penetracin o abatimiento, min/25

mm

Si la velocidad de percolacin es menor de 10 minutos (65 lpd/m2) o mayor de 60 minutos (24 lpd/m2) por 25 mm, se recomienda seleccionar otro campo de dispo-sicin o disear y construir un sistema de disposicin con drenaje adecuado. En general, cualquier tipo de suelo, incluyendo los arenosos y los arcillosos, pueden utilizar-se para la disposicin de aguas residuales. Sin embargo, se tendran que efectuar arreglos en el sistema de dis-posicin y consideraciones especiales en el sistema de drenaje, que implica mayores costos en estos casos.

2.2.2 Proteccin del acuferoEl paso inicial en la fase de la prevencin de la con-

taminacin de acuferos es evaluar la vulnerabilidad de estos, para ser contaminados por las aguas residuales transportadas o a travs de las actividades agrcolas.

Debido a que los procesos contaminantes son fuerte-mente influenciados por las caractersticas hidrogeolgi-cas de los suelos y rocas en el rea de recarga del sistema de aguas subterrneas, las primeras acciones empiezan por identificar estas reas. Los mtodos hidrogeolgicos convencionales, como el mapeo hidrogeolgico, medi-cin de las caractersticas del agua y suelo entre otros, se utilizan para llevar a cabo esta identificacin.

Dentro de la prevencin y control de la contamina-cin de acuferos, desempean papeles importantes los sistemas agrobiolgicos e hidrogeolgicos. El papel de los sistemas agrobiolgicos es identificar: fuentes poten-ciales de contaminantes agrcolas; caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas de contaminantes potenciales; zo-nas de contacto potencial entre los sistemas agrcolas y de aguas subterrneas; mecanismos probables de elimi-nacin de contaminantes agrcolas potenciales dentro del sistema de aguas subterrneas; y mtodos factibles para reducir efectos adversos de contaminantes en la sa-lud humana. Los objetivos de la parte hidrogeolgica de estas actividades son: encontrar el nivel presente de cali-dad del sistema de aguas subterrneas y separar los pro-


cesos naturales de los antropomrficos que afectan al sistema; identificar las fuentes no agrcolas de contami-nantes idnticos a contaminantes agrcolas potenciales; evaluar parmetros climticos e hidrofsicos de suelos y rocas en la zona de recarga; y determinar y caracterizar zonas con riesgo a ser contaminadas y la vulnerabilidad del acufero.En principio, las investigaciones del sistema agro-

hidrolgico se basan en programas de monitoreo. Los resultados de las investigaciones se presentan en mapas que indican las zonas de proteccin de aguas subterr-neas u otros mapas hidrogeolgicos especializados.Los sistemas preventivos comprenden, ante todo, lo

siguiente: delimitacin de las zonas de proteccin del recurso aguas subterrneas; especificaciones de las me-didas de proteccin y especificaciones del programa de monitoreo de calidad del agua bajo diferentes condicio-nes agrcolas (tipos de cultivos, calidad del agua de riego, tipos de suelos, uso de agroqumicos, entre otros), ver punto 2.3.Un acufero presenta vulnerabilidad de contaminarse

principalmente cuando:Se tienen acuferos no confinados y suelos con alta

permeabilidad;se tienen acuferos no confinados y mantos freticos

superficiales o someros;se tienen estructuras crsticas;se tienen estructuras fracturadas o con fisuras;se tienen suelos de reaccin cida (propios de zonas in-

tertropicales), que permiten la solubilizacin de metales.El control de la contaminacin de acuferos, como re-

sultado de las actividades agrcolas, es una tarea que re-quiere la integracin de muchos aspectos, en dos reas principales: la produccin agrcola y el desarrollo de los recursos de aguas subterrneas. Cualquier programa de control de la contaminacin agrcola debe por lo tanto, ligar las investigaciones de los sistemas agrobiolgicos e hidrogeolgicos.Debido a diferencias en el clima, suelo, composicin

de las rocas, estructuras geolgicas, propiedades hidro-geolgicas y prcticas agrcolas, sobre una escala regio-nal, ninguna medida de control estndar puede aplicarse.Para la metodologa de investigacin del sistema hi-

drogeolgico y de la actividad agrcola, deben conside-rarse cuatro criterios principales:

Extensin rea del proceso contaminante (contami-nacin puntual o no puntual);

Capacidad de la contaminacin (contaminacin real versus potencial);

Duracin de la contaminacin (temporal, a largo plazo, reciente o antigua);

Vulnerabilidad del acufero (superficial, profundo, aislado, por capas impermeables).

De acuerdo a lo anterior, medidas de proteccin de aguas subterrneas pueden ser recomendadas, cuando se utilizan aguas residuales:Proporcionar proteccin, aislamiento y acabado sani-

tario adecuado a los pozos y norias que se construyen en zonas agrcolas, especialmente en aquellas donde se utilizan aguas residuales en el riego.Evitar instalar nuevas industrias que usen, almacenen

y descarguen sustancias qumicas txicas peligrosas, es-pecialmente si los acuferos existentes en la zona son vulnerables y no se cuentan con los recursos e infraes-tructura necesaria para combatir cualquier contingencia.Ejercer control estricto sobre la operacin de las in-

dustrias existentes que involucren compuestos txicos, especialmente aquellas que descarguen grandes volme-nes de efluentes lquidos al suelo o a ros; en caso de des-cargas al sistema de alcantarillado, considerar lo anterior en los Programas de Pretratamiento.Restringir la instalacin y controlar la operacin de re-

llenos sanitarios para desechos slidos y de tiraderos de basura.Prohibir la disposicin de aguas residuales al suelo, si sta

constituye un riesgo inaceptable para la salud humana.Donde exista actividad minera, establecer medidas

especiales para proteger la calidad del agua subterrnea, cuyo diseo normalmente requerir de una investigacin especfica del sitio.Ejercer control sobre: la cantidad de agua utilizada en

el riego agrcola, el tiempo de aplicacin de fertilizantes y plaguicidas, y las cantidades mximas aplicadas de s-tos compuestos.Evitar aprovechamientos de las aguas residuales en

el riego agrcola en terrenos donde afloren mantos de aguas subterrneas o donde existan extractos rocosos con fisuras o estructura crstica.Prohibir la utilizacin de aguas residuales crudas en el

riego agrcola en suelos donde no se tenga, cuando me-


nos, una capa de 2 m de suelo arriba del manto fretico, del lecho rocoso o de las capas impermeables ms altas encontradas.Permitir el uso de aguas residuales en riego agrcola

de acuerdo al tipo de suelo y su compatibilidad, como se indica en las tablas 3.8 y 3.9.Con el fin de garantizar la no contaminacin de las

aguas subterrneas, para una zona determinada de dis-posicin de aguas residuales en el suelo, se debern considerar las alternativas geoqumicas posibles que se puedan tener en dicho sitio. La oportunidad de que se presenten uno o varios procesos geoqumicos en el si-tio seleccionado, amortiguar y evitar, en un momento dado, la contaminacin de las aguas subterrneas. En la tabla 3.10, se presenta el efecto probable de varios procesos, sobre la movilidad de constituyentes de aguas subterrneas contaminadas por la disposicin de dese-chos slidos y lquidos.

2.2.3. Aprovechamiento de la capacidad de amortiguamiento y remocin de contaminantes en el suelo

En especfico para el aprovechamiento de aguas residua-les, podemos distinguir cuatro principales procesos que ayudan en la remocin y retencin de contaminantes en el suelo:

Efecto acondicionador y amortiguador de la con-taminacin, por la materia orgnica presente en las aguas residuales,

inmovilizacin de elementos traza potencialmente txicos,

afectacin de la supervivencia de microorganismos patgenos,

restitucin y formacin de suelos, por el uso de agua residual.

Acondicionamiento del suelo por la materia orgnica.

La fraccin orgnica completa del suelo esta compuesta de organismos vivos y las partes descompuestas, parcial-mente descompuestas y completamente transformadas.

La materia orgnica del suelo es el trmino usado para referirse ms especficamente a los componentes no vivos del suelo, los cuales son una mezcla heterog-nea, compuesta principalmente de productos resultan-tes de las transformaciones qumicas y microbianas de los desechos orgnicos. Estas transformaciones, cono-cidas colectivame

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