INGENIERIA SANITARIA Y DESCONTAMINACION

INGENIERIA SANITARIA Y DESCONTAMINACION

19-MARZO-2012

Al final del curso el alumno tendrá conocimientos básicos sobre técnicas y procedimientos de saneamiento urbano en los aspectos de agua potable, alcantarillado y residuos solidos.

UNIDAD 1: RECURSOS HIDRICOS

• ·      Ciclo hidrográfico.
• ·      Balance hidrográfico.
• ·      Concepto de cuenca u hoya hidrográfica.
• ·      Medición de variables hidrográficas.

UNIDAD 2: ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

• ·      Fuentes de agua: superficial o subterráneo.
• ·      Captación de agua potable.
• ·      Sistemas de tratamiento.
• ·      Almacenamiento y distribución de agua potable.
• ·      Aspectos normativos.

UNIDAD 3: DISPOSICION DE AGUAS SERVIDAS

• ·      Caracterización de aguas servidas
• ·      Sistemas de recolección de Aguas Servidas
• ·      Sistema de tratamiento de Aguas Servidas
• ·      Aspectos normativos

UNIDAD 4: DISPOSICION DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

• ·      Caracterización de los RSU
• ·      Métodos de vertimiento
• ·      Rellenos sanitarios.

21-MARZO-2012

UNIDAD I:

1.0                  RECURSOS HIDRICOS

Día mundial del agua – 22 de Marzo

Los mas grandes consumidores de agua son la agricultura, por ejemplo Concepción y Talcahuano entre los dos consumen 2 m3 por segundo, en cambio los canales de regadíos que se encuentran presentes en la zona se encuentran en un orden de 300 a 400 m3 por segundo.

1.1                  Definición y alcance de la Hidrología

El agua es uno de los recursos mas estimados por el hombre, la variedad de usos y la diversidad de actividades y problemas en los que intervienen la convierten en un elemento vital para la existencia de la vida en la Tierra y asegurar el desarrollo social y económico de las naciones.

El incremento de la población y las modalidades de la vida moderna provoca una fuerte demanda de recursos hídricos, se estima que en los próximos 20 años el consumo de agua en el mundo se habrá duplicado.

En las ultimas décadas se a desencadenado entre los diversos sectores productivos una intensa competencia en la distribución espacial y temporal del agua, por ejemplo en el norte de Chile hay competencia entre la actividad minera, actividad agrícola ya actividad urbana.

De la población mundial que vive en ciudades es alrededor de 3500 millones, la transformación de población rural en población urbana aumenta ostensiblemente el consumo de agua.

Chile no es una excepción en este proceso. Según estadísticas sensales en el año 1952 el porcentaje de población urbana alcanzaba en 60,2% y en el año 2002 alcanzo el 86,6%. Se supone que la migración que esta asociada a la búsqueda de mejores expectativas de calidad de vida.

El fenómeno del “cambio climático” a introducido una gran incertidumbre en la disponibilidad futura del recurso. De acuerdo al panel de expertos de naciones unidas los estudios confirman la existencia de un cambio en el día mundial debido al efecto de la alta concentración de gases de carbono (invernadero).

En Chile los modelos mas creíbles (CONAMA) indica que entre 2071 a 2100, las precipitaciones disminuirán 30%, la temperatura aumentara entre dos y cuatro grados Celsius y el área nival disminuirá en un 23%

En resumen se puede decir que el agua se a convertido hoy en dia en un recurso que aunque renovable tiene graves riesgos ya que debe satisfacer un importante y creciente demanda en cantidad y calidad proveniente de una variedad de actividades altamente competitivas.

Agua en la tierra: 1.400.000.000 km3

• Océanos                                                   1.300.000.000         97,2%
• Glaciares y casquetes Polares                  28.000.000         2,15%
• Atmosfera                                                               12.700         0,01%
• Lagos salados                                                      100.000          0,1%
• Aguas dulces continentales                         8.190.000          0,54 

Aguas subterráneas (98%)

Aguas dulces y cursos de agua (2%)

26-MARZO-2012

En los últimos 40 años ha habido una preocupación mundial respecto  a los recursos hídricos a tal punto que en 1965 se creo el decenio hidrológico internacional.

En 1975 se crea el programa hidrológico internacional que es un programa de la unesco.

CONAPHI-CHILE –Pdte- Director general de aguas.

En 1992 se hizo la conferencia mundial del medio ambiente en Rio de Janeiro. De aquí salió el acuerdo llamado la agenda 21 y de esta sale la idea de que hay que celebrar el día mundial del agua y se designa el día 22 de marzo desde 1993.

Hidrología: La definición mas aceptada de hidrología proviene del consejo federal para la ciencia y tecnología de estados unidos del año 1962 y dice: “La hidrología es la ciencia que trata de las aguas de la tierra, su existencia, circulación y distribución, sus propiedades físicas y químicas y sus reacciones con el medio ambiente incluyendo su relación con los organismos vivos”.

La hidrología no es una ciencia pura solamente, su principal aplicación es en ingeniería a través del diseño y construcción de obras civiles, como también de la ingeniería hidráulica.

Ejemplos de estudios hidrológicos aplicados a la ingeniería son los siguientes:

    a)   Análisis y estudios hidrológicos relacionados con caudales, medios disponibles de un curso de agua (diarios, mensuales, anuales).

    b)   Magnitud y distribución en el tiempo de las crecidas. Periodo de retorno periodo en años en que en promedio una vez un valor es sobrepasado.

    c)   La estimación y métodos de control de la evaporación y evapotranspiración.

    d)   La determinación de caudales subterráneos.

  e)   La identificación de zonas de recarga de agua subterránea y su respectiva magnitud.

La realización de estos estudios recién mencionados permiten:

           1.    Elaborar el diseño de obras sanitarias, hidráulicas u obras civiles afectadas por el agua como caminos, puentes, puertos, estacionamientos, etc.

         2.    Establecer condiciones de construcción, operación y explotación de obras y elegir la seguridad hidrológica del proyecto.

La hidrología permite contestar entre otras las siguientes preguntas:

         1.    Cuales son los recursos hídricos de una hoya hidrográfica o región; ¿son ellos adecuados en cuanto a su distribución espacial, temporal y grado de probabilidad de ocurrencia para permitir el desarrollo agrícola, urbano o industrial de la zona?

      2.    ¿Qué tipo de obras hidráulicas y que características deben tener para aprovechar los recursos de agua económicamente disponibles y para satisfacer demandas competitivas en el tiempo y en el espacio y en cantidad y calidad?

28-MARZO-2012

1.1 METODOS DE ESTUDIO

El estudio de la hidrología parte por el estudio del ciclo hidrológico, de tal manera que podríamos de cir que la hidrología es el estudio del ciclo hidrológico.

Se denomina ciclo hidrológico a una idealización del movimiento, distribución y circulación del agua en la tierra entre la atmosfera, litosfera, hidrosfera y nuevamente la atmosfera (proceso continuo que no tiene fin).

El ciclo hidrológico puede estudiarse de dos formas que son:

•           Hidrología física
•         Investigación de sistema hidrológico.

La hidrología Física se entiende como el proceso físico que sigue el agua, el cual no es un proceso de mucha investigación (el hielo se derrite, la evotranspiracion) en si son químicos y biológicos, aparte de físicos.

La investigación del sistema hidrológico investiga el agua y sus distintas variables, y como esta se produce, utilizando en si el procedimiento de la caja negra.

En particular nos interesa el segundo enfoque de los sistemas hidrológicos.

1.2 CICLO HIDROLOGICO

No tiene principio ni fin, se puede comenzar en cualquiera pero se determina siempre en las nubes.

Eligiendo arbitrariamente un punto de comienzo del análisis se puede empezar con el agua que se encuentra almacena en la atmosfera como vapor de agua, al enfriarse, este vapor precipita como lluvia, nieve o granizo.

·      Isotermia (bajo 0º se produce nieve, arriba de 0º se produce lluvia)

·      Granizo (localizado)

También puede considerarse como rocio o helada, casi toda la humedad enforma de helada o rocio es evaporada directamente y consumida por la vegetación y luego transpirada por las plantas a través de sus poros.

Aquella   parte que cae como precipitación, le ocurre una serie de fenómenos. Sic ae en forma solida y que almacenada como nieve hasta que se producen los calores primaverales y comienza el deshielo.

Si cae en forma liquida (lluvia) una parte es evaporada directamente y se incorpora a la atmosfera; Otra parte escurre por la superficie directamente a los ríos (escurrimiento superficial) que luego da  a los océanos; La otra parte queda detenida por las depresiones del terreno desde ahí puede ser evaporada os e infiltra; y otra parte se infiltra directamente al caer la lluvia.

       1.    La precipitación hacia la tierra, y se evapora inmediatamente, si la temperatura  es elevada, esta agua escurre a los ríos o se infiltra.

      2.    El agua se infiltra puede ­quedar retenida por capilaridad en los primeros horizontes del suelo en donde es evaporada o transmitida por las plantas, o puede percollar e incorporarse a la napa subterránea.

         3.    EL agua subterránea puede ser utilizada por las plantas de raíces profundas o escurrir lentamente pudiendo incorporarse a los ríos después de varios días, meses o periodos mas largos; finalmente una parte del agua subterránea puede percollar a grandes profundidades y aparecer después de largos intervalos de tiempo, generalmente aflorando en puntos muy distantes como vertiente, pozos artesianos y geiser.

Del agua que alcanza los ríos solo una parte al océano, el resto es evaporada directamente de los cauces, transpirada por la vegetación que crece en los margones de los ríos o va a recargar la napa subterránea. Cuando el nivel de esta es más bajo  que el nivel del agua del rio puede ser utilizada en su crecimiento vegetativo por plantas de raíces profundas o puede percollar a grandes profundidades y aparecer luego como vertientes o napas artesanales.

Finalmente el agua del océano es evaporada continuamente. Parte del agua evaporada precipita en los mismos océanos pero otra parte es llevada a los continentes por los vientos y luego es precipitada en las formas ya indicadas.

En la figura siguiente se  incluye un diagrama de bloques simplificados, sobre el ciclo hidrológico incluyendo todos los componentes principales en el cual todos los flujos posibles de agua aparecen indicados por flechas y los elementos de almacenamiento con bloques.

Desde el punto de vista de la evaluación de los recursos hídricos lo que mas interesa es el ciclo de escorrentía en la figura. Se distingue a las precipitación como elemento alimentador de los procesos del ciclo de escorrentía y la escorrentía superficial la evapotranspiración y el flujo subterráneo como elementos de salida, resultados o productos de la operación de los diferentes componentes del ciclo.

1.3 ECUACION GENERAL DEL BALANCE HIDROLOGICO

La cuenca en hoya hidrográfica es la superficie de terreno para la cual se identifica una sola sección de salida de caudales superficiales de tal forma que la precipitación que cae dentro de sus limites escurre hacia la dirección de salida. Se separa de las demás cuencas a través de las líneas divisorias de agua.

Cuenca u hoya hidrográfica: superficie de terreno con una sola sección de salida de caudales superficiales (línea divisoria de aguas). La cuenca ams grande de Chile es el Loa.

Una cuenca puede analizarse por medio de un balance hidrológico o hídrico, que no es otra cosa que la aplicación detallada de la ecuación general del balance de masa y cuya expresión general es:

4ABRIL2012

P  se refiere a la precipitación caída en la cuenca o región durante el periodo de análisis y puede estimarse haciendo uso de mediciones puntuales.

Su estimación es relativamente fácil y puede considerarse que los valores que se obtienen son confiables si se disponen de mediciones representativas y de buena calidad.

Los instrumentos que se utilizan para medir precipitación son los pluviómetros que así permiten medir la precipitación en función al tiempo y los pluviómetros que son instrumentos totalizadores que se miden cada 24 horas entre 8am y 8 pm.

Datos de precipitaciones (1mmà 1 litro por metro cuadrado)

                                   Pmáx 24 h mm       Panual mm             P 1 hr

Arica                                    2                                 2                    

Santiago                             70                              400

Concepción                      175                            1200

Punta Arenas                     ¿?                              400

Barcelona                          120                            600                120

Isla Guarello                                                         8000

India                                                                        22000

Qsa Corresponden  a los volúmenes superficiales de agua que entran a la cuenca o región en el periodo ya sea en forma natural por vías superficiales naturales de drenaje o bien traídas por obras construidas por el hombre tales como canales, cañerías, etc. Su evaluación es sencilla si se disponen de mediciones tanto de los caudales naturales como los artificiales.

Qse corresponde a los caudales que salen en el periodo de la cuenca; es fácil evaluarlos en el caso que se dispongan de secciones de aforo en lugares adecuados.

Aforo caudal que circula en determinada sección. Sección de aforo debe estar ubicada en un tramo recto sin problemas de sedimentación ni socavación.

9ABRIL2012

Instrumento para hacer aforos es el correntómetro o molinete son de eje vertical (Tipo Ott) y horizontal (de cazoleta).

Estos instrumentos se bajan a diferentes alturas, si H es pequeño se mide a 0,6 H y si h es mayor se mide a 0,2 H y a 0,8 H, etc.

Con esto se miden las velocidades que dependiendo del ancho del rio de demorara mas en hacer los aforos en el rio. Finalmente el caudal va a ser la sumatoria de los caudales por la sección las cuales están ligadas a una altura H fija

Los aforos se realizan con instrumentos denominados correntómetros o molinetes que pueden ser de eje horizontal (tipo ott) y de eje vertical, estos instrumentos miden velocidad en un punto y sus curcas de calibración son del tipo:

V=a+bn; a,b =constantes; n=nps o rpm del instrumento.

Para el calculo del caudal circulante se utiliza la siguiente relación  donde i es la subsección y j es la posición en la subsección y A es el área de la subsección.

El caudal asi calculado es un punto dentro de la curva Q/h de la figura donde después de realizados varios aforos se traza una curva denominada “curva de descarga”.

En una sección de aforo el limnigrafo o fluviógrafo no mide caudales, sino alturas de escurrimiento en función del tiempo.

Para determinar el caudal circulante se debe recurrir a la curva de descarga

Qza (Qze) corresponde a los volúmenes subterráneos afluentes que son de difícil cuantificación, corresponden a aquellos caudales que escurren en los primeros horizontes de suelo en la zona no saturada mas los caudales originados por el escurrimiento en la napa subterránea o zona saturada.

La escorrentía de los primeros horizontes de suelo es prácticamente imposible de cuantificar y generalmente se puede despreciar; en cuanto al escurrimiento de la napa subterránea esta puede estimarse siempre que  se tenga suficientes mediciones del nivel de esta mediante pozos y si además se dispone de datos sobre la estructura geológica del subsuelo, extensión y disposición relativa de los acuíferos y permeabilidad de los mismos; disponiendo de todos estos datos, se puede estimar los volúmenes escurridos hacia la cuenca o región de estudio haciendo uso de la ley de Darcy

Qze corresponde a los caudales subterráneos efluentes.

EVAPORACION  La evaporación de agua desde lagos y/o embalses ubicados en la cuenca puede estimarse mediante medidas del poder evaporante de la atmosfera obtenidas en instrumentos llamados evaporímetros. En caso de no disponer de medidas directas es posible hacer estimaciones de evaporación empleando formulas empíricas basadas en medidas de temperatura, velocidad del viento, etc.

Evaporación de Lago o embalse=0,7 *evaporación bandeja tipo A

EVAPOTRANSPIRACION ET Este termino incluye todas las cantidades de agua transferida a la atmosfera por evaporación del suelo, transpiración, y agua usada en el crecimiento vegetativo de las plantas.

La evaluación de este termino puede usarse usando mediciones directas de lisímetros o bien empleando relaciones empíricas basadas en parámetros meteorológicos, tipo de vegetación, etc.

11-ABRIL-2012

Ase Variación de volumenes almacenados superficiales.

El agua almacenada un lagos o embalses constituye una reserva que puede aumentar o disminuir en un periodo determinado, por consiguiente la fuerza neta de los volúmenes almacenado al comienzo y el final del periodo pueden incluirse con el signo (+ o - ) adecuado a la ecuación de balance la evaluación puede hacerse adecuadamente si se dispone de mediciones de los niveles de agua en lagos y embalses y además sostiene las curvas de embalses respectiva.

En este termino, en estricto rigor, y especialmente si la ecuación de balance se esta aplicando a periodos muy cortos de tiempo debería incluirse como el almacenamiento superficial, la definición superficialen depresión del terreno, las aguas de transito en ríos, esteros, etc. Y la mina de agua sobre el terreno, esto es sin embargo difícilmente cuantificable.

Ass Variación de humedad del suelo

El suelo actúa como un embalse ya que se puede almacenar cantidades importantes de agua que luego son evapotranspiradas y escurre hacia la napa subterránea o bien contribuyen a la escorrentía superficial. La variación del volumen de agua almacenada en el suelo en el periodo de tiempo considerado. Debe considerarse en el balance hídrico de la cuenca; es un terreno de muy difícil evaluación.

Asz Variación de volumen almacenado subterráneamente

La zona de saturación de suelo o napa subterránea actúa como un gran embalse subterráneo que el mismo comportamiento de los embalses superficiales.

La estimación de las variaciones de los volúmenes incorporados a estos almacenamientos solo deben efectuarse si se dispone de un conocimiento adecuado de los sistemas acuíferos del subsuelo.

Estos en conjunto con mediciones del nivel freático en una red de pozos convenientemente colocado permiten hacer una estimación de este termino

ASm Variacion de volumen almacenado en nieve y glaciares

La nieve y los glaciares son en esencia embalses de almacenamiento de agua, que dependiendo de la zona puede llegar a tener primordial importancia en el ciclo hidrológico de una región.

La evaluación de almacenamiento de este concepto se pueden afectar si se disponen de rutas de nieve, nivometros, que permitan cuantificar la acumulación de la nieve en la temporada y su progresivo deshielo . en el caso de glaciares la cuantificación es bastante mas complicada y solo debe realizarse por cubicación aproximada de los mismos si se disponen de observaciones, el comienzo y fin de ellos.

Ruta de nieve: se ubica en laderas donde uno conoce la topografía y se colocan miras para determinar los volúmenes del sector o terreno.

Nivometros: es un medidor de nieve sistema de pesadas x que la densidad de la nieve puede ir de 0,15 hasta 0,8 kg/l, la densidad de la nieve es variable o depende la mas vieja es mas densa, mide en si el equivalente en agua.

Los glaciares en Chile, como el …. Que en la cordillera, apareció el glacial avanza en 10 años 290 metros (incorporan mas hielo) hasta el mismo 90’ y desde el 90’ y 10’ retrocedió 290 metros el cual mide 5km3.

Los glaciares se topografian en maipo es el mas usado llamado Glaciar Echaumon

EJEMPLOS DE BALANCES HIDRICOS

BALANCE HIDRICO DEL SUELO

Desde el punto de vista  del riego y del drenaje agrícola es de primordial importancia la adecuada evaluación de las cantidades de agua incorporada al suelo y específicamente la zona de raíces del mismo se presenta el balance para una porción de suelo.

DIBUJO

16-ABRIL-2012

 Balance hídrico de un embalse

Donde:

Qa: Caudal afluente al embalse.

P: Precipitación sobre el embalse.

E: evaporación desde el embalse.

In: Infiltración desde el fondo del embalse.

Qd: Caudales efluentes para lo que fue diseñado el embalse (riego, hidroelectricidad, agua potable, industria, etc.)

Im: Infiltración del muro (solo si es de tierra).

Qy: Caudales efluentes por crecidas (agua que se pierde).

AS: Variación del almacenamiento.

S: Volumen de embalse.

1.-Calcule el caudal que se produce tras una lluvia de 24 horas igual a 120mm, si la evaporación y evapotranspiración diaria son 18mm, la infiltración es 17mm y el área de la cuenca son 500km2. Asuma que el caudal es constante y tiene una duración en crecida de 12 horas.

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

Un sistema de agua potable en su forma mas simple sigue el siguiente esquema

Desde el punto de vista de lo expresado en el esquema se deben analizar los siguientes aspectos:

•         Fuentes de Agua.
•         Calidad de agua
•         Tratamiento de agua potable.
•         Sistema de distribución de agua potable.

FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

Un agua limpia por naturaleza proviene exclusivamente de una fuente o cuenca limpia. Una cuenca de captación es conveniente que sea saneada, como drenaje de pantanos, prevención de erosión de suelos, control de deforestación practicas agrícolas adecuadas, usos adecuados de pesticidas, etc.

La fuente de agua determina comúnmente la naturaleza de las obras de captación y tratamiento. Las obras de conducción y distribución son absolutamente independientes de la fuente de agua.

Las fuentes mas comunes de agua son:

•         El agua lluvia.
•         El agua superficial.
•         El agua subterránea.

Agua lluvia: la lluvia es raramente la fuente inmediata de abastecimientos locales de agua. Este sistema es usado en granjas y establecimientos rurales, generalmente en regiones áridas y semiáridas carentes de aguas subterráneas satisfactorias o superficiales.

El sistema de recolección utiliza los techos. El rendimiento bruto de aguas pluviales es proporcional al área receptora y a la cantidad de precipitaciones. En general  debe desperdiciarse la primera corriente de agua ya que contiene polvo y desechos de pájaros.

18-ABRIL-2012

Aguas superficiales: en todo el mundo los mayores volúmenes de agua potable se obtienen de fuentes superficiales, Chile no es la excepción, ya que a pesar de que la mayoría de las captaciones son subterráneas el mayor volumen de agua captada es superficial.

Las cantidades que pueden captarse varían directamente con el tamaño de la cuenca hídrica, así como del balance hídrico de la cuenca.

Los tipos de captaciones de agua superficial dependen del tamaño y flujo de los ríos y esteros y dan origen a fuentes de consumo continuo y de consumo selectivo. 

CONSUMO CONTINUO

Las comunidades situadas en las cercanías de ríos embalses o lagos pueden abastecerse de forma continua siempre que el flujo de la corriente o de la capacidad del lago o embalse sean lo suficientemente grandes que durante todas las estaciones del año suministren los volúmenes requeridos.

Las obras de captación requieren normalmente:

     1.    Rejillas, casa de compuertas o torre de toma.

     2.    Ducto, Tuberías o túnel de toma.

     3.    Estación de bombeo.

CONSUMO SELECTIVO

Cuando los flujos de las corrientes son pequeñas se debe almacenar de los periodos de lluvia o deshielo para los periodos de sequia. En busca de agua limpias se han desarrollado abastecimientos de agua potable proveniente de corrientes de sectores altos. La mayoría de ellas captan el agua cerca de sus fuentes en regiones elevadas, para ello y para el caso de corrientes de flujo pequeño se requiere de la construcción de presas o embalses a través del cause de la corriente superficial.

Las componentes importantes de los depósitos de almacenamiento son las obras de toma y de entrega, los vertederos de seguridad y los ductos desviadores durante la construcción de la presa.

Algunos abastecimientos procedentes de embalses tienen agua suficientemente segura, atractiva y de buen gusto como para ser usada sin otro tratamiento que su desinfección protectora.

Sin embargo en ciertos casos puede ser necesario:

   a)  Eliminar el color oscuro del agua almacenada y propio de la descomposición de materia orgánica en las zonas rivereñas y en el fondo del valle inundado.

  b)   Eliminar olores y sabores generados por la putrefacción o crecimiento de algas durante los primeros años después del llenado.

   c)   Eliminar la turbidez (arcilla o limo finamente dividido) arrastrados hacia la corriente por los embalses por el lavado superficial, acción del oleaje o erosión de las márgenes.

23-ABRIL-2012

AGUAS SUBTERRANEAS

El agua subterránea sale en forma natural a través de los manantiales o vertientes.

1.    Cuando la superficie del suelo cae bruscamente bajo el nivel freático normal y son llamados manantiales de depresión.

2.    Cuando una obstrucción geológica lleva tras de si agua del suelo y la hace salir hacia la superficie.

Cuando una falla en un estrato impermeable permite al agua artesiana escapar de su confinamiento también se generan manantiales también denominados manantiales de contacto.

Una segunda forma de captar son los pozos, excavados e hincados que están restringidos a suelos blandos y a profundidades menores a 30m en general son en suelos tipo arena o grava.

Los pozos someros o poco profundos se denominan Norias.

Los pozos clavados y a chorro son los que popularmente se conocen como punteras o lanzas de agua y estos en general llegan a poca profundidad, pero puede haber una gran cantidad de ellos en un área determinada. Las punteras también se denominan “Well Points”.

Los pozos profundos perforados ya sea por percusión o por rotación se utilizan en suelos duros y rocas y pueden llegar a profundidades que superan los 100 metros.

Las aguas subterráneas que se desplazan hacia ríos o lagos procedentes de tierras altas vecinas pueden ser intersectadas mediante galerías filtrantes.

Las galerías filtrantes están tendidas mas o menos a ángulos rectos a la dirección del flujo y conducen a estaciones de bombeo.

La mayor parte de las aguas subterráneas son limpias, frias y de buen gusto.

Los manantiales o vertientes  pueden ser perennes, periódicos o intermitentes.

OBRAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

La calidad de algunas aguas procedentes de fuentes superficiales o subterráneas en su estado natural es satisfactoria para los usos comunes y solamente es necesaria su desinfección.

Otras aguas contienen sustancias que deben removerse, reducirse a limites tolerables, destruirse o alterarse en sus características en alguna forma, antes de que el agua se envié al consumidor.

Los aspectos contaminantes están asociados con las actividades del hombre en particular con las aguas servidas domesticas e industriales a los causes naturales.

Algunos de los metales pesados como: plomo, cromo, zinc, fierro, mercurio eventualmente proviene de aguas servidas industriales pero también de la corrosión de las tuberías que la transportan.

La forma de tratamiento de un suministro de agua dependerá de sus características inherentes propias y de las normas aceptadas para la calidad del agua.

Las obras de agua potable deben suministrar agua con las siguientes condiciones:

• ·      Higiénicamente segura.
• ·      Estéticamente atractiva y de buen gusto.
• ·      Económicamente satisfactoria para los usos proyectados 

CERTAMEN 1

PDF DE LA MATERIA

LOS TIPOS MAS COMUNES DE OBRAS DE TRATAMIENTO Y SUS PRINCIPALES FUNCIONES SON:

PLANTAS DE FILTRACION

Remueven color, turbidez y bacterias objetables, así como otros organismos potencialmente nocivos mediante filtración, a través de arena u otras sustancias granulares, posterior a la preparación necesaria del agua por coagulación o floculación y sedimentación.

PLANTAS SUPRESIVAS DE HIERRO Y MANGANESO

Estas plantas son las que remueven las cantidades excesivas de estos metales oxidandolas y convirtiéndolas en floculos insolubles removibles por sedimentación y filtración (Arena verde)

PLANTAS SUAVIZADORAS O ABLANDADORAS

Estas plantas remueven las cantidades excesivas de sustancias  que forman unas incruptaciones y consumen jabón, iones de calcio y magnesio.

Las plantas ablandadoras tienen 2 tipos:

a)   Adición de cal y carbonato sódico que precipitan el calcio como carbonato y el magnesio como hidróxido.

b)   Por el paso de agua a través de un intercambio catiónico que sustituye los iones de calcio y magnesio por iones sódicos y que se regeneran asi mismos mediante salmuera.

PLANTA DE DESINFECCION

Las plantas de desinfección mayoritariamente son por adición de cloro, adición de ozono o paso a través de radiación UV.

Frecuentemente se agrega cal u otros productos para reducir la corrosividad del agua hacia el hierro y otros metales, y preservar de esta forma la calidad durante la distribución y asegurar una vida mas larga a las tuberías mas largas en particular.

Las sustancias que generan olores o sabores se absorben en carbón activo o se destruyen en elevadas dosis de cloro o dióxido de cloro.

Absorben superficie especifica.

7-MAYO-2012

El diseño de aguas de tratamiento requiere lo siguiente:

1.    Una comprensión de las operaciones unitarias para la remoción o modificación de sustancias objetables (diseño del proceso)

2.    Un conocimiento del flujo de agua a través de las estructuras que componen las plantas de tratamiento: canales, tuberías incluyendo tubos perforados, compuertas, dispositivos medidores, estanques, lechos de arena y otros materiales granulares, bombas, etc.

3.    Un entendimiento del comportamiento de las estructuras bajo condiciones de carga (diseño estructural)

4.    Una apreciación de costos de tratamiento y beneficios asociados (diseño económico)

REQUERIMIENTOS GENERALES DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO

1.    Estanque de mezcla estos son los que dan una selección de flujos de algunos minutos.

2.    Estanque de floculación y reacción que proporcionan una retención de media hora.

3.    Estanque de sedimentación que retiene el flujo alrededor de 1 hora y se les da una capacidad nominal de 20 lts/min/m2 (superficie horizontal). En la Mochita las unidades de floculación sedimentación son de 123m3/m2/dia = 85,41lts/min/m2

4.    Los filtros pueden ser lentos o rapidos y variar entre los lentos 7-14m3/m2/dia y los rapidos 120-360/m3/m2/dia (incluyen cámaras floculadoras). La Mochita 140m3/m2/dia

CALIDAD DEL AGUA

AGUA POTABLE PARTE 1 REQUISITOS

El agua pura en estricto rigor de la palabra no existe en la naturaleza y como el agua potable se entiende en Chile a aquella agua que cumple con los requisitos microbiológicos de turbiedad, químicos, radioactivos, organoelectricos y de desinfección descritos en NCh 409/1-2004 que asegura inocuidad y aptitud para el consumo humano.

Al agua se le deben hacer análisis físicos, químicos y bacteriológicos.

ANALISIS FISICO: Consiste en determinar la turbiedad o turbidez, la temperatura, color, olor y el sabor.

TURBIEDAD: Es la interferencia óptica de las materias en suspensión en el agua que produce reducción de su transparencia la norma 409/1 exige que turbiedad media mensual sea menor o igual a 2 unt (unidad nefelometrica).

TEMPERATURA: Esta propiedad se mide con termómetros corrientes, pero la norma no se refiere a ella.

COLOR: El color verdadero se define como el causado por materiales disueltas en el agua tales como iones metálicos, taninos, ligninas u otras materias linicas y descargas industriales. EL color se mide en una escalera platino cobalto (Pt-Co) su máximo valor aceptable es 20.

OLOR: Los olores son causados por sustancias volátiles asociadas a materia orgánica, organismos vivos (principalmente algas y gases como H2S acido sulfhídrico)(hay que considerar que la aplicación del cloro acentúa olor). La norma establece que el agua potable es inodora se mide diluyendo el agua hasta que no se percibe el olor si en la disolución el agua a la cual no se percibe el olor es 1:10 entonces el olor es 10.

Se distinguen varios tipos de olores los 4 principales son:

·      V: Vegetal

·      A: Aromático

·      F: Pescado

·      E: Tierra.

SABOR: Los sabores normalmente se refieren a los cloruros y sulfatos de Sodio, cal o magnesio que se miden en forma similar a los olores.

La norma establece que el agua debe ser insípida.

14-MAYO-2012

ANALISIS QUIMICO Y MINERAL

ARSENICO (As) es la sustancia mas toxica que se puede encontrar en el agua, es de muy rara ocurrencia y en EEUU el limite es 0,005 ppm, en Inglaterra es 0,2 ppm (1ppm=1 mg/L)

Actualmente en Chile (2004) es 0.01 ppm.

En Chile en la zona norte el agua de Antofagasta, Tocopilla, Chuquicamata llegaron a tener dosis de 0,6 a 0,8 ppm, como el arsénico es acumulativo, las enfermedades que se provocan ocurren en el largo plazo como cáncer al estomago y otros, inicialmente la norma Chilena exigirá 0,05 ppm.

El calcio y magnesio son las sustancias que producen dureza en el agua. En general no tiene efectos fisiológicos desfavorables, y mas aún el cuerpo humano necesita entre 0,7-1,0 gr de calcio por día. La norma Chilena establece un máximo de 125 ml por litro de magnesio; No hay exigencias para el calcio.

CLORUROS

La norma actual fija como limite 250 mg/L, que corresponde al limite que no produce sabor salobre para la mayoría de las personas. Sin embargo existen aguas con 700 mg/L, que no tienen sabor salobre.

Los efectos fisiológicos no existen sino con las concentraciones que se acercan al agua de mar. (30 gr/L - 35 gr/L)

COBRE

La norma chilena tiene como limite máximo 2 mg/L. El ser humano ingiere normalmente con los alimentos 20 mg diarios aunque el cuerpo solamente requiere 2 mg diarios. Los efectos tóxicos se producen con dosis superiores cercanas a los 100 mg diarios y consisten en irritaciones intestinales, vómitos, etc. En Chile en algún momento se limito a 0,3 ppm.

En Chile ha habido problemas con altas concentraciones de cobre en el rio Cachapoal efecto de embalse de relaves Caren provocando mortandad de peces y también de animales.

NCh 1333 of78/ modificada 1987

Requisitos de calidad de agua para diferentes usos.

FLUOR

La Norma Chilena admite como limite máximo 1,5 mg/L. El efecto del flúor es muy variado de acuerdo con las concentraciones. Si es alrededor de 1 ppm no se producen caries en la niñez con dosis superiores a 1,5 ppm se empiezan a producir manchas amarillas en los dientes que se hacen mas pronunciadas con 3 a 6 ppm.

En Chile en algunas ciudades se aplico, comprobándose que era bueno para evitar las caries en los niños. En los últimos años este tratamiento a sido duramente criticado por algunos que aseguran que si bien aumenta la resistencia a las caries en los niños los efectos son muy perjudiciales en la edad adulta por la fluorosis (fragilizacion de los huesos). Muchos no aceptan la aplicación masiva de medicamentos por medio del agua potable.

PLOMO

El plomo no existe en las aguas naturales y llega a ellas por contaminación o por solución de las cañerías de plomo. El limite de la norma es 0,05 mg/L. El plomo tiene la particularidad de tener efectos acumulativos

FIERRO Y MANGANESO

Los limites que da la norma para el fierro 0,3 ppm y para el manganeso 0,1 ppm. No constituyen un peligro para la salud, el limite es por razones estéticas (Mancha la ropa).

YODO

El yodo la norma no se refiere a este elemento pero eventualmente puede servir como desinfectante y además en pequeñas cantidades ayuda en los casos de bocio.

CLORO

El cloro existe en el agua potable ya que se aplica para desinfectarla y de acuerdo a la norma debe quedar como mínimo 0,2 mg/L en cualquier punto de la red y no mas de 2 mg/L. No hay peligro para vegetales con dosis de 50 ppm, sin embargo se han observado muerte de peces tropicales con dosis bastante pequeñas. En el ser humano no se presentan efectos toxicos ni aun con sobredosis aunque en muchos casos se a culpado al cloro de ser agente cancerígeno.

16-MAYO-2012

NITRATOS

En 1945 se descubrió una relación entre el contenido de nitratos en el agua y la enfermedad llamada metahemoglobinemia (niños azules) que ataca a los niños menores de 6 meses. Este efecto es debido a que el Ph de los jugos gástricos a esa edad es alto (mayor que 4) y se multiplican las bacterias reductoras de nitratos que los transforman en nitritos, los que son absorbidos por la corriente sanguínea y producen alteraciones de la hemoglobina.

La dosis de nitratos en que se han observado estos casos son generalmente superiores a 60 ppm, la norma chilena establece como máximo 50 ppm de nitratos y 3 ppm de nitritos.

SULFATOS

La norma establece como limite 250 ppm, sobre este limite se pueden producir efectos laxantes aunque esto depende de la tolerancia de cada individuo.

PH

El agua potable debe ser neutra ojala de ph 7, pero puede estar entre 6,5 y 8,5.

ANALISIS BACTERIOLOGICO

De acuerdo a la norma Chilena 409 se utiliza como indicador microbiano el grupo coliforme y de un procedimiento que se explica ahí se acepta la presencia de una concentración 5 mmp en una muestra de 100 ml cuando son 10 muestras en el mes.

OBRAS DE TRANSMICION DE AGUA POTABLE

Las obras de transmisión se refieren a aquellas que conducen el agua desde su fuente, posterior a su tratamiento hasta la red de distribución.

Este tipo de obras estan condicionadas en su diseño por la topografías del lugar.

Las velocidades de flujo en las cañerías debe estar entre 1 y 2 metros por segundo.

OBRAS DE DISTRIBUCION

Se asume que la dotación mínima para las necesidades domesticas es 100 L/Hab/Dia, pero para poblaciones normales con alcantarillado los valores considerados son entre 200 y 300 L/Hab/Dia. De acuerdo a la norma NCh691of98 existen 2 dotaciones:

De Consumo: cuociente entre el volumen facturado anualmente y el promedio de la población abastecida en el año multiplicado por 365.

D.c=V.F.A./(Pob. A x 365)

De Producción: cuociente entre el volumen de agua producido anualmente a la salida del sistema de producción y el promedio de la población abastecida en el año multiplicada por 365.

D.p.= V.P.A/ (Pob. A x 365)= D.c/[1-(A.N.C)/100]

Las dotaciones son variables de acuerdo al tipo de barrio a que se refiere.

Los consumos de agua potable varían a lo largo del año y del día y dependen de la actividad del barrio o ciudad.

18-MAYO-2012

CONDUCCIONES

FUNCIONES DEL ESTANQUE

·      Proveer volumen de regulación: Almacenar volumen de regulación por ej 100 lts (y el consumo es 90 lts)

·      Proveer volumen de seguridad: agua potable para un par de horas

·      Proveer volumen de  incendio

·      Mantener adecuada presión en la red

Esquema de planta general

ANALISIS DE LA NORMA CHILENA 691 OF 98 (Agua Potable Conducción -regulación y distribución)

Algunas definiciones

CUARTEL: Sector de la red de distribución en que puede suspenderse temporalmente el suministro de agua potable sin afectar el suministro general.

ESTANQUE DE REGULACION: Es una unidad de almacenamiento de AP en un sistema de AP, que puede ser elevado, semienterrado o enterrado dependiendo de los requerimientos del proyecto.

REGULACION: Es el volumen de compensación entre caudales producidos y consumidos

La conducción esta constituida por dos partes:

·      Conducción Primaria

·      Conducción secundaria

Conducción primaria: entre fuentes de abastecimiento y elementos de regulación

Conducción secundaria: Entre elementos de regulación y la red de distribución.

Conducción primaria=  

Conducción secundaria

VOLUMEN DE REGULACION: Los sistemas de agua potable incluyen estanques de regulación que además deben tener capacidad para la reserva de casos de emergencia (ruptura de tuberías, cortes de energía, incendios)

EL volumen  de regulación se calcula a través del método de Ripple y debe tener un mínimo del 15% del volumen del día de max consumo.

VOLUMEN DE INCENDIO: Se determina con la demanda de la duración del suministro, a lo menos de 2 horas al siniestro con un caudal de 16 lts/seg de cada grifo de 100 mm.

Numero de grupos simultáneamente usados

POBLACION	NUMERO DE GRUPOS	VOLUMEN DE
10 hab	EN USO SIMULTANEO	INCENDIO (m3)
Hasta 6	1	115
6 - 25	2	230
25 - 60	3	346
100 - 150	5	576
150	6	690

VOLUMEN DE RESERVA O SEGURIDAD: Es utilizado para fallas accidentales en producción, elevación, conducción primaria y volumen mínimo de reserva 2 horas de consumo en el dia de máximo consumo.

Vestanque=Vreg + Vmedio + Vreserva (NCh 1978)

Luego con la Norma 1998 se elige la mayor entre:

·      Vestanque= Vregulacion + Vincendio

·      Vestanque= Vregulacion + Vreserva

23-MAYO-2012

DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE

Se diseñan (verifican) para el caudal máximo entre el caudal máximo horario y el caudal máximo diario mas incendio.

PRESIONES DE SERVICIO

Presión mínima antes del arranque 147 KPa

Presión máxima 686,47 KPa

En caso de incendio P mínima 49,03 KPa

DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO

Longitud minima cuarteles 1000m

a)   Edificaciones aisladas o pareadas de a 2 (al edificio mas alejado 150m).

b)   Edificaciones continuas de 3 a 50 unidades habitacionales comerciales es de 100m como máximo.

c)   Edificaciones continuas con mas de 50 unidades habitacionales es de 50 m como máximo.

DIAMETROS MINIMOS EN UNA RED

·      Diámetro mínimo es de 100mm

·      Pasajes ciegos es 75 mm siempre que L<50m

·      Para conectar grifos D mínimo =100mm

MATERIALES

Los establece la norma NCh y las SISS

TRAZADO

Profundidad mínima 1,10m sobre la clave.

Las canalizaciones paralelas de otros servicios deben instalarse a un mínimo de 0,30 mts con respecto al diámetro exterior de las tuberías de AP y en ningún caso sobre esta.

Es los trazados paralelos a la red de alcantarillada de AS debe tratarse de mantener una distancia libre de 2 mts con las excepciones autorizadas por la autoridad sanitaria competente.

Siempre al cruzarse alcantarillado  AP debe existir 0,30m de distancia libre mínima y la de AP sobre alcantarillado.

REDES DE TUBERIAS (METODO DE CROSS)

Se conoce como red de tuberías (análoga a la distribución de energía eléctrica) a un sistema de tuberías interconectadas entre si, de tal manera que el caudal que se tiene a través de una determinada salida puede porvenir de varios circuitos, el problema suele se complicado, por ello es necesario buscar soluciones tentativas en una red de tubería se debe satisfacer las siguientes condiciones.

1.    La suma algebraica de las caídas de presión alrededor  de un circuito debería ser cero.

2.    El caudal que llega a cada unión debe ser igual al que sale de ella.

3.    Para cada tubería debe satisfacerse la ecuación de Darcy-weissbach u otra similar para cada tubería se debe mantener relación adecuada entre perdida de carga y caudal.

30-MAYO-2012

El método mas simple para la resolución de redes de mallas fue Mardy-Cross

Las perdidas singulares o menores quedan incluidas como longitudes equivalentes en cada tubería.

Qo: Caudal supuesto inicialmente

Q:Qo+AQ (1)

Q: caudal correcto

AQ: corrección

AQ se a sacado como factor común en consideración a que debe ser igual para todas las tuberías del circuito.

Los símbolos de valor absoluto se han colocado para tener en cuenta la dirección del caudal en la suma alrededor del circuito.

La sumatoria de Hf cuando el circuito esta balanceado debe tender a cero

Al aplicar AQ a cada tubería de acuerdo a (1) es importante tener en cuenta la dirección, es decir AQ se suma a los caudales de las tuberías si se procede en sentido horario y se resta si se procede en sentido anti horario.

PROCEDIMIENTO

1         Mejor distribución de caudales que satisface la ecuación de continuidad examinando cuidadosamente la red.

2         Calcular tanto la perdida de carga  Hf en cada tubo, como la perdida de carga neta alrededor de cada circuito elemental Sum Hf. Esta perdida debe ser cero para el circuito balanceado.

3         Calcular la Sum para cada circuito

4         Calcular la corrección o el gasto de corrección AQ en cada circuito

5         Calcular los caudales corregidos

6         Repetir el procedimiento comenzando con los caudales corregidos, hasta lograr la presión requerida.

UNIDAD 3 DISPOSICION DE AGUAS SERVIDAS

NCh 1105 of 1999

Ingeniería Sanitaria Alcantarillado de Aguas Servidas Diseño y Calculo de Redes.

Los alcantarillados de AS a nivel mundial son de relativamente recientes (siglo XIX en adelante) aunque en las antiguas civilizaciones hay vestigios de la existencia de alcantarillado de AS que datan de 4000 años atrás en Chile el alcantarillado es de fines del siglo XIX y tienen un fuerte desarrollo por el siglo XX en localidades de poca pluviosidad antiguamente se usaban un alcantarillado que al mismo tiempo de conducir AS conducía aguas lluvias; situación que definitivamente se elimino en las ultimas décadas.

CARACTERISTICAS DE LAS AS

Las características químicas y bacteriológicas principales de las AS entre otras son las siguientes:

DBO=            200-300 mg/L (ppm)

DQO=           500 mg/L (ppm)

S.S=               200 mg/L

Coliformes fecales 10elevado a 7 NMP/100ml

ASPECTOS NORMATIVOS

Definiciones

AGUAS GRICES: Son las aguas residuales provenientes de tinas y duchas, lavatorios, lavaplatos u otros similares excluyendo las aguas negras.

AGUAS NEGRAS: Son las aguas residuales y contienen excretas.

Ambas constituyen las aguas servidas domesticas.

Las partes de una res de alcantarillados con las siguientes:

LATERAL: Es una tubería que recibe descargas domiciliarias.

CAÑERIA: Recibe descargas domiciliarias y uno o mas laterales.

COLECTOR: Recibe una o más cañerías

INTERCEPTOR: Recibe uno o mas colectores

EMISARIO: Es el ducto que recibe todo tipo de efluentes de toda una red y la conduce a una planta tratadora o un punto de descarga final (no recibe uniones domiciliarias).

Además una red debe tener cámaras de inspección donde las iniciales se llaman cámaras nacientes y el tramo se denomina naciente.

DIBUJO PARTES DE ALCANTARILLADO

LOCALIZACION DE TUBERIAS

Las tuberías se deben proyectar para ser construidas en tramos rectos y que permitan el escurrimiento gravitacional, deben seguir en lo posible las pendientes del terreno natural. Deben pasar por debajo de las tuberías de distribución de AP y cuando son paralelas tener una distancia mínima de 2 metros.

En los cruces de ambos sistemas se debe dejar una distancia mínima libre de 0,30m.

ASPECTOS HIDRAULICOS DE LAS REDES DE ALCANTARILLADO

Cuando existe una napa subterránea importante se debe determinar el caudal de infiltración de las aguas subterráneas a las redes de alcantarillado.

En aguas servidas se entiende por coeficiente de recuperación, el coeficiente que refleja el porcentaje de agua consumida que se descarga al alcantarillado, que depende de la estructura urbana del sector, el nivel socioeconómico de la población y el uso que se le da al agua este coeficiente de recuperación va entre 0,7-1,0. Usualmente en Chile se usa 0,8.

6-JUNIO-2012

Caudal Medio diario de aguas servidas 

Caudal máximo horario de aguas servidas

CAPACIDAD DE LAS TUBERIAS

Para caudal máximo      h< 0,7*D;

h<0,80*D (solo en casos justificados)

VELOCIDADES

Vmax= 3m/s (o el aceptado por la autoridad competente)

Vmin= 0,60 m/s (a boca llena)

La norma establece pendientes mínimas para que se produzca autolavado.

		PENDIENTES 0/00
DIAMETRO	TRAMOS NO INICIALES		TRAMOS INICIALES
NOMINAL	MIN. REC.	CRITICAS	MIN. REC.	CRITITCAS
175	5%	3%	10%	7%
200	5%	3%	10%	6%
250	4%	3%	-	-
300	3%	2%	-	-
350	3%	2%	-	-
400	3%	2%	-	-
500	3%	2%	-	-

Se deben considerar pendientes mayores que las pendientes mínimas si ello es técnicamente posible.

Las tuberías se dimensionan considerando formulas de uso generalizado y aceptadas por la autoridad competente. n= 0.013 (Manning).

CAMARAS Y CHIMENEAS DE INSPECCION

- Al comienzo de las nacientes.

- En cambios de pendiente.

- cambio de material.

- cambio de dirección.

- cambio de diámetro.

- confluencia de 2 o mas tuberías

- distancia máxima 120m (D< 500mm); 120-150 (D> 500mm)

En las cámaras de inspección debe existir un desnivel entre la cota de radier de la tubería de llegada y la tubería de salida (Desnivel > 2cm)

a) i tub.llegada > i tub.salida

            desnivel= i tub.llegada*D del cuerpo de la cámara

b) i tub.llegada < i tub.salida

Desnivel = (i tub.llegada+ i tub.salida)/2 * D del cuerpo de la cámara.

c) D tub.Salida > D tub.Llegada

            Desnivel = (D tub.Salida- D tub.llegada)

Desnivel máximo < 50 cms => Se deben usar caídas exteriores.

DIAMETROS DE TUBERIAS

El D mínimo a utilizar es 200mm, pero en casos especiales de pasajes o calles sin posibilidades de conexión con tramos que sumados no superen los 200m se puede utilizar diámetro nominal de 175mm.

Las tuberías deben tener una profundidad minina a la clave de 1.60m.

Los materiales que permite la norma para redes de alcantarillado son:

·      Hormigón simple.

·      Hormigón armado.

·      Asbesto cemento.

·      Policloruro de vinilo (PVC)

·      Polietileno de alta densidad (HDPE o PEAD)

·      Hierro fundido.

·      Acero.

·      Material aceptado por la autoridad competente.

Cuando corresponda, en razón a que no tiene la profundidad mínima necesaria, a traviesos y cruces con otras cañerías deben considerarse refuerzos estructurales, machones de anclaje y otras obras adecuadas que aseguren la estabilidad y funcionamiento del sistema de alcantarillado

11-JUNIO-2012

CONCEPTOS GENERALES DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AS

En el concepto moderno de plantas de tratamiento  de aguas residuales, atendiendo a su eficiencia y naturaleza se pueden clasificar en:

·      Tratamiento Preliminar

·      Tratamiento Primario

·      Tratamiento Secundario

·      Tratamiento Terciario

·      + Tratamiento de Lodos

TRATAMIENTO PRELIMINAR: Su objetivo es proteger equipos mecánicos y facilitar los procesos subsiguientes en el tratamiento de las aguas servidas.

Los dispositivos están destinados a separar los solidos mayores o flotantes, las cantidades excesivas de grasas y aceites, etc. Los dispositivos mas usados son rejas gruesas y finas, trituradores, desarenadores, estanques de acondicionamiento, etc.

TRATAMIENTO PRIMARIO: Este es un tratamiento que básicamente es por sedimentación donde se separa la mayoría de los solidos suspendidos de las aguas residuales. Esta separación se lleva a cabo en los estanques de sedimentación que reducen la velocidad de las aguas para sedimentar solidos. Como efecto de este tratamiento se produce una disminución de la materia orgánica.

TRATAMIENTO SECUNDARIO: Si el tratamiento primario no es suficiente, en cuanto a la remoción de contaminantes deberá efectuarse un tratamiento secundario normalmente en serie con el primario. Los dispositivos que se emplean son:

·      Filtros percoladores

·      Lodos activados

·      Zanjas de oxidación

·      Lagunas de estabilización

Estos son procesos de naturaleza bioquímica y actúan a través de la descomposición de la materia orgánica por efectos de bacterias y otros microorganismos.

TRATAMIENTO TERCIARIO: Se refiere a la remoción de sustancias inorgánicas tales como nutrientes (fosforo y nitrógeno) y sustancias orgánicas complejas poco degradables.

TRATAMIENTO DE LODOS: Los lodos de las aguas residuales, están formados por solidos que se eliminan fundamentalmente en las unidades de tratamiento primario y secundario.

Este tratamiento tiene como objetivo:

1.    Eliminar la mayor cantidad de agua contenida en los lodos (disminución de volumen).

2.    Descomponer los solidos orgánicos putrescibles para transformarlos en solidos minerales o en solidos orgánicos mas estables.

RENDIMIENTOS DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO

			REMOCION EN %		CF
	TRATAMIENTO	DBO	DQO	SS	ORG.PATOGENOS
1	RAFAS	60-80	-	50-70	Baja
2	Fosas Septicas	30-60*	-	60-70	50-90
3	Filtro Hidrobotanico	64-96	-	71-98	-
4	Lagunas Estabilizacion
4.1	Facultativas	80-95	85-95	-	99,999
4.2	Aereadas	80-95	-	-	99,9
4.3	Anaerobicas	50-60	-	-
5	Plantas Compactas	80-95	80	-	99,5-99,999(**)
6	Zanjas de Oxidacion	90-95	90-95	-	90-98(**)

(*) Sin tratamiento secundario.

(**) Con desinfección con cloro.

13-JUNIO-2012

LAGUNAS DE ESTABILIZACION

Es una estructura simple e impermeable para embalsar agua de poca profundidad hasta 5 mts y por periodos de retención considerable de 1-40 días.

Entre ellas se realizan en forma espontanea el proceso de autodepuración o estabilización natural de las aguas servidas, donde ocurren fenómenos de tipo físico, químico y biológicos (bioquímicos).

Las lagunas de estabilización se clasifican según la naturaleza de la actividad biológica.

	1	Lagunas aerobias o aeróbicas
	2	Lagunas anaeróbias o anaeróbicas
IMPERMEABLE HASTA	3	Lagunas facultantes
5m (1 a 40 dias)	4	Lagunas aereadas
	5	Lagunas de maduración

LAGUNA AEROBIAS: Estas lagunas contienen algas y bacterias en suspensión y en toda su profundidad. Estas lagunas varían entre 0,15 y 0,45 mts. En general no son muy usadas por lo difícil de mantener la condición aeróbia.

LAGUNA ANAEROBICA: Estas lagunas no contienen oxigeno molecular en ningún instante a través de todo su volumen excepto en una capa extremadamente delgada de su superficie. Estas lagunas se diseñan para altas cargas orgánicas y no se consideran las actividades fotosintéticas.

Las profundidades varían entre 2-4 m excepcionalmente llegan a los 6 m. Usualmente requieren un tratamiento adicional

LAGUNAS FACULTATIVAS: En estas lagunas se distinguen 3 zonas bien definidas que son:

·      La superficie donde existen algas y bacterias aeróbicas

·      Zona intermedia que es en parte aeróbica y en parte anaeróbica la descomposición de sus residuos orgánicos es llevada a cabo por bacterias facultativas que adoptan su metabolismo a la presencia o ausencia de oxigeno.

·      Zona anaeróbica inferior, en esta zona los solidos acumulados sin activamente son descompuestos por bacterias anaeróbicas.

La estabilización ocurre en los estratos superiores o intermedios y corresponden al trabajo de las algas y bacterias.

LAGUNAS AEREADAS: en estas lagunas el suministro de oxigeno es necesario para los procesos de degradación de la materia orgánica. Se realiza por equipos de aireación mecánica dada que la eficiencia de suministro de oxigeno de los aireadores es mayor que de las algas en una laguna de estabilización facultativa. Este tipo de lagunas ocupa un menor espacio y sus profundidades son mayores generalmente entre 2 a 5 ms

LAGUNA DE MADURACION: Son las que reciben cargas orgánicas leves de efluentes resultantes de otras lagunas de otros procesos de tratamiento. La finalidad de ellas es reducir los solidos en suspensión y el numero de microorganismos patógenos.

18-JUNIO-2012

FOSA SEPTICA

La fosa séptica es uno de los procedimientos mas útiles y satisfactorios de evacuación de excretas y otros residuos líquidos procedentes de viviendas individuales, pequeños grupos de casas donde no existe alcantarillado.

Consiste en un deposito cubierto donde se vierten directamente el liquido cloacal de las viviendas y después de trascurrir un tiempo es drenado hacia un pozo absorbente o a una cancha de drenaje.

En su funcionamiento tiene un proceso de tratamiento primario y secundario.

Las aguas servidas entran en la fosa séptica y se conservan en reposo durante un periodo determinado que van de medio a tres días, siendo lo mas usual 1 día. Durante este periodo los solidos mas densos se depositan en el fondo formando fango y la mayoría de los solidos ligeros, como las materias grasas permanecen en la fosa formando una espuma en la superficie del agua, mientras el efluente se lleva el resto al sistema final de evacuación.

Los solidos retenidos sufren una descomposición anaerobia por la acción de bacterias. El resultado de este proceso es una considerable reducción en el volumen de sedimentos, lo que hace necesaria la limpieza de la fosa cada cierto tiempo (generalmente uno a dos años).

Esta descomposición no solo afecta a los solidos sedimentados, sino también a la materia orgánica que contiene las aguas residuales.

En general el efluente de la fosa séptica es apenas turbio, presenta un DBO relativamente menor pero tiene carácter nocivo, pues en reposo la sedimentación es escaza y despide un olor pútrido característico, es peligroso para la salud pues contiene bacterias patógenas.

Con el uso, la capa de lodos puede alcanzar tales dimensiones, que puede que su superficie superior llegue hasta la corriente principal del afluente. En eso momento es importante hacer la limpieza de la fosa séptica, extrayendo lodos pero dejando una cantidad prudente en el fondo para que la fosa séptica mantenga su funcionamiento adecuado.

Cuando un afosa séptica comienza su funcionamiento es recomendable trasplantar lodos de otras fosas sépticas para que los procesos biológicos empiecen a producirse sin rapidez y eficacia. El lodo trasplantado de otras fosas proporcionara los microorganismos necesarios para una rápida fermentación alcalina que seguirá a la  destrucción inicial de la materia orgánica por la acción de las bacterias.

DIBUJO FOSA DE PERFIL

PRINCIPALES CAUSAS DE FALLAS DEL SISTEMA DE FOSA SEPTICA

1.    APARICION DE MATERIAL DE DESAGUE EN LA SUPERFICIE DEL TERRENO: Se debe principalmente a la acumulación de sedimentos en la fosa séptica que hubiese requerido limpieza o en algunos casos se debe a condiciones desfavorables de drenaje .

2.    ERROR EN LAS PRUEBAS DE ABSOSRCION: Las pruebas de absorción si no son adecuadamente echas, el calculo del drenaje estará equivocado. Una de las fallas de las pruebas de absorción es que se hace con agua limpia, en circunstancias que la fosa séptica que fosa tendrá sedimentos.

3.    INTERRUPCION DE LA VENTILACION DEL MEDIO FILTRANTE: Este problema se produce cuando las materias en suspensión que arrastra el efluente obstruye los poros. La cusa  puede ser un mal funcionamiento de la fosa séptica.

ENSAYO DE INDICE DE ABSORCION

Se hace un hoyo cuadrado de 0,30x0,30m, se llena con agua hasta un altura de 0,15m y se toma el tiempo medio en bajar 2,5 cm. Con este tiempo se entra en una curva y se determina el índice que debe usarse en los caculos.

Calcular la profundidad de un pozo absorbente de 2m de diámetro que sirve a 10 personas con dotación de 200 lts de aguas negras para el coeficiente de absorción; K=46L/m2/día