sábado, 30 de noviembre de 2013

Rellenos

Los sistemas de infiltración por relleno, más que un método de disposición, constituye un medio para favorecer la construcción de un sistema de zanjas o lechos, en que una capa de suelo de muy baja permeabilidad descansa sobre capas de arena o margas arenosas, en el que no es disponible utilizar métodos convencionales de infiltración. En estos suelos se puede remover o retirar parte de la capa impermeable o sustituirla por un relleno de material arenoso, en un área conveniente y hasta profundidades de 0,6 a 1,20 m. Posteriormente se puede construir en esta área de relleno un sistema de zanjas o lechos de infiltración. 
Si la capa superficial es de muy baja permeabilidad, el tamaño del área de relleno puede ser menor que la requerida por un terraplén de infiltración. Los métodos de relleno están limitados, en su aplicación, a suelos donde el manto freático o lecho de roca está a menos de 0,30 m por debajo de la capa de arena o marga arenosa, que sostiene la capa del suelo impermeable. 
La cubierta exterior del sistema ya construido debe hacerse con un material de textura fina, para proteger el relleno del arrastre por el escurrimiento superficial utilizando el mismo suelo que se removió por su condición de poca permeabilidad.

viernes, 29 de noviembre de 2013

Montículos y terraplenes - II

El efluente datado se bombea o es sifoneado si se dispone de carga suficiente al área de absorción o lecho, mediante el sistema de tuberías de distribución situado en la parte superior de agregados gruesos. Pasando por esta capa se infiltra a través del material de relleno donde se produce realmente la retención mecánica de partículas, escurriendo la fase liquida a la capa no saturada del suelo natural, generalmente de textura más fina que el material de relleno. La cubierta interior o tapa, de material más fino que el relleno, protege el terraplén de las precipitaciones y retiene la humedad necesaria para una buena cubierta vegetal sobre el suelo que forma la capa exterior del sistema. 
La tabla 4.20 ofrece la composición y características del material de relleno, y el caudal de infiltración a utilizar en el diseño para calcular el área requerida para el relleno.
Las restricciones principales sobre el sistema son: la pendiente del terreno, que tiene más limitaciones que para las zanjas o lechos, el material de relleno y la altura al manto freático, que debe ser suficiente para evacuar el agua infiltrada, sin que se sature la capa de relleno o la c°.pa de suelo que soporta el terraplén, lo que produciría el afloramiento superficial del agua en las proximidades de la base del sistema.
Para mantener bajos los costos de construcción, se debe tomar el material de relleno en la propia zona v su selección debe ser cuidadosa por cuanto su capacidad de infiltración determina el área de infiltración requerida No es recomendable el uso de materiales muy permeables por su bajo poder de retención y por el riesgo de que se favorezca la aparición de escurrimientos laterales que afloren a la superficie del terreno. Aunque el área de absorción se diseña generalmente como un lecho, es posible diseñar un sistema de zanjas si el caudal a disponer es grande, buscando aumentar el área de infiltración. Algunas experiencias, sugieren que si la permeabilidad del suelo natural es menor de 2,5 cm/h ( mayor de 24 min/cm ), el lecho debe ser estrecho y prolongado a lo largo del contorno del suelo, mientras que, para suelos de mayor permeabilidad, el lecho pueda tender a un cuadrado 
En cuanto al sistema de distribución, aunque se ha empleado el flujo a gravedad, la distribución uniforme a presión resulta más conveniente para reducir el flujo, en zonas saturadas del relleno, producto de distribución desigual del agua sobre toda el área y previene la aparición de zonas de (lujo concentrado o cortocircuitos.

jueves, 28 de noviembre de 2013

Montículos y terraplenes - I

Para suelos de baja permeabilidad o donde el manto freático está muy cerca de la superficie del terreno., el lecho de absorción se puede construir de grava gruesa sobre el nivel del terreno, cuya capa superficial a sido removida o escarificada. En el diseño de este se busca superar las limitaciones locales que impiden o limitan el uso de zanjas o lecho de infiltración subsuperficial. 
Estas restricciones se agrupan en tres tipos: Suelos de muy bajo permeabilidad Suelos permeables tic poco espesor descansando sobre capas de rocas Usuradas o porosas Sucios permeables con el nivel del manió freático muy alto, próximo a la superficie.
Como se observa en la figura 4.16, un terraplén de infiltración está compuesto por:
u Material de relleno apropiado (ver tabla 4.20).
u Área de absorción o lecho,
u Red de distribución,
u Cubierta o lapa,
u Cubierta superficial de suelo.

miércoles, 27 de noviembre de 2013

Pozos de infiltración

Los pozos de infiltración son excavaciones de sección circular, diámetro normalmente entre 1,0 a 2,5 m, profundas, con alturas de 1,8 m o mayores, realizadas en suelo poroso cuyas paredes están cubiertas por grava y piedra picada revestida de ladrillo o piedras de mayor tamaño colocadas sin mortero. El efluente del tanque séptico fluye al pozo donde se infiltra por las paredes y el sucio. Este método no es muy favorecido dado el peligro de contaminación de las aguas subterráneas, no obstante, resulta aceptable para pequeños caudales y cuando el área disponible es tan limitada que no permite utilizar zanjas o lechos filtrantes o bien porque bajo los primeros 0,90 ó 1,20 m de suelo existe una capa de mayor permeabilidad, siempre que e! manto freático se mantenga profundo todo el año. 
Los requerimientos de permeabilidad y carga hidráulica son similares a los de las zanjas, por lo que la tabla I se emplea en el diseño de estos pozos. Se recomienda que no se utilice en suelos con velocidades de infiltración menores que min/cm ( mayores de 5 cm/h ). El cálculo del área requerida se realiza para las paredes solamente, no se incluye el fondo del pozo.

martes, 26 de noviembre de 2013

Flujo uniforme a presión

Este método busca a aplicar el residual en dosis de manera uniforme sobre toda el área del fondo del sistema de infiltración, para reducir las sobrecargas locales y el anegamiento diferencial entre ramales Para ello, se emplea una red de distribución a presión, de manera que el suelo se mantenga no saturado producto de! rápido drenaje y máxima exposición al aire para reducir la resistencia al Unjo de la capa adherida al fondo. 
Para alcanzar una distribución uniforme, en toda el área, es necesario que el caudal de salida por cada una de las perforaciones de los tubos de distribución sea prácticamente igual, para lo cual, la presión en cada segmento sea la misma. Esto se logra balanceando las pérdidas de carga, adecuando el diámetro de! tubo, la abertura de la perforación y el espaciamiento entre estas. Aproximadamente entre el 75 y 85 % de la pérdida de carga se produce a través de la perforación en los laterales, y del 15 -25 % restante en la red de tuberías. H1 diámetro de los tubos en este sistema va de 25 a 80 mm para los laterales, con perforaciones en la invertida de 6 a 13 milímetros espaciadas entre 0,6 a 0,3 m. La carga necesaria se suministra mediante equipos de bombeo o por sifones si se dispone del desnivel requerido.

lunes, 25 de noviembre de 2013

Dosificación del flujo

Se emplea la dosificación del efluente tratado como medio de proveer aireación intermitente, a las superficies filtrantes durante un tiempo suficientemente prolongado. Esta permite el drenaje del sistema, y la exposición de las paredes al aire y ocasionalmente la exposición del fondo, lo cual favorece la degradación de la porción orgánica de la capa adherida por la acción de las bacterias aeróbicas. 
Para obtener la intermitencia del flujo se emplean bombas, si el sistema se encuentra en terrenos nivelados o sifones si la cámara dosificadora está a una cota superior a la invertida en los laterales. El volumen de cada descarga debe ser unas diez veces el volumen total de las tuberías de lodos laterales para asegurar la distribución uniforme en los mismos. listo contradice la recomendación generalizada de que el volumen de la dosis de la descarga debe estar entre el 60 y el 75 % del volumen del sistema de distribución ( Salvato ) o un 50 % del volumen de los drenes del campo de infiltración; pero es necesario, tener en cuenta que al drenar totalmente los laterales, estos deben estar nuevamente llenos en la siguiente dosis para que realmente se ejerza sobre el sistema la carga hidráulica de la bomba o el sifón. 
Por otra parte, es el período de reposo, que asegura la infiltración y aireación de las superficies filtrantes, el que garantiza la condición aeróbica del sistema, y la dosis es realmente función de la capacidad filtrante del suelo como se indica en la tabla 4.19.

domingo, 24 de noviembre de 2013

Flujo a gravedad

Es el método más simple y que se emplea con mayor frecuencia. El agua se deja fluir directamente del tanque séptico al sistema de infiltración, en el que según se forma la capa sellante sobre el fondo de la zanja, se prolonga la longitud que ocupa el flujo buscando superficies de mayor velocidad de infiltración. Con el tiempo, al sellarse los poros del fondo de la zanja, comienza la acumulación del agua en esta, utilizando las paredes como superficies de infiltración.

sábado, 23 de noviembre de 2013

Zanjas y lochos filtrantes - V

La tabla 4.18. ofrece las dimensiones típicas de las zanjas y lechos de infiltración. Estos sistemas se ilustran en las figuras 4.14. y 4.15.
Es recomendable diseñar y construir el sistema para un 50 % mayor que el área requerida para el Unjo medio diario, de esta forma, se puede extender la vida útil del campo alternando la operación de. este mediante tres secciones, de las cuales se ponen en operación dos para cubrir el gastó medio diario y se deja en reposo la tercera por un período de seis meses. 
Este método permite que se degrade la capa adherida a la superficie filtrante, recupeiando esta la permeabilidad original, lista sección se reserva permite a la vez disponer de un área de infiltración para casos de fallos en cualquier otra parte del sistema.
Otra recomendación que debe tenerse en cuenta es que la longitud de cada rama de las zanjas ( 20 a 30 m ) para reducir los problemas que producen la penetración de raices, asentamientos diferentes o roturas de las tuberías, lo que provoca la interrupción del Unjo, inutilizando parcialmente el tramo aguas debajo de la rotura, aunque parte del flujo se trasmite por el medio Itoroso que llena la zanja. 
Para asegurar que todo el sistema opere de manera uniforme, lo que contribuye a prolongar la vida útil de este, es preciso que el método de aplicación del agua sobre la superficie filtrante sea compatible con la textura del suelo y las características del lugar de ubicación del sistema. Los métodos de aplicación del agua se agrupan en tres categorías:
  •  Flujo a gravedad
  •  Dosificación del finjo
  •  Aplicación del (lujo uniforme a presión

viernes, 22 de noviembre de 2013

Zanjas y lochos filtrantes - IV

De manera general se puede considerar que en zonas lluviosas, donde el suelo puede estar frecuentemente húmedo, es recomendable el uso de zanjas poco profundas, ya que el fondo será la principal superficie de infiltración. El uso de zanjas poco profundas favorece por otra parte, la posibilidad de aprovechar la capacidad de evaporación de las capas superiores del sucio. 
Una medida de tipo práctica consiste en aplicar los valores de la tabla 1 al cálculo de las paredes, ignorando el aporte del fondo. Un la selección de sistemas de infiltración profundos o relativamente superficiales interviene no solo la altura máxima que alcanza el manto freático, sino, en ocasiones el criterio subjetivo del proyectista. Los sistemas de infiltración poco profundos ofrecen algunas ventajas como son:

a) Las capas de suelo superficiales son generalmente más permeables que las capas profundas. 
b) La actividad de las plantas permite aprovechar la evotranspiración como factor adicional para reducir los volúmenes e infiltrar. 
c) Las demoras en construcción por suelos húmedos se reducen a secar más rápidamente las capas superiores del sucio. Sin embargo, hay que considerar las ventajas que brindan los sistemas profundos, fundamentalmente, el incremento de área de las superficies laterales para una misma área de fondo. También es posible aceptar una mayor profundidad del agua acumulada en el fondo del sistema, lo que aumenta el gradiente hidráulico sobre la superficie filtrante.

En cuanto a la elección de un lecho filtrante o un sistema de zanjas, hay que tener en cuenta que si bien los lechos requieren menos área superficial total que las zanjas para un mismo caudal a infiltrar, y son menos costosas por su construcción, lo que económicamente es una ventaja, las zanjas en cambio pueden aportar hasta cinco veces mayor área de infiltración por las paredes pan una misma área de fondo.
La opinión general favorece el uso de zanjas. Se puede concluir como regla que en terrenos llanos de suelos arenosos o margas arenosas, los lechos ofrecen mayores ventajas; mientras que, en áreas onduladas o con pendientes pronunciadas y textura de suelos más finas, la zanja es la solución preferida.

Zanjas y lochos filtrantes - III

Los sucios con gran velocidad de infiltración pueden no brindar el tratamiento necesario para la protección del manto freático, por lo que no se recomienda la utilización de lechos y zanjas filtrantes cuando la razón de infiltración sea menor de 0,4 min/cm (150 cm/h ).
De manera similar, debe evitarse el uso de los lechos y zanjas en suelos con razones de infiltración muy bajas, mayores de 24 min/cm ( 5 cm/h ), ya que estos suelos se alteran y compactan frecuentemente durante los trabajos de construcción reduciendo su velocidad de infiltración, a valores incluso del 50 % de la del suelo no alterado. 
En caso de no disponer de otras alternativas, que el empleo de zanjas o lechos filtrantes, en suelos con razón de infiltración hasta incluso 50 mm/cm ( 1,2 cm/h ), la construcción del sistema debe realizarse solo cuando el suelo está lo suficientemente seco que resista la compactacion y alteraciones durante las operaciones de excavación.
Al iniciar la operación de una zanja filtrante, el fondo es la única superficie filtrante, pero al cabo de cierto tiempo el fondo se va obstruyendo y el agua asciende sobre él, comenzando a infiltrarse por las paredes de la zanja. Debido a la diferencia en el gradiente hidráulico entre el fondo y las paredes y al diferente estadio de obstrucción de los poros, la infiltración es diferente entre ellas, r-l diseño se hace buscando maximizar el área de la superficie de mayor razón de infiltración, que brinde a la vez la suficiente protección contra la contaminación del manto subterráneo.
La obstrucción de los poros de las paredes es menor que la del fondo, sin embargo, el gradiente hidráulico es igualmente menor que sobre el fondo. No es fácil determinar si las paredes o fondo de la zanja constituyen la superficie de mayor infiltración, pues si bien sobre el fondo actúan la gravedad la presión hidrostática del agua acumulada y la conductividad potencial del suelo; sobre las paredes, menos obstruidas, no hay acción de la gravedad, el potencial hidrostático va disminuyendo hasta cero en la superficie libre del líquido, y la conductividad del suelo cambia con la humedad de éste.

jueves, 21 de noviembre de 2013

Zanjas y lochos filtrantes - II

Como no es posible realizar mediciones correctas, de la velocidad de infiltración a través de la capa adherida completamente desarrollada para el suelo específico antes de comenzar el diseño, es necesario valerse de las experiencias de sistema en operación, por los que se pueden obtener las relaciones de infiltración del suelo natural y la razón de aplicación conveniente según la textura del sucio. I.as carcas hidráulicas de aplicación recomendadas según el tipo de suelo y su capacidad de infiltración se brindan en la labia 4 17. 
Los valores ofrecidos en esta tabla deben servir solo como guía, y en cada caso, se deberá hacer la prueba de infiltración en el área de ubicación del sistema para poder decidir, con la ayuda de la citada tabla, la razón de aplicación para calcular el área total de infiltración.

Zanjas y lochos filtrantes - I

Ambos forman el método más utilizado, en la práctica, para disponer los efluentes de tanques sépticos. Las zanjas son excavaciones poco profundas (0,3 a 1,50 m ), generalmente horizontales, aunque algunas recomendaciones, señalan la conveniencia de pendientes longitudinales entre 0.002 y 0,03; estrechas (0,3 a 0,9 m ), en las que el fondo se rellena con grava unos 15 a 30 cm, sobre el que se coloca una línea de tubos perforados y a junta abierta como sistema de distribución. 
Alrededor del tubo y por encima de este se coloca otra capa de grava o piedra picada de tamaños variable entre 20 y 60 mm, sobre la que se crea una barrera o capa de material semipermeable que retiene las partículas del suelo del relleno final de la zanja, impidiendo que estas penetren en la capa de grava.
Tanto el fondo como las paredes de la zanja constituyen las superficies de infiltración. los lechos difieren de las zanjas en que son más anchos (más de 0,90 m ) y que contienen más de una línea de tubería de distribución. En los lechos es el fondo la principal superficie de infiltración. 
En el diseño de estos sistemas es necesario tener en cuenta, la reducción de la razón de infiltración, producto del desarrollo de la capa sellante adherida al suelo; así, para el cálculo del área de infiltración se toma la conductibilidad hidráulica del suelo cubierta por la capa adherida y el flujo medio diario del agua residual a disponer.

miércoles, 20 de noviembre de 2013

Descarga de aguas superficiales

Las aguas superficiales pueden ser empleadas como receptoras de aguas residuales tratadas, si la capacidad asimilativa del receptor permite la carga contaminante que se le impone. 
La posibilidad de utilización de las aguas superficiales está limitada o prohibida atendiendo al uso a que se destina esa fuente. El nivel de tratamiento del residual demandado por la legislación vigente en Cuba, debe ser a! menos, el equivalente a un tratamiento secundario y la subsecuente desinfección antes de la descarga.
La figura 4.13., muestra algunas posibilidades de tratamiento posterior al tanque séptico, para cumplir las exigencias de la calidad antes del vertimiento. Esta alternativa para viviendas aisladas o pequeñas instalaciones habitacionales, suele ser poco económica, reduciendo el costo por metro cúbico tratado según crece el caudal al verter, lo que hace este método no resulte muy favorecido en el área rural para pequeñas instalaciones. Como se observa, no se plantea la alternativa del uso del efluente en el riego agrícola. Es opinión del autor, que esta alternativa no debe considerarse para pequeñas instalaciones rurales, por cuanto el control requerido para la protección para la salud y prevención de la contaminación del medio, no está al alcance de los posibles usuarios de estos volúmenes pequeños, por lo que los riesgos sei ían mayores que los posibles beneficios.
Los métodos específicos a considerar dentro de las alternativas descritas son:
a) Sistemas de infiltración subsuperficial
*  Zanjas y lechos de infiltración
□   Pozos de infiltración
□   Montículos y terraplenes
□   Rellenos
□   Métodos de drenaje artificial
□   Electroósmosis
b)   Sistema de evaporación
□   Lechos de evapotranspiración y evapotranspiración-infdtración
□   Lagunas de evaporación y evaporación-infiltración
c)   Descarga en receptores superficiales

SELECCIÓN DEL SISTEMA - III

Tabla 4.21 Selección del método de disposición según las limitaciones locales

martes, 19 de noviembre de 2013

Sistemas de evaporación

En áreas donde las condiciones locales no favorecen la posibilidad de aplicar la infiltración subsuperficial, bien porque el subsuelo no lo permite o porque los riesgos de contaminación de las anuas subterráneas o superficiales son altos, el residual puede ser confinado a un arca limitada en la que la fase líquida se reduce por evaporación, concentrando las sustancias disueltas v suspendidas que sufren la degradación por los microorganismos en el medio si son orgánicas" o la retención en las partículas del suelo si son inorgánicas. La utilización de este medio está limitado por las condiciones climáticas locales. La evaporación puede producirse desde la superficie libre del agua expuesta a la atmósfera, desde el suelo desnudo o a través de la cubierta vegetal del suelo. 
La transpiración-evaporacion del agua de las plantas puede reforzar o contribuir al proceso de evaporación mediante el mecanismo combinado o evapotranspiración. Las condiciones meteorológicas locales son determinantes en este proceso físico, siendo característicos: los valores de radiación solar, velocidad del viento, humedad relativa y la temperatura ambiente. 
La condición esencial para el diseño de este sistema y su explotación exitosa es que la evaporación supere la afluencia total del agua del sistema. Esto es, que la lámina aportada por el residual al área de evaporación más la lámina de lluvia no excedan el potencial medio de evaporación, o evotranspiración, con la infiltración para asegurar la disposición de todo el volumen del aporte diario.
Es imprescindible dejar aclarado que si bien la transpiración en algunas zonas cubanas puede ser hasta diez veces superior a la evaporación en horas del día. los valores medios mensuales de transpiración quedan reducidos a valores entre 0,6 a 0,8 de la evaporación medida en evaponmetros clase A; por lo que es fundamental fijar las condiciones locales para diseñar este procest). 
La disposición por evapotranspiración (I T) consiste normalmente en un lecho de arena sobre una superficie impermeable, un sistema de tuberías de distribución o cubiertas superficialmente por una capa de suelo, en la que se siembra la vegetación seleccionada con esa finalidad. 
Los sistemas de evaporación (E) y evaporación-infiltrante (El) consisten fundamentalmente en lagunas de grandes áreas, en las que se lleva a cabo la evaporación desde la superficie del agua, sin descarga de efluentes. Si la geología lo permite, se combinan con la infiltración por el fondo para reducir el área de laguna. El principal factor que conspira contra su aplicación, más frecuente, es la necesidad de terreno disponible para su construcción.
No obstante, se ha empleado para la disposición de aportes de pequeños núcleos de población con relativo éxito, en áreas semiáridas donde el potencial neto de evaporación es alto.

lunes, 18 de noviembre de 2013

Sistema de infiltración subsuperficial - II

Todos los métodos que forman el grupo de disposición por infiltración subsuperficial se forman sobre la base de excavaciones rellenas con un material poroso, y un medio de conducción y distribución del agua residual por el sistema. 
El sistema de distribución descarga el agua en el medio poroso, a través del cual se persigue mantener la superficie filtrante del suelo expuesta al flujo, y blinda un cierto almacenamiento de agua durante el período que toma la infiltración, en el suelo cercano a la superficie de infiltración. La infiltración superficial se utiliza generalmente, con preferencia para disponer, y dar un tratamiento adicional, a los efluentes de tanques sépticos. 
Los efluentes de tanques sépticos forman rápidamente una capa adherida que tiende a sellar los poros en la mayoría de los suelos, pero que parece alcanzar un estado de equilibrio que permite el flujo del agua a una razón constante, que varía con el tipo de suelo.

domingo, 17 de noviembre de 2013

Sistema de infiltración subsuperficial - I

La estructura y composición del suelo ha sido aprovechada tradicionalmente, para la disposición de residuales líquidos, por las propiedades y características del flujo del agua a través de los poros o conductos entre partículas, y la retención de aire y agua en ellas, que permite el desarrollo de poblaciones de microorganismos y otras formas de vida. la acción filtrante del suelo permite retener materias orgánicas y sustancias inorgánicas no solo por cribado físico, sino por intercambio iónico, absorción y efecto superficial de las partículas del suelo. 
Se desarrollan igualmente procesos biológicos, que actúan sobre los contaminantes arrastrados por el agua según esta fluye por los espacios entre partículas. Estos procesos se desarrollan mejor en suelos no saturados en que se ve aprovechan todos los espacios libres, mientras que en suelos saturados, el agua Huye solo por los espacios mayores, recibiendo menor acción de los factores físicos y biológicos. 
Las cargas eléctricas superficiales de las menores partículas del suelo le permiten absorber bacterias y virus, e involizar compuestos nitrogenados y fosforados, especialmente iones amonio, que constituyen los componentes principales en residuales domésticos.
Si en el suelo prevalecen condiciones anaeróbicas, el amonio iónico retenido por las partículas permanece sin transformaciones apreciables, pero en presencia del oxígeno, la acción de las bacterias mirificantes lo transforman en nitratos solubles que son lixiviados y arrastrados por el agua. El movimiento de fósforo en el suelo es más limitado, ya que en función de su concentración, puede precipitar con el calcio, hierro o aluminio y queda retenido por adsorción. Las bacterias y virus quedan retenidos por acción superficial en los primeros 0,6 a 1,50 m de infiltración por el suelo, donde son destruidos por acción de otras bacterias o por el prolongado tiempo de permanencia en un medio desfavorable. 
La aplicación continua del residual forma una capa que sella parcialmente los poros del suelo, lo que reduce el flujo del agua a través del suelo notablemente, aún cuando no se produce oclusión de la superficie filtrante. Para asegurar, una vida útil de un sistema de infiltración suficientemente prolongada, debe diseñarse sobre la base de la infiltración a través de la capa adherida. 
La reducción parcial de la capacidad de infiltración de la superficie de contacto agua-suelo contribuye a mantener condiciones del suelo no saturado, que asegura la presencia de oxígeno en los intersticios entre partículas. la capa adherida depende, en primer lugar, de la carga hidráulica aplicada por unidad de superficie filtrante, y no es permanente, la porción de sólidos inorgánicos sufre la degradación biológica, quedando solo adheridas las partículas inorgánicas suspendidas. Es importante que al suelo no pasen grasas y aceites, ya que por su muy lenta transformación constituyen elementos que sellan casi permanentemente los poros del suelo.

sábado, 16 de noviembre de 2013

ALTERNATIVAS DE DISPOSICION

Los métodos de disposición de los residuales domésticos que para el área rural ofrecen mayores posibilidades de aplicación para dar solución a los efluentes de una vivienda aislada, pequeños grupos de viviendas y edificaciones destinadas a grupos aislados de personas como son las escuelas, campamentos (recrcacionales , de trabajo o militares), moteles aislados y otros, se pueden agrupar en tres tipos atendiendo el mecanismo principal de transferencia del agua, estos son: 

a) Sistema de infiltración subsuperficia).
b) Sistema de evaporación. 
c) Descarga en aguas superficiales. En cada grupo, hay diferentes posibilidades de diseño aplicar, en función de los factores geográficos y topográficos locales, y las características del agua.

viernes, 15 de noviembre de 2013

Disposición de afluentes detanques sépticos en el área rural - II

La figura 4.13 muestra las alternativas de disposición final para los efluentes de un pretratanliento de las aguas residuales domésticas en áreas rurales. Algunos autores, incluyen los filtros de arena y grava, soterrados o sobre el suelo, dentro de los sistemas de disposición, pero, considerando que su aplicación fundamental se hace para obtener una depuración adicional y que su efluente requiere de una disposición final después de su recolección: se ha preferido, coincidiendo con otros autores, no incluir este elemento dentro de las alternativas de disposición y considerarlo como método de tratamiento suplementario Como se refleja en la figura 4.13.

jueves, 14 de noviembre de 2013

Disposición de afluentes detanques sépticos en el área rural - I

El medio en el cual las aguas residuales tratadas sean descargadas, puede constituir una parte valiosa del sistema de tratamiento y disposición final a bajo costo, si se emplea de manera adecuada. No obstante, si se fuerza más alla de su capacidad de asimilación, el sistema no solo fallará sino que se convierte en un centro de contaminación del medio y de peligros potenciales a la salud humana. 
Es por ello que resulta fundamental evaluar cuidadosamente las condiciones locales para la selección del sistema de disposición y su diseño. El principal criterio para la selección de un diseño, sobre otras alternativas, es la protección a la salud y la prevención de la degradación de las condiciones ambientales. Como segundo criterio a aplicar se tiene los costos y facilidad de operación y mantenimiento del sistema. Debe considerarse finalmente el destino del residual proveniente del sistema de tratamiento y su disposición 
Por lo general, los sistemas diseñados para la descarga de aguas residuales parcialmente tratadas en el subsuelo' para su disposición final, son sistemas de alta seguridad y de menores costos. En esto influye que se requiere un pre tratamiento simple, ya que el suelo presenta una alta capacidad para transformar y recircular la mayoría de las sustancias presentes en las aguas residuales de origen doméstico. Si bien la capacidad asimilativa de algunas corrientes superficiales puede ser mayor, la calidad del residual para su descarga se exige de tal manera por las normas nacionales y la legislación vigente, que es imprescindible darles mayor grado de tratamiento.
Tradicionalmente se ha utilizado en nuestro país, la absorción del suelo como vía de disposición de los líquidos residuales domésticos en viviendas del área rural y en centros urbanos carentes de sistemas de alcantarillado. La existencia de las llamadas fosas (mouras), en que se combina la capacidad de separación y digestión de los sólidos con la infiltración de la fase líquida en el suelo, es bien conocido por todos; aun atando no sea el método o solución adecuada para tales localidades y condiciones. Un sistema de infiltración subsupcrlieial adecuadamente diseñado y construido con mantenimiento apropiado, demuestra ser confiable en su operación a lo largo de un prolongado espacio de años. Sin embargo, gran parte del territorio cubano no presenta suelos adecuados para los métodos convencionales de absorción subsuperlicial, sea por su baja permeabilidad (suelos arcillosos) o ix)r la presencia de calizas Usuradas que constituyen una vía favorable a la rápida contaminación de las aguas subterráneas. 
Cuando, por las circunstancias locales no es posible aprovechar la capacidad de absorción del suelo, es necesario buscar otra solución para la disposición de los residuales domésticos, sobre el suelo, por dilución en aguas receptoras o por evaporación, con absoluta garantía para la salud humana. 

domingo, 10 de noviembre de 2013

CONCLUSIONES.

  1. Los sistemas más complejos de construcción, son los de Aereación prolongada y Físico- Químico, siguiendo en orden de dificultad los sistema de Biodiscos, Lechos Bacterianos, lagunas Aireadas y Pozos filtrantes. El resto de los sistemas contemplados son de sencillez constructiva. 
  2. Los sistemas más costosos tanto en construcción como en explotación, resultan ser los de aplicación subsuperficiat, principalmnente los de Filtros intermitentes de arena. Los menos costosos son los Tratamientos previos y Lagunaje natural. 
  3. Los sistemas que mavor superficie requieren por habitante son los de Aplicación superficial, principalmente los litros verdes. Los que menor superficie requieren son los tratamientos Físico - Químico, Aireación prolongada y procesos de Biopelícula. 
  4. Los sistemas de mayor rendimiento global en la eliminación de contaminación son los de Aplicación al terreno, tanto superficial como subsuperficial. Los de rendimiento más bajo resultan ser los Tratamientos previos o primarios. Entre ambos extremos se sitúan los procesos Biopelícula, Aireación prolongada y Físico - Químico por encima, y el Lagunaje por debajo. 
  5. Los procesos que resultan más sencillos en la explotación son los de Lagunaje y Aplicación al terreno, salvo los Filtros intermitentes de arena. Los que presentan mayor complejidad son los de tecnología convencional, en este orden. Físico - Químico, Aireación prolongada y los procesos Biopelícula. 
  6. Los procesos que resultan más estables son los sistemas de Aplicación al terreno, procesos de Biopelíocula, Aireación prolongada y Físico - Químico. Resultan más inestables los procesos de lagunaje y principalmente los Tratamientos primarios. 
  7. No existen grandes diferencias en cuanto a la integración con el medio ambiente, salvo los Lechos de turba que lo hacen mejor, y peor el Lagunaje, Aplicación superficial y filtros intermitentes de arena. 
  8. Los sistemas de Aplicación al terreno tienen una producción de fangos nula o prácticamente nula. La mayor producción con diferencia se produce en el Físico - Químico.
  9. Tal como apuntan algunas tendencias recientes en algunos países de la Europa desarrollad;i, los procesos Biopelícula y Lagunaje cumplen mejores condiciones globales que los de Fangos activos.

sábado, 9 de noviembre de 2013

RESULTADOS Y CONCLUSIONES.

RESULTADOS. 

Simplicidad de construcción. 

El movimiento de tierras que se realiza en la fase constructiva de un sistema de tratamiento de aguas residuales, resulta habitualmente simple en su ejecución, en la mayoría de las. casos, salvo circunstancias especiales debidas a la naturaleza del terreno. 
Los sistemas de Lagunaje y especialmente los Pozos Filtrantes, son los sistemas que pueden presentar mayor complejidad en el movimiento de tierras. En las variables obras civil y equipos, los resultados numéricos muestran una marcada diferencia entre los procesos Físico - Químico y Aireación prolongada frente al resto de los sistemas. En ambos procesos, los bajos valores numéricos obtenidos, reflejan lo engorroso que puede ser el uso de equipos mecánicos en los sistemas de tratamiento de agua residual, de complejo funcionamiento.

Costos de construcción.

El sistema más costoso en construcción es el de los Filtros intermitentes de arena. Resultan también muy costosos los sistemas de aplicación superficial, si bien su rango de aplicación es en poblaciones muy bajas. Para el resto de los sistemas el costo de construcción oscila entre 10 - ) 93 $ / hab., con valor medio de 115 $ / hab.
Costos de explotación y mantenimiento La explotación, los que resultan más costosos son los Filtros intermitentes de arena ( 58 $ por hab. año ) y Físico - Químico ( 52 $ / hab ano ). En el resto de los sistemas el costo de explotación oscila entre 1 (Lagunas Anaerobias) y 18 (tratamientos Primarios y Zanjas filtrantes) $ > hab ano con valor medio de 7 $) hab año. 

  Superficie necesaria 

Los sistemas de mayor y menor superficie requieren por habitante son los de Filtros verdes ( 12 110 nr / hab. ) y el Físico - Químico ( 0,01 - 0,1 m2 / hab ). Los sistemas de aplicación subsuperficial, y superficial, salvo filtros verdes, requieren grandes superficies, que oscilan entre 11 - <> y 6 - 66 m" / hab. ). Le siguen en orden de mayor a menor necesidad de arca, los sistemas de 1 a<'imaje ( 1 - 3 v 3 - 35 m2/ hab ). Analmente resulta de menor superficie necesaria los sistemas de Aereación prolongada, Tísico - Químico, procesos de Biopelicula y Tratamientos previos.

viernes, 8 de noviembre de 2013

SELECCIÓN.

En esta fase se trata de elegir una alternativa, entre tas preseleccionadas, de un forma justificada. Para ello partiremos de las matrices anteriores, donde tenemos una recopilación de cifras y valoraciones adimensionales, que debemos convertir en números, del l al 10 ( de menos a más favorable ), para poder establecer las comparaciones entre las diferentes alternativas, frente a cada uno de los efectos analizados. Se dá un peso del 1 al 10, para cada una de las subvariables contempladas en base a los valores, extremos que figuran en las matrices. 
Con lo evaluación final, de cada una de las matrices se adoptará pesos iguales o diferentes según los casos, pani cada una de las subvariables. Finalmente obtendremos para cada alternativa un número promedio entre 1-10. La selección definitiva se hace por medio de una matriz final, que engloba los resultados de las 9 matrices estudiadas. Se plantea en este momento la duda sobre el peso o importancia debe tener en cada caso particular los diferentes efectos, que se marcan con las letras: al, a2 a9.. 
En cada caso las condiciones del lugar indicaan el peso de los costos frente al Impacto ambiental, la producción de fangos.... etc. Si los pesos particulares de cada efecto han sido razonadas y justificadas, se elegirá como solución más idónea aquella cuya valoración sea máxima.

jueves, 7 de noviembre de 2013

PRESELECCION.

La elección entre los posibles sistemas de depuración propuestos, debe pasar por una primera etapa, donde según las circunstancias específicas de cada lugar: (población equivalente límites en costos de implantación y explotación, disponibilidad de superficie, límite de calidad de los efluentes, medios disponibles en la explotación y mantenimiento, manejo y evacuación de los lodos, características del agua residual, ... etc.), queden rechasadas algunas de las alternativas propuestas. De esta forma, se quedarán aquellas que sean viables. 
Para ello se propone la definición de tantas matrices como variables contempladas, donde se reflejan las alternativas propuestas, valotando cada efecto con los datos obtenidos en la revisión bibliográfica, bien con cifras numéricas, como: $ / hab, m2 / hab, l / nv A. R...etc, o bien empleando valoraciones «dimensionales como bueno, normal, malo, muy simple, simple, complicado, muy complicado, etc.

CRITERIOS DE SELECCION.

En esto apilado, se pretenden definir unas criterios de selección de alternativas razonados y justificados que puedan establecerse en base a diferentes variables o parámetros de peso o entidad suficiente. Se proponen los nueve siguientes:

1.   Simplicidad de construcción
•    Movimiento de tierra.
•    Obra civil.
•    Equipos.
2. Costos de construcción
3. Costos de explotación y mantenimiento
4. Superficie necesaria
Demanda de área.
5. Rendimentos
•   DQO.
•   DBO.
•  SS.
•  Nt.
•  Pt.
•   Coliformes.
6. Mantenimiento y explotación
•   Simplicidad de funcionamiento
•   Flexibilidad
•   Mantenimiento
•   Frecuencia en el control
7.   Estabilidad
•   Efecto de la temperatura.
•   Turbidez efluente.
•   Variación de caudal y carga.
•   Naturaleza del terreno.
8. Impacto ambiental
•   Molestia de olores.
•   Molestia de ruidos.
•   Molestia de insectos.
•   Integración en el entorno.
•   Riesgo para la salud.
•   Efectos en el suelo.
* Producción de fangos
• Producción de fangos.

miércoles, 6 de noviembre de 2013

CAMPO POBLACIONAL.

Tras la descripción realizada de los distintos procesos, en los que se han señalado sus características principales de carácter constructivo y de diseño, se puede establecer un campo poblacional de aplicación de los distintos sistemas de depuración propuestos según un Índice de aplicabilidad que definimos por Alto (***), Medio (**) y que recogemos en la tabla 4.7.

martes, 5 de noviembre de 2013

LAGUNAJES. - III

Procesa aerobio. 
La oxidación aerobia natural tiene lugar, en las lagunas de su mismo nombre, a través de bacterias aerobias, las cuales realizan su ciclo vital por medio del oxígeno desprendido por la fotosíntesis y la materia orgánica procedente de las aguas residuales.
Proceso facultativo. 
Este proceso es un compendio de los procesos aerobios y anaerobios ya descritos más arriba. 
En este tipo de lagunas el proceso aeróbico se produce en la parte superior de la laguna (primer metro aprox.) mientras que el anaerobio tiene lugar en la parte inferior.

LAGUNAJES. - II

Proceso anaerobio.
La digestión anaerobia que tiene lugar, en las lagunas de su mismo nombre, es del tipo criofilica, es decir, a temperatura ambiente. Dicha digestión se produce básicamente en dos etapas:
El pretratamiento debe ser lo más sencillo posible e ir directamente encaminado a eliminar los grandes sólido: en suspensión y las arenas.
Los procesos, que tienen lugar en las lagunas anteriormente citadas, pueden ser representadas por formulaciones sencillas tal y como a continuación se detallan:

lunes, 4 de noviembre de 2013

LAGUNAJES. - I

Dentro de los procesos naturales de depuración, tenemos los denominados "Lagunajes". Estos tratamientos tienen un gran porvenir en zonas de climatología cálida, así como por la ausencia de consumo energético. Las lagunas podemos clasificarlas en tres grandes grupos: Anaerobias. Facultativas. Aerobias o de maduración. Los esquemas de tratamiento, pueden ser muy variados en función de las calidades de agua que sean necesarias obtener (tabla 4.6).
Llave: an Balsa anaerobia; tac. balsa facultativa; mad. Balsa de maduración (anaerobia) NOTAS: 
1. Sistemas tratando agua residual urbana normal. 
2 Tiempo retención para lag. Anaerobias de 2 días. 
3 Tiempo de retención para las lag. Facultativas de 7 a 15 días, dependiendo de la temperatura ambiente. 
4 Tiempo de retención de las lag. De maduración de 5 días. Aunque generalmente las lagunas pueden ir como cabecera de la instalación de depuración, no obstante suele ser muy conveniente, en algunos casos, situar un pretratamiento anterior a ellas.
El pretramiento debe ser lo más sencillo posible e ir directamente encaminado a eliminar los grandes solide en suspensión y las arenas. Los procesos, que tienen lugar en las lagunas anteriormente citadas, pueden ser representadas pos formulaciones sencillas tal y como a continuación se detallan: Proceso anaerobio.

domingo, 3 de noviembre de 2013

AIREACION PROLONGADA.- III

2 Alta calidad del efluente: junto con una alla reducción de DB05 del orden del 96-98% produciéndose asimismo una notable reducción del nitrógeno amoniacal por oxidación a nitratos, siendo posible incluso una desnitrificación en la parte final de la losa de oxidación.
3 Simplicidad de explotación y vigilancia mínima sobre el proceso. El esquema de principio de la fosa de oxidación se basa sencillamente en un reactor en el que se produce un proceso de fangos activados y en el que el movimiento fluido y la aportación de oxígeno se realiza mediante rotores horizontalmente montados sobre ejes horizontales. Así pues puede considerarse como la instalación en la que coexisten varios sistemas hidráulicos: Unos reactores de fango activado y mezcla completa en la zona de aireación unidos en serie por unos canales en los que predomina un sistema de circulación preferente y potenciado todo ello con una gran capacidad de recircutación de fangos, precisamente la existente en los canales de circulación. La energía requerida para lograr una mezcla completa efectiva es mucho menor en este tipo de sistemas que en uno convencional desarrollado en un tanque rectangular de igual volumen.

sábado, 2 de noviembre de 2013

AIREACION PROLONGADA.- II

Con este sistema, se eliminan pues, gran parte de los elementos necesarios en una depuradora convencional como son el decantador primario, secundario y retorno de fangos. 
El pretratamiento consiste en desbaste de gruesos situado en el canal de acceso al tanque de aireación. Con objeto de prever un posible atascamiento de las rejillas por falta de limpieza, se sitúa un canal by-pass del desbaste. 
El sistema de oxidación prolongada mediante el uso de fosos de oxidación (Oxidación ditch) se desarrolla en base a una idea fundamental: reducir todo el proceso de depuración a una fase única, lo cual significa que las aguas residuales brutas, sin y tratamiento previo, son tratadas a la mineralización de los fangos, eliminándose de esta manera el tratamiento de estabilización posterior de los fangos. Para conseguir los objetivos anteriormente citados es necesario: 
• Una baja carga másica. • Una abundante aportación de oxígeno. 
• Adecuada concentración de licor mezcla. 
- En este proceso se consigue una edad del fango de aproximadamente 25 días y con ello un fango bien estabilizado en cantidad aproximada de 0,7 Kg. M. S./Kg DBO.5 para aguas residuales urbanas. 
 Las características propias y ventajas de este sistema son: 1 Cargas bajas que permiten, con un sistema bien dimensionado, absorber sobrecargas imprevistas de diferente naturaleza. 
En efecto regulador ante una sobrecarga de DBO puede garantizarse hasta que se alcancen cargas másicas del orden de 0,2 Kg DBOs/Kg MLSS x día como límite superior. Esta estabilidad frente a las fluctuaciones de carga hidráulica o biológica se debe a la dilución y mezcla íntima que inmediatamente se produce, es decir, las variaciones imprevistas de caudal o carga biológica se mezclan rápidamente con el contenido total
del tanque y a que en razón de dicha mezcla, el fango activado, ofrece condiciones homogéneas óptimas para mejorar el proceso de transferencia de oxígeno.
Esquema de tratamiento por «creación prolongada en un canal de oxidación

viernes, 1 de noviembre de 2013

AIREACION PROLONGADA.- I

El proceso de Lodos Activados, es quizá el proceso biológico de más amplio uso en el tratamiento de aguas residuales, orgánicas e industriales. El principio básico del proceso consiste en que las aguas residuales se pongan en contacto con una población microbiana mixta, en forma de suspensión floculante en un sistema aireado y agitado. (Fig. 4.11). 
La materia en suspensión y la coloidal se eliminan rápidamente de las aguas residuales por absorción y aglomeración en los floculos microbianos. Una vez que se alcanza el grado de tratamiento que se desea, la masa microbiana floculante, conocida como lodo, se separa del agua residual, por lo general, en recipiente separado y especialmente diseñado. La etapa de separación se conoce también como Clarificación, Asentamiento o Sedimentación. 
El sobrenadante de la etapa de separación es el agua residual tratada y debe estar virtualmente libre de lodos. La mayor parte del lodo asentado en la etapa de sedimentación, se recircula a la etapa de aireación para un tratamiento efectivo y para que actúe como un inoculo microbiano. Asimismo, parte de los Iodos se extraen periódicamente para su descarga, y se conocen como lodos activados o excedentes. 
La alimentación de aguas residuales al tanque de aireación pasa corrientemente por un proceso primario de tratamiento, para la eliminación de arenas, materiales acitosos y grasas así como de materia sólida gruesa, lográndose por métodos físicos tales como la sedimentación y el cribado 
Las características esenciales del proceso de lodos activados son una etapa de aireación, una etapa de sedimentación y un sistema de reclinaje de los Iodos sedimentados.
Cuando la carga másica es muy pequeña  Cuando la carga másica es muy pequeña ( <0,08 ) se utiliza la expresión de Aireación Prolongada.
De este sistema de tratamiento existen multitud de posibilidades de ejecución entre las que vamos a destacar los canales de Oxidación. (Fig. 4.12).

La aireación se suministra por medio de rotores horizontales que también tienen la función de dar un cierto movimiento a las aguas dentro de los canales. El sistema se encuentra temporizado, de manera que cuando los rotores paran, se conecta automáticamente un rebosadero motorizado con objeto de permitir que las aguas claras viertan por encima de éste.

FILTROS DE TURBA

El principio de depuración de la turba es el mismo que el de los lechos bacterianos, es decir, en este proceso se hace pasar el caudal de- agua Tesidual uTbann a través de un lecho de turba, de pequeño espesor (aprox. 40 cm. ), donde han anidado las bacterias aerobias encargadas de degradar ia materia orgánica. Así mismo, la turba actúa como un filtro mecánico, por lo que los sólidos en suspensión se ven Teciduos en su gran mayoría y por tanto da lugar a un efluente de alta calidad. Cómo protección de la turba es muy recomendable situar un pequeño pretratamiento compuesto por: (Figura 4.10) • Rejas gruesas. 
• Rejas finas autolimpiables. 
• Desrenador - desgrasador. En un principio puede esperarse los siguientes rendimientos: 
• Sólidos en suspensión :90"« . DBO$ : 80 % 
El dimensionamiento de los filtros de turba se realiza partiendo de la base de que 1 m: de balsa es suficiente para depurar los vertidos de 5 habitantes. Además, debe tenerse en cuenta que no es recomendable que las balsas tengan más de 200 m por unidad