La sanidad ha sido siempre un problema para la humanidad, especialmente por lo que respecta a la manera de deshacerse de las aguas negras

1.- ESTUDIO Y TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS

La sanidad ha sido siempre un problema para la humanidad, especialmente por lo que respecta a la manera de deshacerse de las aguas negras. Donde quiera que haya vivido el hombre las enfermedades parasitarias, que ocasionan agentes patgenos. Las aguas negras han sido y siguen siendo una de las fuentes principales de enfermedades, especialmente en las zonas de desarrollo. An en donde hay redes de alcantarillado, los arroyos, las lagunas y los pozos cercanos, todos ellos fuentes de suministros de agua potable estn expuestos a contaminarse. La ausencia de instalaciones sanitarias mejores, se explica por la ignorancia de higiene y de las tcnicas correctivas as como por la escasez de fondos necesarios para la dotacin de plantas ordinarias de tratamiento. Sin embargo, existe una solucin sencilla y econmica para el tratamiento de aguas cloacales que requiere principalmente de terreno suficiente y del esfuerzo humano: las lagunas de estabilizacin.

Las lagunas de estabilizacin son ms apropiadas para el tratamiento de los deshechos domsticos y para algunas clases de deshechos industriales. Normalmente las aguas negras de origen domstico estn constituidas por el 99.9% de agua y el resto por slidos en suspensin o disueltos, tanto en forma de materias orgnicas como inorgnicas. Las aguas negras son generalmente alcalinas, tendiendo a aciludarse con el tiempo, a medida que se estabilizan.

Es por eso que se ha propuesto para el presente proyecto; dicho Sistema es exclusivo para el Centro Poblado El progreso. El Sistema diseado es para descarga hacia las lagunas a travs de las redes de alcantarillado, para luego de tratadas las aguas discurran por gravedad hasta su llegada al rio.

El mencionado Sistema consta de 2 lagunas Tipo facultativas que trabajarn en paralelo y para un tratamiento primario. (Ver Planos Definitivos de Diseo).

1.1 CONSIDERACIONES Y ASPECTOS QUE INTERVIENEN EN EL DISEO DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIN

La planeacin apropiada es vital a fin de eliminar posibles problemas futuros y mantener un mnimo las operaciones de construccin y costos de mantenimiento, una vez que se hayan determinado la naturaleza de las aguas negras, el siguiente aspecto que debe considerarse es la cantidad de ellas, su tratamiento y criterios en su manejo.

El clculo se bas en los siguientes elementos:

1.1.1 Consumo Bsico de Deshecho Lquido Agua

En las poblaciones dotadas de sistemas de abastecimiento central de agua, por regla general pueden suponerse los deshechos lquidos iguales al consumo total diario de agua. A las excepciones que requieren el ajuste de esta cifra se les restar cualquier volumen grande de agua utilizado para fines tales como: riego y se les sumar el volumen total de agua que provienen de otras fuentes pero que descargan en el sistema de recolector comn. Pueden no ser siempre posible mantener una profundidad de lquidos adecuada en la laguna si el consumo del agua es suficiente o flucta de manera apreciable.

Para el caso del Centro el progreso se trabaj con una contribucin que manda el R.N.C. e indica una fraccin del consumo total agua, es decir 80% del consumo de agua.

1.1.2 Infiltracin

La infiltracin del agua al interior del sistema de alcantarillado generalmente se debe a la construccin y mantenimiento deficiente de dichos sistemas, a tubos rotos, fugas en pozos, tubos debajo del nivel fretico y conexiones ilegales.

Pero como se ha demostrado en el Captulo V, 5.2 Contribuciones al Sistema la capacidad de estanqueidad que han demostrado las tuberas de PVC en otros proyectos nos permite decir que esto es controlable; por otra parte las conexiones ilegales sern fcilmente detectadas puesto que existe una comisin de mantenimiento del Sistema y la Comunidad est organizada y Educada, no permitiendo estos tipos de conexiones clandestinas que perjudicaran al Sistema en conjunto.

1.1.3 Evaporacin

Desempea un papel importante en la determinacin del nivel de agua que se mantiene en la laguna, especialmente en zonas tropicales. La cantidad de evaporacin en un momento dado depende de la temperatura, la humedad y la velocidad de los vientos. Es por tanto difcil predecir con precisin la velocidad de la evaporacin para un perodo corto. Afortunadamente tales prdidas son crticas nicamente sobre la base de las estaciones. En ciertas regiones puede perderse hasta un 20% del influente debido a la evaporacin. Para nuestra zona se tiene un Informe Climatolgico proporcionado por el Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa SENAMHI, en el cual se tiene un valor de temperatura mxima de 27.1 C (Estacin el progreso). Ver Anexos. Registros Climatolgicos.

1.1.4 Ubicacin del Sitio

Aunque la disponibilidad de los terrenos es factor fundamental, desde el punto de vista econmico son preferibles los sitios a cotas menores que la del sistema de recoleccin, a fin de eliminar la necesidad de instalar costosas estaciones de bombeo. Las objeciones por parte de los habitantes del lugar pueden vencerse por medio de programas de difusin y a travs de la Campaa de Educacin Sanitaria, siendo sta ltima una de las directrices fundamentales para el xito del proyecto.

La laguna de estabilizacin estar ubicada a aproximadamente 1.0 Km a la margen izquierda del pueblo. El terreno elegido es de propiedad de uno de los beneficiarios y cumple con los requerimientos exigidos para poder emplazar dicha estructura.

1.1.5 Viento

El trazo de las laguna est proyectado de manera que la direccin de los vientos dominantes no sea sobre la lnea de corrientes. El viento induce oleaje y corrientes laminares casi a ras de superficie, necesarios para estimular la oxidacin. Sin embargo a velocidades mayores a 48 Km/h puede dar lugar a un oleaje que a su vez puede erosionar los bordes de la laguna, lo que se evita colocando bloques o losas de concreto en las orillas.

1.1.6 Percolacin

El problema que constituye la prdida de lquido por filtracin en el terreno tiene dos aspectos: El primero consiste en que existe el peligro de contaminar fuentes de agua cercanas si el fondo de la laguna queda ms bajo, o demasiado cerca del nivel de agua freticas en cualquier estacin. Segundo bajo condiciones rigurosas, la prdida de lquido puede ser suficientemente grande como para que el volumen de agua retenido baje hasta un punto inferior al necesario para la operacin aerobia eficiente. En todo caso es de esperarse algo de prdida de lquido por filtracin en cualquier terreno.

1.1.7 Aereacin

El bajo costo del tratamiento en lagunas que, adems no necesitan maquinaria alguna es factor que hace que el sistema sea muy atractivo.

1.1.8 Perodo de Retencin

Se debe determinar un perodo mnimo de retencin con el fin de estimular la reduccin natural de DBO hasta el punto que permita la descarga del efluente a una va de agua normal o a un sistema de riego, tenindose en cuenta la Ley General de Aguas.

Un perodo de retencin prctico se basa en el equilibrio entre la velocidad de corriente, tamao eficiente de la laguna y dimensiones mximas de la laguna que se justifiquen econmicamente. Si es que el volumen del influente es ms o menos igual al volumen que queda despus de las prdidas, es decir no habr efluente. A este sistema se llama equilibrado.

El perodo de retencin mnimo fijado por el CEPIS es de 10 das.

1.2 MECANISMO DE ESTABILIZACIN

Las lagunas proporcionan un mtodo de tratamiento sencillo y extremadamente eficiente, ya que las aguas negras crudas del sistema de recoleccin descargan en un receptculo de poca profundidad, en donde quedan sujetas al siguiente proceso:

- Las bacterias aerobias utilizan sus enzimas y procesos oxidativos en gran escala, actan sobre la materia orgnica, descomponindola en molculas ms simples y ms estables, liberando nutrientes para algas, tales como anhidrido carbnico y sales minerales.

- Las algas utilizan estos nutrientes y, a travs de la fotosntesis, liberan oxgeno que ayudan a mantener las condiciones aerobias. El proceso de oxidacin es similar a la que sucede en los lagos al control de las condiciones y a la reduccin de la contaminacin en las vas de aguas naturales. El sistema incluye la retencin de aguas negras en la laguna hasta que se satisfaga adecuadamente la DBO (70 90 %), despus de lo cual se descarga el afluente.

- Los slidos se convierten en lodos que se asientan en el fondo de la laguna. La acumulacin de lodos se efecta lentamente, a velocidades valoradas por los expertos, que van desde una fraccin de pulgada hasta un mximo de 3.5 pulgadas por ao, circunstancia que permite que una laguna correctamente diseada d muchos aos de servicio eficiente sin padecer reducciones drsticas en su capacidad.

1.3 JUSTIFICACIN DEL MODELO PROPUESTO

Para el presente proyecto se ha considerado un sistema de laguna de estabilizacin con caractersticas similares a las instaladas en otros lugares rurales.

El tratamiento consiste en la separacin, aunque parcial de los slidos orgnicos que el lquido contiene, convirtiendo el resto de ellos (los putrecibles) en slidos minerales o en slidos relativamente estables; pero en pases como

el nuestro, el mayor objetivo est dirigido a la eliminacin de organismos patgenos (coliformes fecales) debido al alto riesgo de contaminacin o contagios de epidemias tales como el clera, mucho ms aun cuando la principal actividad de los pobladores en esta zona es la agricultura.

Para el dimensionamiento se usarn los criterios dados por el Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ambiental CEPIS, el cual propone un Modelo. Es por eso se adoptarn estos criterios debido a dos razones sumamente importantes:

Se trabaja con un perodo de retencin bajo, el cual es favorable para la remocin de organismos patgenos.

Encontramos mayor eficiencia en remocin de organismos patgenos, lo cual es ms recomendable a tener alta eficiencia en remocin de carga orgnica dada la realidad de nuestro pas y de la situacin actual de las EPS.

Resumiendo se tiene como propuesta dos lagunas tipo facultativas rectangulares que trabajarn en paralelo con las condiciones, recomendaciones y datos de diseo que aparecen ms adelante.

1.4 DIMENSIONAMIENTO DE LAGUNA TIPO FACULTATIVA

Para el diseo hidrulico partimos con los datos siguientes:

Poblacin de diseo (Pd)

: 3,760 hab

Contribucin Per Cpita (Cp)

: 50 g/DBO/hab/da

Temp. prom., de agua mes ms fro ao (T) : 21 C

Caudal promedio de desage (Qd)

: 11.010 lps

1.4.1 rea total requerida para el tratamiento (A)

El rea calculada para el tratamiento de aguas residuales, se presentan en la memoria de clculo para diseo de lagunas Facultativas que se anexan en el presente captulo.

2 ESTUDIO DEL LUGAR PARA LA DISPOSICIN FINAL

2.1 REA DE INFLUENCIALos terrenos adyacentes al rea sobre la que estar emplazada la laguna de estabilizacin son en su mayora de cultivo pero tambin existen muchos terrenos eriazos.

Se han proyectado las lagunas adyacentes a un camino de vigilancia el mismo que colinda con una acequia (ramificacin derecha de la Acequia Grande) que va a desembocar al rio.Las lagunas estarn ubicadas a poco ms de 0.5 kilmetros de distancia del Centro Poblado por lo que en el Captulo de Aspectos de Impacto Ambiental, se tratar lo concerniente.

2.2 INFLUENCIA DE ASPECTOS METEREOLGICOS

Mencionaremos los aspectos ms relevantes e imprescindibles para que se lleve a cabo el Proceso de Oxidacin.

Se sabe que uno de los aspectos metereolgicos-climticos necesarios el la luz solar puesto que sta estimula a las algas que toman el anhdrido carbnico liberado por las bacterias y transforman en oxgeno mediante la fotosntesis; pues bien mientras ms cantidad de luz solar haya el Proceso de Oxidacin ser ms rpido.

El otro aspecto es la temperatura que asociada al viento determinan un porcentaje de evaporacin. Pero nuestro clima no es tan drstico, por lo que no existirn prdidas excesivas de agua retenida.

En cuanto al viento, en nuestra zona se dan con mayor intensidad por las tardes. La laguna estar ubicada de modo que los vientos dominantes (sur a norte) corten a la lnea de corrientes con un ngulo oblicuo. Segn las consideraciones del diseo de lagunas de la parte 6.1.1. inciso 5, el viento es sumamente importante para la estimulacin del Proceso de Oxidacin y ste tiene un valor lmite para evitar problemas de erosin. Segn los datos obtenidos del Servicio Nacional de Meteorologa e Hidrologa SENAMHI la temperatura promedio del mes ms fro del ao 2001 pertenece al mes de septiembre registrando un valor de 14 C (fuente SENAMHI).

3 DISEO DEFINITIVO

3.1 CAMARA DE REJAS.Este dispositivo est constituido por barras metlicas paralelas e igualmente espaciadas. Estas barras sern de un espesor de 6 mm., y separadas 20 mm., tendrn una inclinacin de 45 con respecto a la horizontal y sern ubicadas junto a la Cmara de Reunin.

La finalidad de este dispositivo es la de retener slidos como papel, trapos producto de higiene femenina, cscaras de frutas, restos de vegetales, pedazos de madera, tapones de botella, materiales plsticos, cepillos y otros objetos que puedan pasar por los inodoros o por las aberturas de pozos o buzones de inspeccin de la red de alcantarillado.

La Cmara de Rejas proteger de obstrucciones a la tubera de alimentacin de las lagunas estabilizadoras. Las Rejas sern del tipo sencillas, y su limpieza ser de forma manual.3.2 LAGUNAS FACULTATIVAS (ESPECIFICACIONES TECNICAS).

3.2.1 LIMPIEZA Y DEFORESTACIN

Las reas que debern ser limpiadas y/o desaforadas, sern aquellas que se indiquen en los Planos de Diseo y que especficamente sern estacadas en el terreno por el Contratista y aprobados por el Ingeniero Inspector; la mencionada rea extendida hasta 3.00 m, ms all del pie de exterior del embalse si los planos no indican otra cosa.

La limpieza y desforestacin consistirn en limpiar el rea designada. Se eliminarn los rboles, obstculos ocultos, arbustos y otra vegetacin, basura y todo el material inconveniente, incluye el desenraigamiento y el retiro de todos los materiales inservibles que resulten de la limpieza y deforestacin. Se remover una capa de suelo natural existente de espesor necesario hasta encontrar arcilla cuya calidad sea aprobada por el Ingeniero Inspector, quedando una rasante que se considerar como fundacin de la laguna.

3.2.2 EXCAVACIN

a) Excavacin en explanacin.

Una vez que toda el rea de la laguna ha sido estacada y nivelada, el Contratista puede excavar hasta la cota indicada en los planos de diseo.

El grado de acabado en la explanacin o taludes y fondo de la laguna ser aquel que pueda obtenerse ordinariamente mediante el uso de una niveladora de cuchilla o una trilla o con palas a mano segn los casos y lo determinado por el Inspector.

b) Relleno material propio.

Consistir en la excavacin y el empleo de material aprobado y seleccionado por el Ingeniero de control, adecuado a las especificaciones para la formacin de terraplenes o taludes o ejecucin de rellenos en particular.

El material proceder de la excavacin de los terraplenes y de acuerdo a los ensayos de permeabilidad realizados a las muestras de suelo, se determina que es un material adecuado para ser empleado en la construccin de los diques.

3.2.3 TERRAPLENES (DIQUES)

a) Rellenos.

Se ejecutarn con el material del sitio de acuerdo con estas especificaciones y de conformidad con los lineamientos rasantes, secciones transversales y dimensiones indicadas en los planos o como lo halla establecido el Ingeniero Inspector. Todo el material que provenga de las excavaciones ser empleado en lo posible en la formacin de terraplenes, taludes, asientos y rellenos de zanjas eso s deber estar libre de materiales orgnicos.

Todo talud de tierra ser acabado hasta presentar una superficie razonablemente llana y que est sustancialmente de acuerdo con el plano.

El material obtenido en las excavaciones y considerado convenientemente para terraplenes y taludes deber estar libre de material orgnico y ajustarse en lo posible a los requerimientos siguientes:

Mnimo Indice de Plasticidad.

Mnimo que pase por la malla N 200.

Todos los agujeros causados por la extraccin de los tacones y la correccin de todas las irregularidades en la zona de la laguna sern rellenados con material selecto.

b) Compactacin.

El material para la formacin de terraplenes, ser colocado en capas horizontales de 20 a 30cms., de espesor y que abarquen todo el ancho de la seccin, esparcidos suavemente, con equipo espaciador. Capas de mayor espesor no sern usadas sin autorizacin del Ing. Inspector.

Cada capa de terrapln ser humedecida o secada a un contenido de humedad ptima, para asegurar la compactacin mxima. Si no esta especificado en los planos, el terrapln ser compactado hasta obtener por lo menos el 95% de la densidad obtenida el ensayo de compactacin.

La empresa constructora ser responsable de la estabilidad de todos los terraplenes construidos hasta la recepcin final de la obra y correr por su cuenta todo gasto causado por el reemplazo de toda parte que haya sido desplazada a consecuencia de falta de cuidado o trabajo negligente o daos por causas naturales como lluvias y vientos normales.

c) Ensayo de Compactacin para Material Propio.

El ensayo realizado para estas muestras en el Laboratorio de Pavimentos nos dio como valores de Contenido Optimo de Humedad los valores de 17.24% y 16.23% para unas muestras extradas a una profundidad de 1.80 m. y a 3.80 m. de profundidad respectivamente. Estos valores son los que tendr en cuenta el Contratista al momento de realizar estos trabajos de relleno y compactacin.

En general toda la zona del proyecto presenta el mismo tipo de suelo CH, CL.

3.2.4 ESTABILIDAD

Donde el material existente no tenga la resistencia adecuada o requerida por los planos, el contratista deber construir una capa o lecho mezclando un material estabilizado con el material natural existente de la excavacin o prstamo. Los materiales estabilizadores deben ser suelos de alto poder de sustentacin (grava, cemento, etc.).

Los materiales para la estabilizacin sern colocados en capas de 15 cms., bien compactados y mezclados.