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Diseño de la Red de Alcantarillado Sanitario y Propuesta para el Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio de Uluazapa Departamento de San Miguel.
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Diseño de la Red de Alcantarillado Sanitario y Propuesta para el Tratamiento de las Aguas Residuales de la Zona Urbana del Municipio de Uluazapa Departamento de San Miguel.
CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 12
2.0 MARCO REFERENCIAL
El marco referencial comprende las siguientes etapas:
2.1. MARCO HISTÓRICO.
2.2. MARCO TEÓRICO.
2.3. MARCO NORMATIVO.
2.1 MARCO HISTÓRICO 2.1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA VILLA DE ULUAZAPA Uluazapa es un pueblo que a fines de 1577 fue dado a los Frailes Seráficos
de la guardianía de San Miguel para que estos se encargaran de la
conversión de sus habitantes al catolicismo y de su instrucción en la doctrina
cristiana. En 1689, según un documento Franciscano San Pedro Uluazapa,
“Situado en tierra llana distante seis leguas del mar” tenia 156 indios de
confesión y “algunas siembras de maíz “.
Durante la administración del doctor Rafael Zaldivar y a mención del diputado
Don Fidel Quintanilla, el poder legislativo con fecha 23 de enero de 1877,
otorgó al pueblo de Uluazapa el titulo de Villa, desde el 12 de Junio de 1824,
ha sido municipio del departamento de San Miguel.
2.1.2 DATOS RELATIVOS DE LA CABECERA MUNICIPAL La cabecera de este municipio es la villa de Uluazapa, situada a 300.0 msnm
y a 11.7 Km. al este de al ciudad de San Miguel cabecera del departamento.
Sus coordenadas geográficas centrales son: 13° 30´ 06” LN y 88° 04´ 17”
LWG.
Las fiestas patronales la celebran del 20 al 26 de enero en honor a la Virgen
de Concepción; sus calles son adoquinadas, empedradas y de tierra; la Villa
se divide en los Barrios Concepción, San Juan y El Calvario; los servicios
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públicos con los que cuenta la vía son: Agua potable (ANDA), energía
eléctrica (EEO), telecomunicaciones, correo, centros escolares, Institutos
Nacionales, juzgado de paz, jardín de niños, tribunal supremo electoral,
unidad de salud, casa comunal, casa de la cultura, puesto de la PNC y
transporte colectivo.
Sitios turísticos: entre los sitios de atracción turística en el municipio se
destacan las piscinas naturales formadas por el Río Vargas, tiene forma
redonda con 20 m de diámetro aproximadamente, cada una de estas
piscinas tiene su cascada.
2.2 MARCO TEÓRICO Teniendo en cuenta que se debe emplear la terminología adecuada, se
presenta a continuación un conjunto de conceptos y definiciones
normalmente utilizadas en la elaboración de proyectos y operación de
sistemas de alcantarillados sanitarios en los cuales se detallan los siguientes:
2.2.1 DEFINICIONES ACOMETIDA:
Estas unidades sirven para conectar las aguas residuales de la vivienda
hacia el colector principalmente, generalmente se debe instalar una por
vivienda y debe colocarse en la calle para permitir inspecciones de rutina.1
ACUEDUCTO:
Es un conjunto de obras y actividades que permiten a un núcleo de población
determinado o a viviendas aisladas obtener el agua que necesitan para sus
actividades diarias.1
1 Fuente: Guía para el Manejo de Excretas y Aguas Residuales Municipales.
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1 Fuente: Guía para el Manejo de Excretas y Aguas Residuales Municipales. 2 Diccionario Enciclopédico QUILLET.
AGUAS RESIDUALES:
Agua que ha recibido un uso y cuya calidad ha sido modificada por la
incorporación de agentes contaminantes y vertidas a un cuerpo receptor.1
ALCANTARILLADO SANITARIO:
Red de tuberías o canales que se utilizan para recolectar y transportar las
aguas residuales hasta su punto de tratamiento y vertido.1
AFLUENTE:
Arroyo o río secundario que desemboca o desagua en otro principal.2
CAUDAL DE DISEÑO:
Caudal máximo horario de contribución de aguas residuales, más los
caudales adicionales por conexiones erradas e infiltración, se calcula para la
etapa inicial y final de periodo de diseño.2
COLECTOR:
Es una tubería que funcionando como conducto libre, recibe la contribución
de aguas residuales en cualquier punto a lo largo de su longitud.2
CONTAMINACIÓN:
La presencia o introducción al ambiente de elementos nocivos a la vida como
la flora o la fauna, o que degraden la calidad de la atmósfera, del agua, del
suelo y recursos naturales en general.1
CUERPO RECEPTOR:
Todo sitio, río, quebrada, lago, laguna, manantial, embalse, mar, estero,
manglar, pantano y otros previamente autorizados, donde se vierten aguas
residuales, excluyendo el sistema de alcantarillado.1
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EFLUENTE:
Caudal de aguas residuales que sale de la última unidad de conducción o
tratamiento.1
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO’5)
Demanda bioquímica de oxigeno, medida a los cinco días de tomada la
muestra y a 20° C, consistiendo en la cantidad de oxigeno en miligramos por
litros necesarios para degradar la materia orgánica biodegradable presente
en una muestra de agua.2
POBLACIÓN FINAL O FUTURA:
Población atendida en el año de alcance de proyecto.2
2.2.2 CLASIFICACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADOS Las redes de alcantarillado pueden ser de dos tipos básicos:
a) Separativas y
b) Unitarias
Hay redes separativas que se proyectan para recoger y transportar
exclusivamente las aguas residuales.
Las redes unitarias se proyectan para recoger y transportar tanto las aguas
residuales como pluviales.
2.2.3 SISTEMA DE ALCANTARILLADO DE AGUAS RESIDUALES Conducto de servicio público cerrado, destinado a recolectar y transportar
aguas residuales o de lluvia que fluyen por gravedad libremente bajo
condiciones normales.
1 Diccionario Enciclopédico Quillet. 2 Reglamento Especial de Aguas Residuales.
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Existen tres tipos de sistema de alcantarillado: a) SISTEMA SEPARADO:
Sistema constituido por un alcantarillado de aguas residuales y otro de aguas
lluvias que recolectan en forma independiente en un mismo sector.
b) SISTEMA COMBINADO:
Está constituido por una red de tuberías que recoge y conduce las aguas
negras y las aguas lluvia.
c) SISTEMA SEMICOMBINADO:
Es considerada la introducción de una parte definida de aguas pluviales en
las tuberías de aguas residuales. Para determinar cual sistema es el más
conveniente para la región es importante realizar un estudio donde se tenga
en cuenta la topografía del terreno, la eficiencia del sistema y la
disponibilidad económica de la población.
Los componentes principales de los sistemas de alcantarillados son
básicamente:
• Alcantarillas o colectores.
• Alcantarilla domiciliar.
• Alcantarilla lateral o secundaria.
• Alcantarilla principal.
• Alcantarilla colectora.
• Alcantarilla colectora final.
• Pozos de registro.
• Cajas de registro.
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CUADRO 2.1
TIPOS DE ALCANTARILLAS EN UNA RED DE ALCANTARILLADO
2.2.4 TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO En el transcurso del tiempo se han desarrollado tres tipos de redes de
alcantarillado: separativas, pluviales y unitarias. El cuadro 2.2 muestra el tipo
de red, sus características hidráulicas y su finalidad.
TIPO DE ALCANTARILLA DESCRIPCIÓN
Acometida domiciliar Son las tuberías que conducen aguas residuales desde el interior de las edificaciones hacia el otro colector.
Laterales o secundarias
Son las tuberías que reciben los afluentes a los colectores domiciliarios.
Principales Tuberías de grandes dimensiones que reciben los afluentes de los colectores secundarios.
Colectores Es una tubería que funcionando como conducto libre, recibe la contribución de aguas residuales en cualquier punto a lo largo de su longitud.
Interceptores o colectora final
Son alcantarillas de gran tamaño que se utilizan para interceptar y recoger el agua residual procedente de uno o varios colectores o alcantarillas principales.
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CUADRO 2.2
TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO
TIPO DE RED CARACTERISTICAS HIDRAULICAS FINALIDAD
SEPARATIVAS Por gravedad
Se utiliza para la recogida de las aguas residuales de origen domestico. Es preciso contar con las aportaciones de las infiltraciones y a caudales incontrolados.
SEPARATIVAS A presión
Se utiliza para la recogida de las aguas residuales de zonas residenciales en que la construcción de una red por gravedad es problemática y pueden recoger aguas residuales de origen comercial, pero solo una fracción de las de origen industrial, debido a los grandes volúmenes generados.
SEPARATIVAS De vacío Se utiliza la misma que en redes a presión.
AGUAS PLUVIALES Por gravedad
Se utilizan para la recogida de las aguas pluviales procedentes de calles, techos y otras fuentes. No incluyen aguas residuales.
UNITARIA Por gravedad
Se utilizan para la recogida de aguas residuales de origen domestico e industrial y las aguas pluviales.
2.2.5 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS Un alcantarillado necesita de algunas instalaciones complementarias de las
redes de alcantarillado sanitario como son: los pozos de registro, pozos con
caída incorporada, cajas de registro.
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En alcantarillas de diámetro igual o inferior a 1200 mm (48”), los pozos de
registro deberán situarse en los puntos en que se produzcan cambios de
sección, pendiente o dirección. En alcantarillas de mayor tamaño, dichos
cambios pueden realizarse sin necesidad de construir un pozo de registro.
Siempre que sea posible se evitarán las caídas verticales en la corriente de
aguas residuales para producir el mínimo las salpicaduras.
2.2.5.1 POZOS DE REGISTRO O DE INSPECCIÓN Cámara visitable a través de una abertura existente en su parte superior,
destinada a permitir la reunión de dos o más colectores. Además, tiene la
finalidad de permitir la inspección y el mantenimiento de los colectores. Están
localizados en los cambios de dirección, cambios de tamaño en la tubería,
cambios sustanciales en pendiente y a intervalos de 90 a 150 mts en línea
recta. Un pozo de inspección común con ladrillos tiene una armadura de
hierro fundido y una tapa con una abertura de 500 a 600 mm (20 a 24 pulg.)
la armadura descansa sobre una obra de ladrillo que es curva, para formar
un cilindro de 1 a 1.25 mts. De diámetro que desciende hasta la parte mas
baja de la alcantarilla. Las paredes son en general de 200 mm (20 cm.) de
espesor para profundidades de hasta 4 mt y se incrementa en 100 mm (10
cm.) por cada 2 mt. Adicionales de profundidad, el interior de los pozos de
ladrillo a menudo es repellado y afinado con cemento Pórtland o mortero.
El fondo del pozo de inspección es casi siempre de concreto, inclinado hacia
el canal abierto que es una extensión de alcantarilla más baja. El canal
abierto es algunas veces revestido con secciones semicirculares o con la
mitad de una tubería de alcantarilla.
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FIGURA 2.1
DETALLE TÍPICO DE UN POZO DE REGISTRO
Los espaciamientos entre los pozos de registro o de inspección varían según
las características siguientes:
Las alcantarillas pequeñas de 600 mm (24”) de diámetro o menos, los
pozos de registro deberán situarse a intervalos no mayores de 100mts,
y el diámetro esta comprendido entre 700mm (28”) y 1200 mm (48”), el
diámetro de intervalo debe ser de 120 mts;
para diámetros mayores de 1200 mm (48”), los pozos de registro pueden
situarse a intervalos mayores dependiendo de las circunstancias locales.
0.60 m0.10 m 0.20 m
0.90 m
1.85 mVariable
0.40 m
Max 2.00 m Variable
Rellenar con cemento(Mezcla 1:2:4)
Tubo de cemento φ Variablede 8 a 15"
Ladrillo de obra corriente
2 φ 14 "
Peldaño φ 38 "
Ladrillo de Obra trapezoidal
Media caña
Repellado
0.15 m 0.15 m 0.15 m
0.15 m
Variable
Variable
0.15 m 0.15 m Variable
Ladrillo de Obra trapezoidal
Mamposteria de piedra
Rellenar con concreto (1:2:4) Ladrillo de obra corriente
Variable de 8" a 10"
Variable 0.15 m
0.15 m
Variable
ELEVACIÓN
VISTA DE PLANTA
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2.2.5.2 POZOS DE REGISTRO CON CAÍDA INCORPORADA Cuando la diferencia de cotas entre las alcantarillas entrantes y saliente
exceden de 0.5 mts, el cual efluente (entrante) puede verter a la cota de la
alcantarilla saliente por una boca de caída o pozo de registro con caída
incorporada. En alcantarillas de 600 mm (24”) y menores pueden realizarse
una curva de diámetros comprendidos entre 700 mm (28”) y 1,200 mm (48”),
el cambio de dirección de 90° puede realizarse entre dos pozos de registro,
cada uno situado a una distancia de al menos dos diámetros del pozo desde
el punto de intersección, con una alineación recta entre pozo y pozo.
2.2.6 MATERIALES Y TAMAÑOS DE ALCANTARILLAS Los materiales más empleados en las alcantarillas son el fibrocemento,
fundación dúctil, hormigón armado y tuberías plásticas.
La adopción de un tamaño mínimo de conducto es necesario debido a que
en ocasiones, se introducen en las alcantarillas objetos relativamente
grandes y la obstrucción a la que daría lugar puede evitarse si los conductos
tienen un diámetro no inferior a 200 mm (8”), la alcantarilla más pequeña
debe ser mayor que las que las conexiones domiciliarias, de modo que los
objetos que pasen a través de tales conductos lo puedan hacer fácilmente en
las alcantarillas, se recomienda un tamaño mínimo de 200 mm (8”) en las
alcantarillas sanitarias. Los materiales con uso más frecuente actualmente en
el alcantarillado son las tuberías plásticas entre las que incluyen PVC, ADS,
entre otras, debido a sus buenas propiedades físicas y mecánicas que
superan a los demás materiales utilizados tradicionalmente.
2.2.7 CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA Las características del agua residual se puede dividir en: físicas, químicas y
biológicas.
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• CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: Las características físicas son de las más importantes del agua residual, y
estas son el contenido total de sólidos, término que engloba la materia en
suspensión, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta.
Otras características físicas importantes son el olor, la temperatura, la
densidad, el color y la turbiedad.
• CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS: El estudio de las características químicas de las aguas residuales se
encuentra en los siguientes: materia orgánica, la medición del contenido
orgánico, materia inorgánica, y los gases presentes en el agua residual.
• CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS: Para el tratamiento de aguas residuales se hace necesario el conocimiento
de las características biológicas, además el conocimiento de principales
grupos de microorganismo biológicos presentes, tanto en aguas superficiales
como en residuales organismos patógenos presentes en las aguas
residuales organismos utilizados como indicadores de contaminación y su
importancia.
2.2.8 DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Éste es el nombre que reciben los distintos procesos implicados en la
extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desecho
arrastrado por el agua y procedente de viviendas e industrias. La depuración
cobró importancia progresivamente desde principios de la década de 1970
como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo
sobre el problema, cada vez mayor, de la contaminación humana del medio
ambiente, desde el aire a los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas, por
los desperdicios domésticos, industriales, municipales y agrícolas.
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2.2.9 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES1
La eliminación de los contaminantes presentes en el agua residual puede
realizarse mediante procesos físicos, químicos y biológicos. Los métodos
individuales se conocen comúnmente como operaciones físicas unitarias,
procesos químicos unitarios y procesos biológicos unitarios. Los sistemas de
tratamiento de aguas residuales se complementan dependiendo del grado de
tratamiento requerido.
• OPERACIONES FÍSICAS UNITARIAS: Fueron los primeros métodos empleados en el tratamiento del agua residual;
en ellos predomina la acción de las fuerzas físicas.
• PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS: Son los métodos de tratamiento que involucran la adición de productos
químicos para la remoción de los contaminantes presentes en el agua
residual.
• PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS: Son los métodos de tratamiento que la remoción de los contaminantes se
lleva a cabo por la actividad biológica de los microorganismos. La remoción
de la materia orgánica biodegradable tanto coloidal como disuelta por acción
biológica, constituye la principal aplicación de este tipo de proceso.
1 Fuente: “Diseño de Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales de la Ciudad de San Juan Opico, Municipio de San Juan Opico, Departamento de La libertad”.
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2.2.10 TIPO DE TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES
2.2.10.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR O PRE-TRATAMIENTO
El pre-tratamiento o tratamiento físico se utiliza fundamentalmente para
acondicionar el agua a fin de poder aplicar después algún método de
tratamiento para disminuir o eliminar la contaminación orgánica o inorgánica.
De igual modo, se emplea con el propósito de retirar sólidos perniciosos para
el equipo de bombeo y equipo secundario y pretende contener las
avalanchas de excesos de caudal de agua, que se producen en las
poblaciones que no cuentan con red separada de pluviales.
Los métodos más comunes de pre-tratamiento son: cribado,
homogenización, sedimentación y separación de grasas y aceites (flotación).
Figura 2.21
En este esquema se observa la secuencia de los tratamientos que recibe las aguas residuales cuando son depositadas en las plantas de tratamiento con sus respectivas unidades de funcionamiento, la secuencia de los procesos y operaciones que se desarrollan en la planta.
1 Fuente: “Las aguas residuales: tratamiento de depuradoras.”
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El cribado: es el más sencillo; puede consistir básicamente en la instalación
de rejillas separadas media pulgada entre sí o bien ser cribas de tipo
automático con retiro de sólidos mecánicos. Su función principal es eliminar
los sólidos gruesos presentes en el agua (plásticos, basura, palos, hojas,
etc.).
La homogenización: se utiliza para equilibrar los caudales de agua que, por
lo general, no son continuos o bien no son siempre similares, y también para
equilibrar o igualar la cantidad de contaminación en el agua, lo cual permite
que, sobre todo en los procesos de tratamiento biológico, no se tengan picos
de carga orgánica o de caudal, con lo que el control del proceso se ve
altamente beneficiado.
La sedimentación: una vez eliminada la fracción mineral sólida, el agua
pasa a un depósito de sedimentación donde se depositan los materiales
orgánicos, que son retirados para su eliminación. El proceso de
sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO y de un 40 a un 60%
los sólidos en suspensión, lo que ayuda a que los procesos secundarios sean
más eficientes y económicos.
La flotación: se utiliza para separar sobrenadantes en el agua (materia
flotante); el caso más común es el de las grasas y aceites insolubles.
2.2.10.2 TRATAMIENTO PRIMARIO
El tratamiento primario o químico es el proceso o conjunto de procesos para
separar las partículas en suspensión no retenidas en el pre-tratamiento. Se
incluyen tratamientos que requieren la utilización de productos químicos o
coagulantes que rompen el estado coloidal de las partículas y forman flóculos
de gran tamaño, de forma que decantan más rápidamente.
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Entre estos procesos se encuentran:
La neutralización: Es un paso fundamental para los procesos biológicos
secundarios, ya que las bacterias que efectuaron el trabajo de
biodegradación no subsisten en ambientes cuyo pH es menor que seis o
mayor que nueve, tendremos que usar un producto neutralizante para
conservarla dentro de los límites señalados, además de que todas las
instalaciones podrán construirse con materiales menos resistentes a la
corrosión, que por lo regular incluye un costo. Se realiza en tanques con
tiempos de retención hidráulica del orden de los cinco minutos, equipados
con un agitador mezclador y un dosificador de ácido o álcali, controlados por
un medidor del potencial hidrógeno.
La coagulación: Ayuda a la sedimentación y a la flotación: mediante el
agregado de productos químicos como sulfato de aluminio, cal (CaOH) y
polímeros se logra aglomerar los sólidos suspendidos en el agua dándoles
más peso, lo que favorece su sedimentación o flotación, según sea el caso.
Para esta operación basta un equipo dosificador del coagulante y un
elemento mezclador en un tanque de dos a tres minutos de tiempo de
retención hidráulica, y aunque el proceso es caro, es muy eficiente para
separar sólidos suspendidos y disminuir la DBO.
La precipitación: Eliminación de un contaminante determinado mediante la
adición de un producto químico y su transformación en un compuesto
insoluble, siendo eliminado posteriormente por decantación.
2.2.10.3 TRATAMIENTO SECUNDARIO El tratamiento secundario consiste en la eliminación de material orgánica
disuelta y en mal estado coloidal, también es llamado biológico porque la
descomposición se hace por acción bacteriana hasta convertirla en sustancia
simple que ya no se descompondrán mas.
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Los microorganismos especialmente las bacterias son responsables de la
eliminación de la DBO carbonosa, la coagulación de los sólidos coloidales y
la estabilización de la materia orgánica presente en el agua residual. Estos
constituyentes son utilizados y transformados por los microorganismos en
gases y masa celular que puede eliminarse por decantación para obtener
tratamiento completo en los casos de agua residual domestica, el principal
objetivo es disminuir el contenido orgánico agua que ha de ser usada para
fines agrícolas se pretende eliminar los nutrientes tales como nitrógeno y
fósforo aguas residuales industriales, la finalidad es reducir la concentración
de compuestos orgánicos e inorgánicos.
En el tratamiento biológico de un agua residual doméstico existen los
siguientes procesos:
• Proceso aerobios: son aquellos en las cuales las bacterias que realizan la
degradación de la materia orgánica necesitan oxigeno para vivir.
• Proceso anaerobios: son aquellos en las cuales las bacterias que realizan
la degradación de la materia orgánica no pueden vivir en presencia de
oxigeno.
• Proceso facultativos: son aquellos en las cuales los organismos
responsables de la estabilización de la materia orgánica pueden funcionar en
presencia o ausencia de oxigeno.
2.2.10.4 TRATAMIENTO TERCIARIO O AVANZADO El agua que va a recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor
que el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a
reutilizarse, es necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales.
A menudo se usa el término tratamiento terciario como sinónimo de
tratamiento avanzado, pero no son exactamente lo mismo.
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El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para eliminar el
fósforo, mientras que el tratamiento avanzado podría incluir pasos
adicionales para mejorar la calidad del efluente eliminando los contaminantes
recalcitrantes. Hay procesos que permiten eliminar más de un 99% de los
sólidos en suspensión y reducir la DBO5 en similar medida. Los sólidos
disueltos se reducen por medio de procesos como la ósmosis inversa y la
electrodiálisis. La eliminación del amoníaco, la desnitrificación y la
precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido en nutrientes. Si se
pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento
con ozono es considerada el método más fiable, excepción hecha de la
cloración extrema. Es probable que en el futuro se generalice el uso de estos
y otros métodos de tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos
que se están haciendo para conservar el agua mediante su reutilización.
2.3 MARCO NORMATIVO
Para nuestro estudio se hará uso de las normas, leyes y reglamentos entre
las cuales están:
• Normas técnicas para proyectos de alcantarillado de ANDA.
• Ley de medio ambiente y recursos naturales
• Reglamento especial sobre aguas residuales (Ministerio de Medio
Ambiente y Recursos Naturales)
• Normas brasileñas para el tratamiento de las aguas residuales
2.3.1 NORMAS TÉCNICAS PARA PROYECTOS DE ALCANTARILLADO DE ANDA.
2.3.1.1 ALCANCE DEL PROYECTO “Periodo mínimo de diseño: 20 años”
Para nuestra propuesta el periodo de diseño: 20 años.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 29
2.3.1.2 MAGNITUD Y DISTRIBUCIÓN DE POBLACIÓN FUTURA La población futura, será estimada en base a la población inicial, según
levantamientos censales, estadísticas continuas u otras investigación
demográficas.
En nuestra propuesta utilizaremos el método geométrico en base al número
de viviendas y el número de habitantes por unidad habitacional.
2.3.1.3 POBLACIÓN DISEÑO Para nuestra propuesta tomaremos en cuenta el 100% de la población futura
del proyecto.
2.3.1.4 CAUDAL DE DISEÑO; CAPACIDAD DE LAS TUBERÍAS El caudal de diseño será igual al 80% al consumo máximo horario
correspondiente al final del periodo de diseño mas una infiltración potencial a
lo largo de la tubería de 0.10 l/s/ha para tubería PVC.
La capacidad de las tuberías será igual al caudal de diseño multiplicado por
un factor, el cual dependerá de la magnitud de variaciones de caudal así:
CUADRO 2.3
FACTORES PARA DISEÑO DE CAUDAL EN COLECTORES
COLECTOR FACTOR COLECTOR FACTOR
8”≤ Ф ≤ 12” 2.00 36” 1.40
15” 1.80 42” 1.35
18” 1.60 48 1.30
24” 1.50 EMISARIOS
30” 1.45 EMISARIOS 1.2
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 30
2.3.1.5 CÁLCULOS HIDRAÚLICOS Se usará la fórmula de Chezy – Manning V = ( R2/3S1/2) / n . Considerando el
diámetro interno efectivo de la tubería. El coeficiente de rugosidad n será de
0.015 para colectores de cemento-arena o concreto y de 0.011 para PVC
donde:
R = Radio Hidráulico
N= Coeficiente de Rugosidad
S= Pendiente
2.3.1.6 LÍMITES DE VELOCIDAD (A TUBO LLENO) En colectores primarios y secundarios la velocidad mínima real = 0.50
m/seg. a caudal de diseño durante el primer año de funcionamiento. En
colectores de urbanizaciones prevalecerá el criterio mínimo diámetro
pendiente.
CUADRO 2.4
VELOCIDAD MÁXIMA CON EL CAUDAL DE DISEÑO
MATERIAL DE TUBERÍA VELOCIDAD MÁXIMA ( MT / SEG)
PVC 4.0
HIERRO 4.0
CONCRETO 3.0
Estos límites de velocidad son para diseños a tubo lleno, sin embargo, podrá
diseñarse a caudal "REAL" para permitir mayores pendientes en el caso de
PVC o similar.
La práctica normal es proyectar las alcantarillas con pendientes tales que
aseguren velocidades mínimas de 0.50 m/seg. En colectores primarios y
secundarios cuando el flujo se produce en sección llena o semi-llena, en el
caso de los colectores de la ciudad prevalecerá la velocidad resultante del
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 31
diámetro de 8” y la pendiente mínima de 0.60%. Cuando el calado es inferior
a la mitad de la altura, la velocidad será menor de 0.5 m/seg., mientras para
calados superiores a la mitad de la altura la velocidad será por encima de
0.5 m/seg.
Se ha optado en utilizar el diámetro de 8” porque las normas técnicas de
ANDA así lo exigen; aunque los resultados de los cálculos que realizaremos
indiquen un diámetro menor.
2.3.1.7 DIÁMETRO MÍNIMO DE TUBERÍAS PVC 6" ø si longitud ≤ 100 m.
Acometidas domiciliares 6" ø
Colectores terciarios 8" ø (cemento o PVC)
En proyectos de vivienda de interés social se podrá utilizar tubería PVC ø 6"
si la longitud de la misma es menor o igual que 100.0 metros
2.3.1.8 PENDIENTE MÍNIMA La pendiente mínima en los tramos iniciales de la red será de 1% y en los
otros tramos será 0.6%.
En casos debidamente justificados se aceptará pendiente mínima de 0.5%
siempre que sea PVC y en tramos no iniciales de acuerdo con las normas
técnicas de ANDA.
2.3.1.9 CLASE DE SISTEMA Y TRAZO DE LA RED El alcantarillado sanitario será de la clase "separado absoluto de las aguas
lluvias".
El trazo y configuración de la red (ortogonal, con interceptores, etc.) será una
resultante del aprovechamiento optimizado de las condiciones topográficas e
hidrogeológicas.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 32
2.3.1.10 MATERIAL Y SECCIONES DE TUBERÍA Se usarán tuberías de PVC, cemento-arena, concreto simple, concreto
reforzado o hierro fundido dúctil, de sección circular, para interceptores o
emisarios se podrá usar canales con secciones de diferente forma
(trapezoidal, rectangular, herradura, ovoide, etc.) cuando razones técnicas o
económicas lo justifiquen.
2.3.1.11 PROFUNDIDAD DE LOS COLECTORES En los tramos de conexión domiciliar, los límites de profundidad de tuberías
en las zanjas, para protección contra las variaciones de carga viva e impacto
serán de 1.20 a 3.00 m de relleno sobre la corona de la tubería.
Si el espesor del relleno es menor de 1.20 m. habrá que proteger la tubería
con losetas de hormigón armado sobre muros laterales de mampostería; a
profundidades mayores que 3.0 m se diseñarán colectores superficiales
paralelos para conectar las acometidas domiciliares.
Cuando se trate de viviendas de interés social y específicamente a tuberías
de drenaje de Aguas Negras instaladas en pasajes peatonales, la
profundidad podrá ser menor de 1.2 m sin necesidad de protecciones.
Para nuestro estudio se utiliza una profundidad mínima en los colectores de
1.40 m a la corona de la tubería.
2.3.1.12 SEPARACIÓN DE SISTEMAS Para evitar la contaminación del agua potable por presiones negativas, etc.
deberán separarse los sistemas de abastecimiento de agua y los de
alcantarillados de aguas negras así:
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 33
FIGURA 2.3
TRAZO DE RED PARA LA SEPARACIÓN DE LOS SISTEMAS DE AGUAS RESIDUALES Y AGUAS POTABLES
En planimetría: las alcantarillas al lado opuesto de los acueductos, es decir
al sur en las calles y al poniente en las avenidas, a 1.5 m del cordón en el
rodaje-separación horizontal mínima: 1.50 m. (0.60 m en pasajes
peatonales); los colectores de aguas lluvias se ubicarán al centro de las vías
con una separación horizontal mínima igual a la anterior con relación a los
acueductos y alcantarillados.
En altimetría: La red de alcantarillados se proyectará de manera que todos
los colectores queden debajo de los acueductos con una separación mínima
libre de 20 cms.
Las intersecciones de alcantarillados de aguas negras con colectores de
aguas lluvias tendrán una separación vertical mínima de 15 cm. libres.
Las zanjas de alcantarillado no podrán utilizarse para asentar ningún otro tipo
de tuberías.
1.50 mCalle
1.50 m
pozo de visita
Ave
nida
Figura 2.3
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 34
2.3.1.13 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DE LA RED Cada tramo de colector deberá presentar las especificaciones siguientes:
Material de tuberías, longitud de tramos, diámetro y pendiente de tramos,
caudal de diseño y a sección plena, velocidad real y a sección plena, niveles
de camas hidráulicas al inicio y término del tramo.
El análisis de tuberías funcionando a sección parcial se determinará con el
diagrama de campo y la ayuda de tablas de fórmulas de coeficientes
relativos.
2.3.1.14 POZOS DE VISITA Deberán permitir sin riesgos ocupacionales y con la mínima interferencia
hidráulica, fácil acceso para la observación y mantenimiento del
alcantarillado.
Los pozos de visita se proveerán principalmente para inspección, eventual
limpieza y desobstrucción de tuberías, así como para aforo, muestreo y
análisis de aguas residuales, consecuentemente se proyectarán al inicio de
colectores, puntos de convergencia de colectores, cambios de diámetro o
sección, cambios de dirección o pendiente, cambio de materiales de la
tubería. En tramos rectos la distancia entre pozos de visita no excederá de
100 m si ø ≤a 24".
Podrán utilizarse pozos de visita prefabricados siempre que se comprueben
su funcionalidad y resistencia.
Para nuestro estudio se han considerado caídas 0.10 mts entre salidas y
entradas para evitar obstrucción por rebose en las alcantarillas, además se
proyectaran pozos de visita a menos o igual a 100 mts.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 35
2.3.1.15 CAJAS DE INSPECCIÓN Si la cama hidráulica del pozo se encuentra a una profundidad mayor de 1.40
m se construirá un pozo de diámetro interno = 1.10 m. Si la profundidad es
menor se construirá una caja de (1.00 x 1.00 x h.) m, donde h es la
profundidad de cama de agua según modelo de ANDA.
Los parámetros de construcción de un pozo de visita o una caja de
inspección dependerán de la profundidad en que se encuentre la cama
hidráulica.
2.3.1.16 POZOS DE VISITA CON CAJAS DE SOSTÉN Si la tubería entrante alcanza el pozo de visita a más de un metro sobre el
nivel del fondo se construirá un pozo con caja de sostén; la caída no
excederá de 4.00 m, hasta 7.50 m. se usarán cajas dobles. Cuando el
material sea utilizado PVC las cajas de sostén se podrán sustituir por
accesorios del mismo material. Las cajas de sostén se construirán según
modelos de ANDA. Cuando desemboquen tuberías de diferente diámetro, en
un pozo de diámetro mayor, la de menor diámetro tendrá una caída mínima
igual a la mitad del diámetro mayor.
Debido a las pendientes del terreno, se ha considerado cajas de sostén para
disminuir la velocidad del flujo y protección de la pared.
2.3.1.17 ALIVIADEROS Los pozos de visita de colectores principales paralelos a quebradas o
arenales tendrán aliviaderos de rebose, para atender obstrucciones o
reparaciones aguas abajo.
2.3.1.18 OBRAS DE ARTE Las obras de arte se construirán según diseño conforme a la obra a ejecutar
y se justificarán con los correspondientes cálculos hidráulicos y estructurales.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 36
2.3.1.19 ESTACIONES ELEVADORAS DE AGUAS NEGRAS Debido a las dificultades operacionales y de mantenimiento se evitará incluir
estaciones elevadoras en los sistemas de alcantarillado de aguas negras; no
obstante cuando sean indispensables se diseñarán considerando las
características básicas siguientes:
- Límites de velocidad para diseño de tuberías: máxima en succión = 1.50
m/s, máx. en impelencia = 2.00 m/s diámetro mínimo de tuberías de succión
e impelencia = 4"; succión positiva, caudal de bombeo superior al máximo
aducido, tiempo de retención de 10 a 15 min. volumen reducido de
almacenamiento-succión, impulsadores inobstruibles, velocidad angular
reducida (1750 rpm), válvulas de compuerta de disco sólido y juntas de
desmontaje en la succión, períodos mínimos de funcionamiento start-stop de
5 min., previsión de golpe de ariete.
- Deberá instalarse un número apropiado de equipos de bombeo para
cuando se suspenda la operación de una de las bombas no se interrumpa la
evacuación de las aguas negras.
- Se utilizarán check del tipo resorte; las estaciones elevadoras pueden tener
pozo húmedo y pozo seco o bien sólo pozo húmedo; utilizando en el último
caso conjuntos sumergibles de acoplamiento y operación automática con
barras guías e interruptores-alternadores basculantes de mercurio.
- El diseño hidráulico del pozo húmedo incluirá rebose, drenaje, rejilla para
protección de las bombas, fondo con una inclinación mínima de 45º,
sumergencia adecuada para la bomba o tubería de succión y provisiones de
funcionamiento sin turbulencia ni vórtices.
- El diseño de la estación elevadora debe presentar condiciones adecuadas
de ventilación, iluminación y seguridad ocupacional.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 37
2.3.1.20 PLANTAS DEPURADORAS DE AGUAS NEGRAS Las Plantas de Tratamiento de Aguas Negras deberán diseñarse siguiendo
las recomendaciones de ANDA entre ellas: grado mínimo de tratamiento,
valor límite de los parámetros de calidad tanto del agua cruda y del efluente,
procesos de tratamiento sugeridos, etc.
Deberán diseñarse con capacidad de producir un efluente que contenga un
máximo de DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigeno a 5 días) y 60 mg/l de
sólidos en suspensión.
2.3.1.21 ESTACIONES DE TRATAMIENTO DE DESECHOS LÍQUIDOS
INDUSTRIALES. Se diseñarán conforme indicaciones de ANDA de acuerdo a la particularidad
de la industria.
2.3.1.22 ANCHO DE ZANJAS El ancho en el fondo será igual al diámetro externo de la campana de la
tubería más 20 cm. a cada lado para permitir la colocación adecuada de la
tubería. El ancho de zanja se hará de acuerdo al proceso de excavación
respetando lo establecido por la norma de ANDA en este literal.
2.3.1.23 CONEXIONES DOMICILIARIAS Las conexiones Domiciliares no se conectarán a pozos de visita ni a
colectores cuya profundidad exceda de 3 m.
Las conexiones domiciliarias o acometidas (mechas) son tuberías de
pequeño diámetro que van desde las edificaciones hasta a la alcantarilla
pública.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 38
2.3.1.24 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PARA SISTEMAS DE
ALCANTARILLADO a - Tuberías.
Las conexiones domiciliares serán de cemento-arena o PVC, ø 6"
La tubería y accesorios de PVC, para alcantarillado, 100 PSI, deberán
satisfacer las normas ASTM-F891, 2241-2265; CS272, con anillo elastómero
ASTM D-3212.
b - Marco y tapadera de pozos.
Para transito vehicular, serán de hierro fundido, en pasajes Peatonales la
tapadera será fabricada en concreto armado.
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CAPITULO II. MARCO REFERENCIAL 39
2.3.2 LEY DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES.
CAPÍTULO IV SISTEMA DE EVALUACIÓN AMBIENTAL. FORMULARIO AMBIENTAL Art. 22.- El titular de toda actividad, obra o proyecto que requiera de permiso
ambiental para su realización o funcionamiento, ampliación, rehabilitación o
reconversión deberá presentar al Ministerio el formulario ambiental que esta
requiera con la información que se solicite. El Ministerio categorizará la
actividad, obra o proyecto, de acuerdo a su envergadura y a la naturaleza del
impacto potencial.
2.3.3 REGLAMENTO ESPECIAL DE AGUAS RESIDUALES CAPÍTULO I Art. 1.- El presente reglamento tiene por objeto velar porque las aguas
residuales no alteren la calidad de los medios receptores, para contribuir a la
recuperación, protección y aprovechamiento sostenibles del recurso hídrico
respecto de los efectos de contaminación.
CAPÍTULO II Art. 7.-Toda persona natural o jurídica, publica o privada, titular de una obra,
proyecto o actividad responsable de producir o administrar aguas residuales
y de su vertido en un medio receptor, deberá instalar y operar sistemas de
tratamiento para que sus aguas residuales cumplan con las disposiciones de
la legislación pertinente y este reglamento.
Nota: El Reglamento de Aguas Residuales original se agrega a los anexos.