Diseño Del Sistema De Alcantarillado Y De La Planta De Tratamiento De Residuos Sólidos Para Una Ciudad Ficticia

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RESUMEN  El presente trabajo es desarrollado en el curso de Abastecimientos de Agua y  Alcantarillado de la Facultad de Ingeniería, escuela Académico Profesional de  Ingeniería Civil de la UNC. El objeto de estudio de este trabajo es ilustrar el proceso que  se sigue para el diseño de un sistema de desagüe o alcantarillado y de una planta de tratamiento; este estudio se realiza en base a una ciudad ficticia previamente diseñada  por el alumno.  El objetivo objetivo principal de un un sistema de alcantarillado alcantarillado es evacuar las aguas aguas negras de cada uno de los predios de la ciudad y darles posteriormente un tratamiento adecuado para de esta manera evitar que se contraiga enfermedades; el trat amiento consiste en purificar las aguas para de esta manera ser usado posteriormente ya sea en agricultura o para el consumo humano previo análisis y recomendación para uno u otros usos.  Para la realización de los cálculos y diseños además de los conocimientos del curso es  fundamental tener una sólida formación en cursos básicos como Fluidos II, Topografía,  Planeamiento Urbano, Urbano, etc., también se utilizan ayudas computacionales para facilitar el cálculo.  El sistema de alcantarillado es el conjunto de tuberías, buzones, planta de tratamiento, en algunos casos estaciones de bombeo y todas las instalaciones que sean necesarias para asegurar una evacuación conveniente de las aguas negras.  Para el efecto se desarrollará un TIPO DE RED COMBINADO por tratarse de una ciudad pequeña, topografía apropiada y deficiencia económica. Se da el nombre de alcantarillado a desagües de poblaciones a la rama de la ingeniería que estudia el conjunto de obras necesarias para alejar de los centros poblados las inmundicias líquidas.  Para el presente trabajo se diseñará la red de alcantarillado usando el método de las longitudes para el cálculo de las contribuciones de caudal por tramo (esto por  falta de tiempo, tie mpo, ya que es poco exacto, lo mejor es calcular los caudales por tramo por el método de las áreas).

1

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INTRODUCCIÓN: Los romanos fueron los primeros en conducir el agua a sus ciudades en crecimiento, especialmente con sus acueductos. También se dieron cuenta que aguas residuales podía causar daños a su población, y necesitaban removerlas de grandes áreas de población, es así como nacen los sistemas de alcantarillados y las técnicas para su diseño y construcción. Actualmente usamos el nombre de alcantarillado o desagüe para referirnos al conjunto de tuberías (canales), cámaras de inspección (pozos de visita o buzones), estaciones de bombeo, planta de tratamiento y todas las instalaciones que sean necesarias  para asegurar asegurar la conveniente conveniente evacuación de las inundaciones inundaciones líquidas. Los factores que determinan el grado hasta el cual sea necesario llevar un tratamiento determinado varían de un lugar a otro, entre los principales factores podemos mencionar:  Las características y la cantidad de sólidos acarreados por las aguas residuales.  Los objetivos que se propongan en el tratamiento de éste tipo de aguas.  La capacidad capacidad o aptitud aptitud que tenga tenga el terreno para verificar verificar la auto purificación o dilución necesaria de los sólidos de las aguas residuales. I.

Entre los objetivos que se pretende lograr con el tratamiento de aguas residuales tenemos:  Protección epidemiológica. epidemiológica. A través de la disminución de organismos  patógenos presentes en las aguas residuales y dificultando la trasmisión de los l os mismos.  Protección ecológica. A través de la disminución de la carga orgánica (DBO) de las aguas residuales, lográndose de esta manera que el nivel de oxígeno disuelto (OD) en estos cuerpos receptores se vea menos comprometido, con el consiguiente beneficio para los peces y demás organismos acuáticos.  Piscicultura, Industria, Recreación, Agricultura, Ganadería.  Rehúso directo del agua servida en el consumo doméstico. Es una posibilidad, que se analiza últimamente debido a la escasez de agua que se proyecta para el futuro

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II.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL 

Diseñar el sistema de alcantarillado y la planta de tratamiento para la ciudad ficticia en estudio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

  

 

Diseñar la red de alcantarillado, ubicando adecuadamente los buzones y el diámetro de las tuberías, de tal forma que cumpla con las normas permisibles, tratando de lograr un solo punto emisor para disminuir los costos. Lograr la evacuación rápida y eficaz de las aguas residuales y de lluvia. Diseñar la red de alcantarillado. El dotar a una ciudad de un sistema de alcantarillado, el cual es necesario, además debe ser lo suficientemente eficiente para recoger y disponer de las aguas residuales para así prevenir las enfermedades vinculadas con las malas condiciones de saneamiento básico y propiciar un alto nivel sanitario de la  población. Diseño adecuado del Sistema de Alcantarillado, para poder evacuar en forma eficiente las aguas servidas. Diseño de los perfiles de algunas calles para observar sus pendientes, diámetros diámetros respectivos y sus longitudes; las cotas de los buzones y su diferente distribución.

III. ANTECEDENTES Son antecedentes de este trabajo los tres primeros informes presentados en el curso de “Cálculo del Caudal de Diseño Abastecimiento Abastecimiento de Agua y Alcantarillado. En el prim pri m ero: “Cálculo  para una población Ficticia” ,

en el cual se elabora los planos de la ciudad ficticia, se

realiza el cálculo de la población de diseño para un periodo de 15 años, se realiza el cálculo del consumo Per-Cápita y de los caudales medio, máximo diario y máximo horario. En el segundo: “Diseño de la Captación y Planta de Tratamiento” el cual finaliza con la cloración del agua, es decir su potabilización. El tercer trabajo fue “ Diseño

de La

Línea de Conducción, Almacenamiento y Red de Distribución” con el cual se abastece con agua en cantidad y calidad suficiente a cada una de las viviendas de la ciudad en estudio. Una vez cubierta la demanda de agua para satisfacer necesidades básicas de la  población, se hace impostergable la l a elaboración de un sistema de alcantarillado y una  planta de tratamiento tratamiento de aguas residuales.

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IV. ALCANCES El presente trabajo comprende comprende el trazo y el diseño diseño del sistema de alcantarillado alcantarillado de la ciudad ficticia en estudio. Se ha considerado un sistema separativo de aguas negras y aguas de lluvia, y por los fines del presente informe solo se realiza los cálculos para un sistema de alcantarillado sanitario, incluyendo únicamente el caudal doméstico y el caudal por infiltración por buzón. Se hace uso de la normativa vigente, especialmente la indicada por el Reglamento Reglamento Nacional de Edificaciones. Finalmente se termina con la Planta Pl anta de Tratamiento, para la cual se diseñó las siguientes estructuras: lagunas de estabilización, cribado, aforador Parshal, canal, separador de grasas, desarenador y separador de grasas.

V. JUSTIFICACIÓN Los habitantes de la ciudad ficticia en estudio no cuentan con un adecuado sistema de alcantarillado, y no existe ningún sistema de tratamiento para el agua residual y esta se descarga directamente al río. Posteriormente se utiliza el agua de río para las diferentes necesidades de la comunidad y de poblaciones vecinas aguas abajo del río. Entre los usos que se le da al agua, el mayor de estos es el riego agrícola. Este es un problema de gran importancia, ya que en un futuro cercano habrán afectado gravemente su salud por ingerir alimentos contaminados. Asimismo debido al deficiente sistema de alcantarillado, se han formado focos de contaminación que están afectando con problemas de salud serios a los pobladores. Debido a lo expuesto es necesario concluir este paquete de informes con el “Diseño del Alcantarillado y la Planta de Tratamiento para una ciudad ficticia”, con el fin de abarcar el proyecto en su totalidad.

VI. REVISIÓN DE LITERARIA ALCANTARILLADO. Se denomina alcantarillado o red de alcantarillado al sistema de estructuras y tuberías usadas para el transporte de aguas residuales o servidas (alcantarillado sanitario), o aguas de lluvia (alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten a cauce o se tratan.

a.- Agua Ag uass Negr Negra as: El término agua negra, más comúnmente utilizado en plural, aguas negras define un tipo de agua formada por la mezcla o combinación de los desechos  provenientes de los diversos usos del agua de abastecimiento abastecimiento desechada por la comunidad y que son descargadas desde predios a las tarjeas de los sistemas de drenaje. Aunque a menudo se usan como sinónimos, dentro de las aguas negras  podemos considerar: considerar:

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* Aguas Residuales. * Aguas Servidas. El término de aguas servidas se usa comúnmente para referirse solo al agua que proviene del uso doméstico y las aguas residuales corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales. Las aguas negras, en cualquiera de sus clasificaciones, entran en forma rápida en putrefacción, originando el desprendimiento de hidrocarburos, hidrógeno, amoníaco y otros gases mal olientes, además existen microorganismos  portadores de enfermedades infectocontagiosas.

b.- Aguas Blancas: Se refieren exclusivamente a las aguas de lluvia. Los componentes de una red de alcantarillado sanitario son: a)

 b)

c)

d) e)

f)

g)

Colectores terciarios:   Son tuberías de pequeño diámetro (150 a 250 mm de diámetro interno, que pueden estar colocados debajo de las veredas, a los cuales se conectan las acometidas domiciliares. Colectores secundarios: Son las tuberías que recogen las aguas de los terciarios y los conducen a los colectores principales. Se sitúan enterradas, en las vías  públicas. Colectores principales: Son tuberías de gran diámetro, situadas generalmente en las partes más bajas de las ciudades, y transportan las aguas servidas hasta su destino final. Pozos de inspección: Son cámaras verticales que permiten el acceso a los colectores, para facilitar su mantenimiento. Conexiones domiciliares: Son pequeñas cámaras, de hormigón, ladrillo o  plástico que conectan el alcantarillado privado, interior a la propiedad, con el  público, en las vías. Estaciones de bombeo: En ciudades con topografía plana, los colectores pueden llegar a tener profundidades superiores a 4 - 6 m, lo que hace difícil y costosa su construcción y complicado su mantenimiento. En estos casos puede ser conveniente intercalar en la red estaciones de bombeo, que permiten elevar el agua servida a una cota próxima a la cota de la vía. Líneas de impulsión: Tubería en presión que se inicia en una estación de bombeo y se concluye en otro colector o en la estación de tratamiento.

Estación de tratamiento de las aguas usadas o Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR): Existen varios tipos de estaciones de tratamiento, que por la calidad del agua a la salida de la misma se clasifican en: estaciones de tratamiento primario, secundario o terciario. i) Vertido final de las aguas tratadas : el vertido final del agua tratada puede ser: h)

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Llevada a un río o arroyo;



Vertida al mar en proximidad de la costa;



Vertida al mar mediante un emisario submarino, llevándola a varias centenas de metros de la costa;



Reutilizada para riego y otros menesteres apropiados.

TIPOS DE REDES DE ALCANTARILLADO A.

Independiente : Recibe el agua residual independiente de las aguas  pluviales (en ciudades pequeñas).

B.

Sistema Combinado: Evacuación de aguas negras y aguas de lluvia en forma conjunta, es aconsejable en zonas donde existe gran cantidad de  personas y no existe espacio para establecer redes independientes.

C.

Separativo : Es la evacuación de aguas de lluvia y negras en un mismo conducto (cloaca) en forma independiente, es recomendable en ciudades grandes.

D.

Sistema Semicombinado: Es el que conduce las aguas servidas y parte de las aguas de lluvia provenientes de los domicilios.

NOTA: El RNC considera que la red pública de desagüe no podrá evacuar directa o indirectamente aguas de lluvia u otros desechos que puedan  perjudicar su funcionamiento.

CAUDAL DE DISEÑO Las aguas residuales que forman el caudal de diseño para el alcantarillado son las siguientes:

a)

Aguas residuales domésticas: Según el RNC se considera el 80% del caudal de diseño.

b)

Aguas por infiltración: Las normas del RNC estipulan considerar por aguas de infiltración del subsuelo a la red de desagüe las siguientes cantidades. 

20000 lt/día/km de tubería.

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c)

380 lt/día/buzón.

Aguas de lluvia que ingresan por buzones y conexiones prediales: Se considera 0.05 lit/seg/buzón.

d)

Aguas por malos empotramientos:

TIPOS DE TUBERÍAS

a)

Tuberías de Grees: O arcilla vitrificada resistente a la corrosión a largo tiempo, se recomienda su uso en estos casos pero su costa es bastante alto. Tubería de concreto simple: Son bastantes durables y se pueden construir insitu por lo que son bastantes económicos, se usa junto con anillos de goma. Tubería de Asbesto Cemento: Son de poco peso y se fabrican de longitudes mayores a las anteriores, son bastante lisos pero tienden a acumular sólidos. Actualmente ya no se usa o se usa muy poco, ya que un estudio demostró que tiene efectos cancerígenos. Tuberías de PVC : Son más costosas pero bastante livianas además por su carácter de deformables pueden sufrir asentamiento diferenciales sin que se rompa. Se fabrican de diferente resistencia al trabajo.

b) c)

d)

VELOCIDADES PERMISIBLES Si la velocidad es muy baja originaría la sedimentación de los sólidos, las velocidades muy altas originan la erosión de las paredes del tubo.  

Velocidad mínima: Será de 0.60 m/s para el flujo correspondiente al 50% del caudal máximo (R.N.C.). Velocidad máxima: Depende del tipo de tubería así tenemos:

* Cerámica vitrificada ................................................................... 5 m/seg * Asbesto cemento, PVC, cemento................................................ 3 m/seg * Fierro fundido, Acero ................................................................. 5 m/seg

PENDIENTES MÍNIMAS Son aquellas que de acuerdo a los diámetros y para consideraciones de

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL tubo lleno que satisfagan la velocidad mínima de 0.6 m/seg. Existen varios criterios en cuanto a la pendiente mínima a utilizar. A continuación citamos los criterios dados por: Normas Generales para Proyectos de Abastecimiento de agua rural y urbana, por el autor Rivas Mijares y los calculados en base a las normas del R.N.C. PENDIENTES MINIMAS (m/km) 

NGPPAARU RIVAS MIJARES

R.N.C.

------------------------------------------------------------------6"

6.5

---

4.8

8"

5.0

4.0

3.3

10"

3.5

3.0

2.5

12"

2.5

2.5

2.0

------------------------------------------------------------------Como en los tramos iniciales no podrá conseguirse la velocidad mínima, el R.N.C. específica que los primeros 300 m de la línea de alcantarillado debe diseñarse con una pendiente mínima de 1%. PENDIENTES MÁXIMAS Se debe tener en cuenta de no sobrepasar el valor máximo de la velocidad, se considera dos criterios:  Considerando la velocidad máxima y para condiciones de funcionamiento de tuvo lleno.  Considerando la velocidad máxima permisible y por un funcionamiento con un tirante de 75% del diámetro. PENDIENTES MAXIMAS (m/km) 

TUBO LLENO

75% D

-------------------------------------------6"

121.2

94.2

8"

82.5

64.3

10"

61.3

47.7

--------------------------------------------

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CÁLCULO HIDRÁULICO

a)

b)

c)

d)

Para obtener un buen cálculo se debe seguir los siguientes pasos: E squema de la red : Consiste en trazar las tuberías por las calles que han de contar con el servicio de alcantarillado. Cada tramo de tubería estará limitado por buzones de inspección y el sentido de escurrimiento de las aguas, estará limitado por las condiciones topográficas del terreno. Áreas o longi tudes servidas: Es el esquema de la red se establecen tramos de la tubería según el sentido de la circulación del agua, seguidamente se determinarán las áreas de influencia (actual y futura) para cada tramo de dicha tubería. También se puede determinar en forma indiferente todo tipo de tuberías y luego se suman, conformando una longitud total de tubería.

Gasto por tramos: Una vez determinado el área de influencia (actual y futura), se determina el número de personas en las respectivas áreas y también el caudal para cada tramo, teniendo en cuenta que dicho caudal será el de uso doméstico, infiltración y escurrimiento fluvial. Luego multiplicando el factor de gasto (Q total doméstico/Población futura) por el número de habitantes de cada tramo se obtiene el gesto real doméstico, a este se le tiene que sumar el gasto por zona comercial, zona pública, zona industrial si lo hubiese, tramo a tramo logrando así el caudal real por tramo. Así mismo si empleamos el principio de longitud total, en forma relativa aproximada también podemos lograr el gasto real por tramo, multiplicando el factor de gasto (Q total/longitud total de tubería) por la longitud de cada tramo. Dimensiones de la tubería: Para el cálculo de diámetro de las tuberías se aplica el criterio de que la tubería funciona con un tirante del 75% de su diámetro, en consecuencia para dicho cálculo se deberá aplicar la fórmula de Manning, para canales. V = Rh2/3.S1/2 n Q = V.A Q = A.Rh2/3.S1/2 n Donde: V = Velocidad (m/seg) A = Area hidráulica (m²) Rh =Radio hidráulico (m) S = Pendiente hidráulico (m/m) n = Coeficiente de rugosidad, el que depende del material

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL MATERIAL

n

-------------------------------------------------------P.V.C., Asbesto cemento

0.010

C.S.N., FºFº

0.013

Acero

0.015

Los elementos hidráulicos para una sección donde: Y = 0.75D son: A =  D²/4. 360 –  2  (0.75D - D/2) D/2 Sen  A = 0.6318D² = Area P = D (360 - 2 ) = 2.0944D = Perímetro 360 RH = A/P - 0.3017D = Radio hidráulico Aplicando la fórmula de Manning. V = (0.3017D)2/3 S1/2 = 34.602 D 8/3 * S1/2 = Velocidad n Q = 21.8615 * D 8/3 S1/2 = Caudal D = (4.57 * 10 -2 Q)3/8 = Diámetro S1/2

DIÁMETROS MÍNIMOS En muchas ciudades el diámetro mínimo permisible de la alcantarilla es de 8" y en grandes ciudades y áreas metropolitanas el diámetro mínimo es de 10". Según el R.N.C. los diámetros mínimos son: D8" para colectores. D6" para las conexiones domiciliarias.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CÁLCULO DE LA VELOCIDAD MEDIA Para calcular esta velocidad se tiene que analizar el caudal y las velocidades para las condiciones de tubo lleno, a fin de comprobar que para las  pendientes de cada tramo, el valor de la velocidad sea siempre mayor que el mínimo, de 0.6 m/seg que establece el R.N.C. para esto se utiliza ábacos y monogramas que resuelven la fórmula de Manning para las condiciones de escurrimiento dadas. Siendo nuestro objetivo determinar la velocidad media real nos basamos en el método de los elementos hidráulicos proporcionales de la sección circular,  para el uso de este método se tiene que tener el respectivo monograma, y debe seguirse el siguiente procedimiento:  Para el diseño de las tuberías se determina el área de influencia del tramo colector.  Conociendo la densidad y el área de influencia se puede determinar cuál es el en ese tramo del colector.  Después de determinar cuál puede ser la pendiente más conveniente a utilizar de cada tramo se procede a determinar el caudal a tubo lleno que circula por el tramo en análisis, con la pendiente establecida empleando la fórmula de Manning y la ecuación de continuidad Q = V * A, conocido el caudal a tubo lleno, se procede a determinar el coeficiente: Qp QLL Dónde: Qp = QLL  =

Caudal parcial correspondiente al aporte del tramo. Caudal a tubo lleno.

Con este valor calculado entramos al cuadro Nº 1 y en primer lugar nos cercioramos que el tirante de altura de la lámina líquida sea menor o igual 0.75 del diámetro de la tubería; de ser mayor se tiene que optar por cambiar de diámetro a uno inmediatamente superior; pero de ser igual o menor a 0.75D se procede a determinar el cociente: Vp VLL Dónde: Vp = VLL =

Velocidad parcial. Velocidad a tubo lleno.

Como se conoce el valor de la velocidad a tubo lleno se la multiplica por éste cociente y se tiene el valor de la velocidad parcial (llamada también real).

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS Las cámaras de inspección o buzones, como también se las denomina, están destinadas a la entrada de un hombre que pueda inspeccionar y limpiar los conductos de la alcantarilla. También se utilizan para efectos de salvar fuertes depresiones topográficas (Buzones de caída).

a)

Ubicación: Su ubicación es estratégica, así tenemos: -

En todo inicio de un tramo de tubería.

-

En todo cambio de pendiente.

-

En todo cambio de dirección.

-

En todo cambio de diámetro.

-

En todo cruce de intersección de tuberías.

-

En todo cambio de material en las tuberías.

-

En todo lugar que sea necesario para razones de inspección y limpieza.

b)

c)

Separación entre buzones: Dependerá de los diámetros de los colectores: -

80 m para colectores de 6" de diámetro.

-

100 m para colectores de 8" de diámetro.

-

120 m para colectores de 10" de diámetro.

Dimensiones de los buzones: -

Los buzones tendrán una profundidad mínima de 1.20 m.

-

El diámetro interior será de 1.20 m cuando se use tubería menor o igual a 32" y diámetro de 1.80 m para tuberías de hasta 48" de diámetro.

-

En los buzones de más de 2 m de profundidad podrán aceptarse tuberías que no lleguen al nivel del fondo, siempre y cuando su cota de llegada sea de 50 cm o menos sobre el fondo del buzón.

-

Cuando la caída sea mayor al límite interior (50 cm) se emplearán dispositivos especiales.

-

El fondo de un buzón será de concreto en donde se construirán las medidas de cañas o canaletas que permitan la circulación del desagüe directamente entre la llegada y salida de los buzones.

-

Las canaletas serán de igual diámetro que los colectores que converjan al buzón, su sección será semicircular en su parte

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL inferior y luego las paredes laterales serán verticales hasta llegar a la altura del diámetro de la tubería. -

En los cambios de diámetro las tuberías en los buzones deberán coincidir en la clave. Cuando el cambio sea de menor a mayor diámetro y en sus fondos cuando sea el menor diámetro (Caso excepcional).

d)

Ubicación de Tuberías: Nos determina la posición y profundidad de las tuberías que conforman la red de alcantarillado, el R.N.C. determina las normas que siguen: 

El alcantarillado de servicio local se proyectará a una profundidad tal que asegure satisfacer la más desfavorable de las condiciones siguientes: -

Relleno mínimo de la sobre clave (Parte superior de la tubería).

-

Que permita drenar todos los lotes que dan frente a la calle considerando, que por lo menos, las 2/3 partes de cada uno de ellos, en profundidad, pueda descargar por gravedad partiendo de 0.30 m  por debajo del nivel del terreno y con una línea de conexión al sistema de alcantarillado de 1.5% de pendiente mínima.



En casos que la topografía del terreno obligara a profundizar exageradamente para cumplir con el dispositivo anterior se permitirá el drenaje, para lotes de la parte baja, a través de los lotes vecinos.

RED DE ALCANTARILLADO Se ha optado por el sistema separativo.

-

Gasto de Contribución:  Las aguas residuales que conforman el caudal de diseño para el alcantarillado son las siguientes.

a)

a)

Aguas residuales domésticas.

 b)

Aguas por infiltración.

c)

Aguas por malos empotramientos (No se considerará)

 Aguas residuales domésticas: Según el R.N.C. se considera el 80% del caudal de diseño. Q.Diseño = 80% (Qmáx.h)

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b)

Aguas por infiltración: Las normas del R.N.C. estipulan considerar por aguas de infiltración del subsuelo a la red del desagüe las siguientes cantidades. En el colector: Qi = 20000 lt/día/Km Usaremos tubería de concreto simple normalizado por la razón de que es menos costoso en relación a otras tuberías, además tenemos: Vmáx = 3 m/seg Vmín = 0.6 m/seg

VII. RECURSOS    

LAPTOP LAPICEROS SOFTWARS (EXCEL, AUTOCAD, WORD) PAPEL A1 ( PLANO DE ALCANTARILLADO

VIII.MARCO TEORICO 

Alcantarillado

Se denomina red de alcantarillado al sistema de estructuras y tuberías usadas para la evacuación y transporte de las aguas residuales y pluviales de una población desde el lugar en que se generan hasta el sitio en que se vierten al medio natural o al lugar donde se tratan. El alcantarillado funciona por efecto de la gravedad. Las tuberías se conectan en ángulo descendente, desde el interior de los predios a la red pública, desde el centro de la comunidad hacia el exterior de la misma. Cada cierta distancia se perfora pozos de registro verticales para permitir el acceso a la red con fines de mantenimiento. 

Alcantarillado Pluvial

Un sistema de alcantarillado de aguas lluvias es una red de tuberías utilizada para conducir la escorrentía de una tormenta a través de una ciudad. 

Alcantarillado pluvial urbano.

Un sistema de alcantarillado urbano debe estar dirigido al logro de unos objetivos hacia los cuales se dirigen las acciones a llevar a cabo. Estos objetivos son 2: uno básico y otro complementario. El básico es disminuir al máximo los daños que las aguas de lluvia

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL  pueden ocasionar a la ciudadanía y las edificaciones en el entorno urbano. Por otro lado lo complementario es garantizar el normal desenvolvimiento de la vida diaria en las ciudades, permitiendo así un apropiado tráfico de personas y vehículos durante la ocurrencia de las lluvias 

Sistema de alcantarillado pluvial

Está constituido básicamente por canaletas, cajas o resumideros, tragantes, tuberías colectoras y pozos de visita, para evacuar las aguas provenientes de la precipitación, para que estas no ocasionen daños a las construcciones y no se produzcan inundaciones en vías de comunicación. 

Tipos de sistemas de alcantarillados

Redes unitarias:  las que se proyectan y construyen para recibir en un único conducto, mezclándolas, tanto las aguas residuales (urbanas e industriales) como las pluviales generadas en la cuenca o población drenada. Redes separativas:  las que constan de dos canalizaciones totalmente independientes; una  para transportar las aguas residuales domésticas, comerciales e industriales hasta la estación depuradora; y otra para conducir las aguas pluviales hasta el medio receptor.

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IX. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO

ALCANTARILLADO

9.1.1 DIS E ÑO HIDR AULICO 9.1.2 G AS TO PAR A CA DA TRA MO

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9.1.3 CA LC ULO HIDR AULICO

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9.1.4 CA UDALES DE CONTR IBUCION A LA R E D

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9.1.5 CALC ULO DE VELOCIDADES Y PR OFUNDIDADES EN LA RE D DE ALCANTAR ILLADO

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9.1.6 PER FILES DE CALLES ASIGNADAS

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X. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES

Logramos diseñar el sistema de alcantarillado para una ciudad ficticia Este caudal fue de 108 litros por segundo y de este caudal se tomó el 80% y se repartió entre dos emisores respectivos como se verá en el diseño. Todos los cálculos se han realizado en la hoja de cálculo del EXCEL. El diámetro de entrada a las lagunas es de 6’’ para ambos emisores. Se logró realizar el perfil de las calles 7, “28-26”, L y M.

    

RECOMENDACIONES   

Se recomienda extraer los datos del plano con sumo cuidado para obtener resultados más reales. Se recomienda trabajar con una velocidad de 0.8 m/s en alcantarillado para evitar el reposo de desechos. Se recomienda pasar todos los datos a un software y procesarlos para evitar errores de aproximación.

XI. BIBLIOGRAFIA 

TESIS: Irrigación, Abastecimiento de agua Potable y Alcantarillado de la localidad Catán-Contumazá.(BACHILLERES:JOSE DEL CARMEN CHUMIOQUE, CESAR EUGENIO ENCO PAREDES,DAYSI BERTHA QUISPE DAVILA)



Separata del curso de Abastecimiento. ( Ing.: Gaspar Méndez Cruz).



información de red de alcantarill ado dado en clase.



https://es.scribd.com/document/62692316/Marco-Teorico-entregado



https://www.ecured.cu/Alcantarillado

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XII. ANEXOS TEMA DE INVESTIGACION

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES FUNDAMENTO TEOR ICO: TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS Métodos de Tratamiento:  A pesar de que son muchos los métodos usados para el tratamiento de las aguas residuales, todas pueden incluirse dentro de los procesos siguientes:

 A.

Tratamiento Preliminar : Sirve para proteger el equipo y hacer más fáciles los procesos subsecuentes del tratamiento.

Los dispositivos para el tratamiento preliminar están destinados a eliminar o separar los sólidos mayores o flotantes, a eliminar los sólidos inorgánicos pesados y eliminar cantidades excesivas de aceites y grasas.

Para alcanzar los objetivos de un tratamiento preliminar se emplea comunmente los siguientes dispositivos:

B.

-

Rejas de barras.

-

Desmenuzadores (molinos cortadores o trituradores).

-

Desarenadores.

-

Tanques de compensación.

-

Desagrasadores.

Tratamiento Primario: Por medio de éste tratamiento se separan o eliminan la mayoría de los sólidos suspendidos en las aguas

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL residuales aproximadamente de 40%-60% mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación.

El propósito fundamental de los dispositivos para el tratamiento primario consiste en disminuir suficientemente la velocidad de las aguas para que puedan sedimentar los sólidos, por prosiguiente a estos dispositivos se los puede distinguir bajo el nombre de tanques de sedimentación.

Debido a la diversidad de diseño y operación, los tanques de sedimentación pueden dividirse en 3 grupos generales que son:

-

Tanques sépticos.

-

Tanques de doble acción; como son las de INHOFF y/o otras unidades patentades.

-

Tanques

de

sedimentación

simple

con

eliminación

mecánica de lodos. Cuando se agrega ciertos productos químicos en los tanques primarios se eliminan casi todos los sólidos coloides así como sedimentales, osea un total de 80%-90% de los sólidos suspendidos.

Para usar los

productos químicos se emplean otras unidades auxiliares como:

-

Unidades alimentadoras de reactivo.

-

Mezcladores.

-

Floculadores.

. Lagunas de Estabilización u Oxidación: Son estructuras sencillas abiertas al sol al aire, las cuales constituyen los recursos naturales a los que se pueden recurrir para lograr su misión. (En la que toma lugar la sedimentación y la oxidación).

El mecanismo de ese tratamiento tiene como fundamento principal

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL la interacción de las bacterias con las algas.

La

materia

orgánica

es

desintegrada

por

las

bacterias

(determinando materia orgánica más estable) liberando bióxido de carbono; el cual es usado por las algas en su fotosíntesis.

En este

proceso, el oxígeno de bióxido de carbono es liberado y se disuelve en el líquido, en el que crecen las algas, creando y manteniendo condiciones aeróbicas para las bacterias.

Los sólidos de las aguas residuales, entran al estanque en un estado putrensible y salen en forma de células de algas muy estables, las cuales dentro de ciertos límites pueden descargarse, a las aguas receptoras sin causar efectos doletéresos ni contaminantes, tal grado de tratamiento que ofrece esta planta es muy eficiente ya que reduce la densidad de coliforme en un 95% y la D.B.O. en un 70%.

2.2.3. Diseño de Lagunas de Oxidación:

a)

Ubicación: -

Terreno de mínimo valor agrícola.

-

Zona asotada regularmente por el viento, con la finalidad de favorecer el mezclado natural de las aguas negras.

-

Distancia mínima a zona residencial: 500 m.

-

Terreno de una textura baja de infiltración.

b)

Forma de la Lag una: Rectangular, ancho 2L; largo 3L.

c)

Tirante de la Laguna: (1 - 2) m; para lagunas facultativas. (2 - 4) m; para lagunas anacróbicas.

d)

B orde Libre: 30 cm - 70 cm

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e)

Diques :  Ancho: 3-4 m; que puedan soportar eficientemente la carga del carro colector de lodos.

c)

Cálculo Hidráulico de una Lag una: Qdiseño 56.51lt/seg

C.

Tratamiento S ecundario:  Este tratamiento debe hacerse cuando las aguas residuales todavía contienen, después del tratamiento primario, sólidos orgánicos en suspensión o solución de las que pueden ser asimilados por las aguas receptoras, sin oponerse a su uso normal adecuado.

El tratamiento secundario depende principalmente de los organismos aeróbicos, para la descomposición de los sólidos orgánicos hasta transformarlos en sólidos inorgánicos o en sólidos orgánicos estables.

Los dispositivos que se usan para el tratamiento secundario pueden dividirse en los 4 grupos siguientes:

a.

Filtros

goteadores

con

tanques

de

sedimentación

secundaria.

D.

b.

Filtros de aireación.

c.

Filtros de arena intermitentes.

d.

Estanques de estabilización (Lagunas de oxidación).

Coloración:

Este es un método de tratamiento que puede

emplearse para muy diversos propósitos, ya sea en todas las etapas de un tratamiento de aguas residuales o antes de un tratamiento preliminar.

Generalmente se aplica a las aguas

residuales con los siguientes propósitos.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL -

Desinfección o destrucción de organismos patógenos.

-

Prevensión o descomposición de las aguas residuales para controlar el

-

olor o protección de las estructuras de la planta.

-

Auxiliar de la operación de la planta en los filtros operadores, la sedimentación, abultamiento de los lodos.

-

E.

Ajuste o abatimiento de la demanda bioquímica de oxígeno.

Tratamiento de los Lodos : Los lodos de las aguas residuales están constituidos por los sólidos que se eliminan en las unidades de tratamiento primario y secundario junto con el agua que se separa con ellos.

Este tratamiento tiene 2 objetivos:

1º

Eliminar parcial o totalmente el agua que contienen los lodos para disminuir su volumen en fuerte proporción.

2º

Para que se descompongan todos los sólidos orgánicos putrecibles transformándose en sólidos minerales o sólidos orgánicos relativamente estables.

Todo esto se realiza

mediante el método de digestión o por el secado de los mismos.

I. CARACTERISTICAS Y PROCEDIMIENTOS EN EL TRATAMIENTO.Una de las funciones del tratamiento de las aguas residuales, es la de remover de éstas una porción de la materia sólida en suspensión. Esta función es seguida de varios métodos de filtración u oxidación.

El propósito del tratamiento de las aguas residuales, previo a su disposición por dilusión, consiste en separar de ellas la cantidad suficiente de sólidos que permita que los que queden al ser descargados a las aguas receptoras no interfieran con el mejor o mas adecuado empleo de éstas, tomando en cuenta la capacidad de las aguas receptoras  para asimilar la carga que se agregue. Los sólidos que se eliminan son principalmente orgánicos, pero incluyen también sólidos inorgánicos. Son muchos los métodos usados para el tratamiento de las aguas residuales,  pudiéndose plantear una clasificación de los mismos, de la siguiente manera:

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A. TRATAMIENTO PRELIMINAR. Sirve para proteger el equipo y hacer mas fáciles los procesos subsecuentes del tratamiento. Los dispositivos para el tratamiento preliminar están destinados a eliminar o separar los sólidos inorgánicos pesados y eliminar cantidades excesivas de aceites o grasas. Para alcanzar los objetivos de un tratamiento preliminar se emplean comúnmente los siguientes dispositivos: a.  b. c. d.

Rejas de barras o rejillas Desmenuzadores, ya sean molinos, cortadoras o trituradoras. Desarenadores. Tanques de precaución.

B. TRATAMIENTO PRIMARIO. Por este tratamiento se separan o eliminan la mayoría de los sólidos suspendidos en las aguas residuales, o sea aproximadamente de 40 a 60 por ciento, m ediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación.

El propósito fundamental de los dispositivos para el tratamiento primario, consiste en disminuir suficientemente la velocidad de las aguas residuales  para que puedan sedimentarse los sólidos. Debido a la diversidad de diseños y operación, los tanques de sedimentación pueden dividirse en cuatro grupos:

a. Tanques Sépticos.  b. Tanques de doble acción, como son los IMHOFF y algunas otras unidades  patentadas. c. Tanques de sedimentación simple con eliminación mecánica de lodos. d. Tanques para proceso de precipitación química. En muchos casos el tratamiento primario es suficientemente adecuado para que se pueda permitir la descarga del efluente a las aguas receptoras, sin que se interfiera con el uso adecuado subsecuente de dichas aguas.

C. TRATAMIENTO SECUNDARIO. Este tratamiento debe hacerse cuando las aguas residuales todavía contienen, después del tratamiento primario, más sólidos orgánicos en suspensión o solución que los que puedan ser asimilados por las aguas receptoras, sin oponerse a su uso normal adecuado.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL A los procesos comprendidos en el tratamiento secundario, se les denomina también “Procesos de Oxidación”. Con ello se consigue la

transformación de la materia orgánica en compuestos estables, orgánico o minerales, por medio de la actividad bacteriana y en la presencia del oxígeno atmosférico. Los dispositivos que se usan para el tratamiento secundario pueden dividirse en los cuatro grupos siguientes: a. Filtros goteadores con tanques de sedimentación secundaria.  b. Tanques de aeración:  Lodos activados con tanques de sedimentación.  Aeración por contacto. c. Filtros de arena intermitentes. d. Estanques de estabilización (Lagunas de Oxidación).

D. CLORACION. Este es un método de tratamiento que puede emplearse para diversos  propósitos en todas las etapas de un tratamiento de aguas residuales, y aún antes del tratamiento preliminar. Generalmente se aplica cloro a las aguas residuales con los siguientes propósitos: Desinfección o destrucción de organismos patógenos.  Prevención de la descomposición de las aguas residuales para controlar el olor y protección de las estructuras de la planta.  Como auxiliar en la operación de la planta para la sedimentación, en los filtros, abultamiento de los lodos activados.  Ajuste o abatimiento de la Demanda Bioquímica de Oxígeno. 

La D.B.O. nos determina la cantidad de oxígeno necesario para oxidar la materia orgánica de las aguas residuales, el oxígeno puede ser obtenido de los nitratos o de los nitritos contenido en esas aguas, después de la utilización del oxígeno disuelto. La D.B.O. tiene por objeto medir la cantidad de materia orgánica que contiene una muestra cualquiera mediante la determinación del oxígeno consumido por dicha muestra en un cierto tiempo (por lo general 5 días) y a una cierta temperatura (20ºC).

E. TRATAMIENTO DE LODOS. Los lodos de las aguas residuales, están constituídos por los sólidos que se eliminan en las unidades de tratamiento primario y secundario, junto con el agua que se separa con ellos. Este tratamiento tiene 2 objetivos, siendo el primero de éstos, eliminar  parcial o totalmente el agua que contienen los lodos, para disminuir su volumen en fuerte proporción; y en segundo lugar, para que se descompongan

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL todos los sólidos orgánicos putrescibles transformándose en sólidos minerales o sólidos orgánicos relativamente estables. Por último, es necesario disponer de los fangos que quedan en las cámaras de sedimentación, ya sea por el sentido de digestión o por el secado de los mismos.

TANQUES SEPTICOS

Este tratamiento es muy antiguo, la finalidad es mantener el agua servida a una velocidad muy baja, y en condiciones anaeróbicas durante 8 a 12 horas, tiempo en el que ocurrirá la sedimentación de los sólidos. Los tanques de esta clase poseen una serie de fallas, tanto como unidades de sedimentación como de digestión, principalmente por la septicidad, no se  puede confinar únicamente a los lados pues las aguas afluentes son privadas de su frescura y los sólidos levantados por los gases, formando una nata desagradable, la digestión es lenta e incompleta, aunque la septización de los flujos sobrenadantes les imparte una demanda elevada de oxígeno (inmediata) que se satisface con facilidad y rapidez por el aire, que lo que se satisface la D.B.O. de las aguas negras frescas, por consiguiente a este respecto se puede tener un beneficio, aunque desde el principio el afluente se vuelve mal oliente. Estos tanques, requieren de un gasto bajo que puede ser útil en conexión con instalaciones pequeñas (300  –   500 habitantes), en las que sus malas características se compensan en alguna forma con su simplicidad. El R.N.C. ha dictado algunas normas sobre la construcción de tanques sépticos; siendo algunas de ellas las siguientes: Los tanques sólo se permitirán en lugares rurales o sub-urbanos.  El afluente de los tanques sépticos no ingresará directamente a un cuerpo receptor de agua, sin que previamente se haya obtenido permiso de la autoridad respectiva.  El período mínimo de retención será de un día, en circunstancias especiales se aceptará 12 horas, previa presentación de un estudio justificado.  A fin de mejorar la calidad de los afluentes, los tanques sépticos podrán sub dividirse en 2 ó más cámaras. Se acepta de una sola cámara cuando el volumen es menor de 5m 3. 3   Ningún tanque séptico se diseñará para una capacidad mayor a los 20m , en primer caso cuando el volumen de líquidos a tratar sea mayor se buscará otra solución, en lo segundo, aún cuando el volumen estimado de líquidos sea menor se le dará la capacidad mínima de 3m 3.  Todo tanque séptico tendrá un espacio adicional al de su capacidad útil, destinado al almacenamiento de lodos y espuma. 

TANQUE IMHOFF A. ZONA DE SEDIMENTACION.a. Período de retención: 1.5  –  2 horas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL  b. Rata de desbordamiento: 20000l/d/m 2. c. Relación largo / ancho: 2:1 hasta 4:1. d. Inclinación de las paredes: 60º con la horizontal.

B. ZONA DE AERACION.e. 15 a 25% del área total (superficial) del tanque.

C. ZONA NEUTRA.f. Altura mínima: 46cm.

D. ZONA DE DIGESTION.g. Capacidad: 50 –  80l/p. h. Parte de la sección: troncopiramidal. i. Inclinación de las paredes: 30º con la horizontal.

E. TUBERIA DE LODOS. j. Diámetro mínimo: 8”. k. Presión hidrostática: 1.20m.c.a.

F. BORDE LIBRE.l. Longitud mínima: 50cm.

G. FUNCIONAMIENTO.Los tanques Imhoff requieren de una vigilancia diaria, si se quiere conseguir un  buen rendimiento, reduce los malos olores y evita efectos desagradables, debiendo  prestar atención a lo siguiente:  

 

Eliminar diariamente las grasas, natas y sólidos flotantes del comportamiento de sedimentación y colocarlos en el aireador. Raspar semanalmente, los lados y fondos inclinados del compartimiento de sedimentación, con un cepillo de goma, para quitar los sólidos que se hayan adherido y que puedan descomponerse. Limpiar semanalmente la ranura del compartimiento de sedimentación, con una cadena pesada de 60cm. de longitud unida a un madero. Remover toda la espuma de la cámara de sedimentación, a intervalos por lo menos una vez al día, se agitará enérgicamente por medio de un dispositivo de madera en forma de “T”, empujando hacia abajo la espuma parcialmente seca, y liberando



el gas retenido en la superficie de ventilación. Se debe descargar antes de que alcance como mínimo los 46cm. por debajo del compartimiento de la ranura de sedimentación. El lodo será extraído a intervalos de 4 a 6 semanas. Sólo se extrae las capas inferiores que ya hayan sido descompuestas por completo, dejando cierta cantidad de lodos para que sirva de siembra de bacterias anaeróbicas. Se recomienda realizar descargas en pequeñas cantidades en período de tiempo más cortos.

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 

Por lo menos una vez al mes debe determinarse el nivel a que llegan los lodos en su compartimiento, pudiendo realizarse con una madera contrapesada en forma cuadrada de 30cm. de lado, amarrada a un alambre o a una cadena, que se hace descender por el aireador, la madera se detendrá al llegar a los lodos, determinándose la distancia que existe desde la superficie al nivel de los lodos. Una vez hecha la descarga de los lodos, debe limpiarse la tubería de evacuación  para impedir que éstos endurezcan y obstruyan la tubería. En ocasiones se presenta espuma en los aireadores, que se manifiesta por la subida de espuma negra, acompañado de un olor desagradable, si no se evita, rebosará la espuma de la cámara de aireación arrastrando con ella muchos sólidos en suspensión. Estas espumas se producen por alguna perturbación en el proceso de digestión generalmente por su alta acidez. Es posible que esto suceda en los  primeros días de su funcionamiento, debido a que no haya acumulado una masa suficiente de lodo digerido. Si existen malos olores por la formación de espumas negras en los aireadores, se puede tratar colocando cal hidratada en una proporción de 2  –  5 Kg.  por cada millar de personas, hasta que desaparezca, pudiendo ser en un corto tiempo. Podría también colocarse en vez de cal, estiércol de caballo, bien maduro.  No debe ser mayor de 7.6PH en la mezcla de lodos y cal, en el compartimiento de digestión. Debe preverse un espacio en las cercanías, para el secado de los lodos digeridos, que tienen que ser necesariamente descargados periódicamente de la cámara de digestión.

ESTANQUES DE ESTABILIZACION

Llamados también Lagunas de Estabilización o de Oxidación. Una laguna de estabilización de aguas servidas residuales, es una estructura simple para embalsar agua, de poca profundidad (1  –  4m) y con períodos de retención considerable (de 1  –  40 días). Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización, se realiza en las mismas un proceso conocido como autopurificación o de estabilización natural, en el que ocurren fenómenos de todo tipo como son: físico  –   químico, bio  –   químico y  biológico.

A. LAGUNAS FACULTATIVAS. Son aquellas en que la carga orgánica es baja, entre 50 y 350 Kg. de DBO/Ha/día a alturas moderadas y temperaturas entre 10 y 30ºC, el estrato superior de las lagunas se llenan de algas microscópicas (clorellas, euglenas, etc.) que en presencia de la luz solar producen grandes cantidades de oxígeno, haciendo que el agua llegue a éstos sobrecargada de oxígeno disuelto. El estrato inferior puede estar en condiciones anaeróbicas, debido a que la penetración de la luz solar es escaza.

B. LAGUNAS ANAEROBICAS. Son aquellas en que la carga orgánica es alta, la DBO excede la producción de oxígeno de las algas. No existe un límite exacto al cual se puede garantizar si una laguna va a trabajar como facultativa o como anaeróbica. Según estudios hecho por el

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CEPIS, indica que las temperaturas entre 15 y 30ºC, hay una zona de transición entre los 300 y 600 Kg. de DBO, pudiéndose afirmar que para alturas moderadas se tienen lagunas anaeróbicas para cargas orgánicas superiores a los 600 Kg. de DBO/Ha/día. Las lagunas que reciben agua residual cruda, se denominan lagunas primarias, y las lagunas que reciben el afluente de una primaria se llaman secundarias y así sucesivamente. El proceso de estabilización que se lleva a cabo en lagunas facultativas es muy diferente del que se lleva a cabo en las lagunas anaeróbicas. Sin embargo ambas son útiles y efectivas en la estabilización de las aguas residuales. La estabilización de la materia orgánica, se lleva a cabo a través de la acción de los organismos anaeróbicos cuando no hay oxígeno disuelto, aprovechando el oxígeno presente en las moléculas de la materia que están desagregadas. Existen organismos con capacidad de adaptación a ambos ambientes, los cuales reciben el nombre de “Facultativos”.

PROCESO AEROBICO. Se realiza porque la descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo en  presencia de oxígeno, produciéndose compuestos orgánicos que sirven de nutrientes a las algas, las cuales a su vez producen más oxígeno que facilita la actividad de las  bacterias aeróbicas. El proceso de desdoblamiento de la materia orgánica se lleva a cabo con intervención de enzimas producidas por las bacterias en sus procesos vitales. A su vez las algas logran sintetizar materia orgánica que se incorpora a su propio  protoplasma, como organismos autotróficos que son. Este proceso cuando se lleva a cabo en presencia de la luz solar recibe el nombre de fotosíntesis, en el mismo se desprende oxígeno que es aprovechado por las  bacterias aeróbicas para satisfacer la DBO. Se han construído lagunas de poca profundidad (15  –   20cm) que mantienen oxígeno disuelto en todo el tirante de agua; se llaman lagunas aeróbicas y han caído en desuso por su baja eficiencia y difícil operación. En el proceso aeróbico, la estabilización de la materia se realiza sin que se presente malos olores.

PROCESOS ANAEROBICOS. Las reacciones anaeróbicas son más lentas que las aeróbicas, y los productos de las mismas originan malos olores. Los mecanismos de la descomposición anaeróbica son complejos y aún no están completamente aclaradas. En el proceso anaeróbico las  bacterias suelen aprovechar parte de los nutrientes inorgánicos en la fabricación de su  propio proceso aeróbico. Sin embargo llama la atención el hecho de que en ambos casos el resultado final es la disminución notable de las bacterias, lo cual ocurre como consecuencia del agotamiento de nutrientes y de otros fenómenos aún no muy comprendidos, en los que juega papel importante el período de retención, la temperatura y la luz solar. C. VENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE OXIDACION.   

Evacuación satisfactoria de los desechos líquidos. La evaporación de una parte del líquido, de 37  –  50cm. de agua anualmente. La eficiencia como depósito de regulación, capaz de absorber fluctuaciones rápidas en la cantidad del escurrimiento y en la calidad de los desechos.

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El tratamiento es eficiente, puesto que reduce la demanda de colifrmes en un 95% y la DBO en un 75%. Protección epidemiológica, a través de la distribución de los organismos  patógenos. Protección estratégica, con el consiguiente beneficio de peces y demás organismos acuáticos. Reutilización directa de aguas servidas, tratadas para la agricultura.

D. DESVENTAJAS DE LAS LAGUNAS DE OXIDACION.   

Produce malos olores. Para su construcción se requiere de una gran extensión de terreno plano y ubicado en un lugar estratégico, para evitar los malos olores. Requiere de un costo elevado para su conservación.

E. CARACTERISTICAS FISICAS. 1. UBICACIÓN.Terreno de mínimo valor agrícola.  Zona azotada regularmente por el viento, para favorecer la descarga natural de los gases de las aguas servidas.  Distancia mínima a la zona residencial: 500m.ç  Terreno con bajo nivel freático. 

2. FORMA.Se recomienda la forma rectangular, con lados: Ancho = 2L. Largo = 3L.  El dique será de baja permeabilidad y compactada, manteniendo taludes interiores de 1:3 a 1:5 y los exteriores de 1:3 (V: H), además tendrá un ancho de 3 –  4m.  El ancho de coronación no será menor de 3m.  Se dejará un borde libre de 30  –  70cm.  Tirante de la laguna:  Facultativas: 1 a 2m.  Anaeróbicas: 2 a 4m. 

F. CALCULO HIDRAULICO. El objeto principal de una laguna es la remoción de la carga orgánica. Los métodos más conocidos son: a. Diseño por Tasa de Trabajo.  b. Método Racional basado en la dinámica de los ciclos nutrientes y otros. c. Modelo del CEPIS. De estos 3 modelos se desarrollará sólo el MODELO DEL CEPIS, por ser el único modelo desarrollado en el Perú.

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