Resumen De Todos Los Temas.pdf

FINAL INGENIERIA SANITARIA TEMA 1: La ingeniería sanitaria- Gestión del agua y salud publica. Enfermedades de origen hídrico- Calidad de las aguas. Ingeniería sanitaria: Es considerada una medicina preventiva. Brinda herramientas técnicas para dar soluciones a los problemas directos vinculados con riesgos ambientales. Enseña cómo hacer efluentes cloacales, derivar aguas pluviales, evitar estancamientos. Aleja los desechos cloacales y los trata. OMS: Organización mundial de la salud, califica:  ·Riesgos tradicionales: Vinculados a la Pobreza e insuficiente desarrollo o Falta o limitación de acceso al agua potable y alcantarillado. o Servicios de limpieza urbana. o Vivienda.  ·Riesgos modernos: Relacionado con desarrollo pero que carece de salvaguardas significando riesgos ambientales para la salud o Contaminación del agua o Industria intensiva o Contaminación atmosférica o Empleo de plaguicidas en agricultura intensiva Factores de riesgo o Ríos y aguas subterráneas contaminadas (amenaza directa para la salud) o Contaminación biológica resultante de los desechos humanos no tratados, descargas industriales y el agua escurrida de tierras agrícolas que acarrea aguas químicas toxicas (plagicidas fertilizantes) o Contaminación de las costas o Deficiente drenaje de las aguas pluviales, da origen a estancamiento propicio para la producción de vectores de enfermedades. El riesgo se incrementa con la carencia de sistemas cloacales y/o recolección o eliminación de desechos. o Incorrecta gestión de desechos solidos; desperdicios abandonados. o Calidad del aire – que se ve afectada por la contaminación atmosférica y la del aire en interiores (quema de carbón o biomasa, combustibles de mala calidad, hornos ineficientes, mala ventilación) acarrean afecciones pulmonares agudas y crónicas.

Es necesario una correcta gestión que contemple: o Uso adecuado de las fuentes y su conservación. o Prestación de un servicio público adecuado. o Que garanticen continuidad-regularidad-cantidad-calidad-universalidad. o Asegurar una prestación eficaz o Protección de la salud pública y el medioambiente con pautas que correspondan a un servicio sustentable. La gestión (Procedimiento) de un servicio publico sanitario: o Captación del agua. o Producción del agua potable o Transporte del agua potable a través de acueductos troncales. o Distribución del agua potable a los usuarios a través de las redes o Comercialización del agua potable. o Colección de los desagües cloacales y/o efluentes industriales a traves de redes o Tratamiento y disposición de líquidos cloacales y/o efluentes industriales. o Comercialización de efluentes líquidos y los subproductos derivados del tratamiento. Este servicio público sanitario será sustentable cuando logre equilibrar la oferta y la demanda del mismo, donde la cobertura, calidad, inversiones, productividad y tarifas que reciban los usuarios respondan a un equilibrio, constituyéndola tarifa el principal elemento a tener en cuenta. La gestión del agua potable debe tener un aprovechamiento racional por parte de las entidades prestadoras. Así como por parte de los usuarios evitando derroches. ENFERMEDADES SANITARIAS: Por falta de gestión adecuada de los organismos estatales, falta de planificación, recursos económicos, humanos o de materiales y equipos, se propicia la proliferación de enfermedades debido a condiciones sanitarias inadecuadas. Enfermedades infecciosas entéricas: Tifoidea, Paratifoidea A y B, Disentería o Agentes productores: Parásitos, bacterias patógenas. o Controles: agua de calidad controlada para consumo e higiene, disposición adecuada de efluentes y residuos.

Enfermedad transmitida por vectores: Paludismo, fiebre amarilla, tifus exantemático, mal de chagas y pestes. o Agentes productores: o Mosquito (paludismo, fiebre amarilla) o Piojo y pulga (tifus exantemático) o Vinchuca (Chagas) o Una especie de pulga (peste) o Control: o o o o o

desecación de pantanos Evacuación rápida de agua de lluvia y efluentes. Drenajes Desinfección Higiene de la vivienda/ tratamientos de basura/desinfección/ adecuada recolección/ fumigación/saneamiento de puertos Enfermedades laborales y profesionales: Silicosis dermatosis saturnismo intoxicaciones. o Agentes productores: o Gases o Polvo de procesos industriales. o Ruidos o Falta de protección o Control: o Normas de higiene y seguridad o Saneamiento de los lugares de trabajo o Filtros o Protecciones Enfermedades de transmisión aérea: Tuberculosis, sarampión, viruela, resfrió, gripes y tos. o Agentes productores: o Bacilos y virus o Control: o Higiene de las viviendas o Desinfección o Ventilación y calefacción adecuada

ENFERMEDADES DE ORIGEN HÍDRICO: Enfermedades que se transmiten a través de aguas contaminadas o bien son las que se generan por falta de higiene asociada a la falta de agua. Para erradicarlas solo se requiere de agua en calidad y cantidad adecuada. La enfermedad hídrica más frecuente en la diarrea. Contaminantes: o Químicos  Hidrocarburos  Detergentes  Flúor  Arsénico o Biológicos  Bacterias  Hongos  Virus  Parásitos  Ciertas algas o Físicos  Color, olor, temperatura, turbiedad Enfermedades de origen hídrico: Anquilostomiasis, cólera, fiebre paratifoidea, fiebre tifoidea, fiebre recurrente, sarna, sífilis endémica, Cáncer de piel (arsénico), osteopatías (flúor), Metahemoglobinemia (nitratos). Las medidas de prevención debido a contaminantes biológicos pueden ser reducidos mediante la correcta limpieza, evacuación adecuada de deyecciones humanas y el correcto tratamiento y desinfección de las aguas de consumo. Calidad del agua o Características y composición de las aguas a tratar: Son aquellas que se utilizaran como fuente de ingreso a un sistema de abastecimiento publico o Subterráneas:  Mayor salinidad  Mas limpias y transparentes  Menos oxigeno o Tipo superficial:  Salinidad variable  Aspecto turbio (debido a la presencia de sólidos suspendidos de origen vegetal o mineral)  Mas oxigeno

Condiciones que debe reunir el agua: La legislación de agua potable de la provincia de Buenos Aires define: o Agua potable: Agua que cumple con todos los límites impuestos por la comisión permanente de normas de potabilidad. o Agua corriente para consumo humano e higiene: agua que no cumple con algunos de los límites impuestos por la comisión permanente de normas de potabilidad, pero su ingesta puede ser autorizada por periodos limitados. o Desagües cloacales: Líquidos efluentes de las instalaciones sanitarias domiciliarias con contenidos de impurezas biodegradables por procesos naturales o artificiales. o Desagües industriales: Aquellos líquidos efluentes de procesos productivos. o Usuario: Persona física o jurídica que recibe o está en condiciones de recibir la prestación del servicio público sanitario. o Area servida: Territorio dentro del cual se presta efectivamente el servicio de agua potable o desagüe cloacal. Diferencia entre agua potable y agua corriente: El agua potable debe cumplir con todos los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos establecidos por la ley vigente, en cambio, el agua corriente puede no cumplir con los parámetros fisicoquímicos, pero si debe ser potable microbiológicamente. Agua virtual: Costo de agua que se incluye en cualquier producto para su elaboración. Dotación aparente: Incluye el agua no contabilizada (45% se pierde en la red), incluye las industrias. *DOTACION APARENTE: la que sale de la planta dividido el numero de habitantes 670 L/hab.dia → INCLUYE EL AGUA NO CONTABILIZADA (45% QUE SE PIERDE EN LA RED), INCLUYE LAS INDUSTRIAS. NO INCLUYE LAS PERDIDAS DOMICILIARIAS.

Dotación efectiva: Domiciliaria (200 a 300 L/Hab.dia) Demanda de la población (promedio): es la dotación promedio por población (L/dia) Planta potabilizadora: es la que potabiliza el agua para consumo. Planta depuradora: Cloacal EPIDEMIA: Localizada ENDEMIA: País PANDEMIA: Internacional A) Analizar el consumo del agua (boleta). Calcular el consumo de agua potable per cápita en litros/día para un edificio de 180 personas), datos: Consumo y cant de días( Fact ABSA) *CONSUMO POR DIA: 65 m3/61dias=1,06m3/dia *CONSUMO POR PERSONA: 1,06m3/dia / 266lts/(dia.persona)

4personas

=

0,266m3/(dia.persona)

=

FUNDAMENTOS DE INGENIERIA SANITARIA, AMBIENTAL, ECOLOGICA GESTION RESPONSABLE Y SALUBRIDAD Evaluación de impacto ambiental: (estudio) o Identificación y valoración de impactos o efectos al entorno o Involucrar el medio ambiente en la planificación y en la toma de decisiones. Primer paso: plantear una descripción del medio en términos:  Físico químico  Biológico  Cultural  Socioeconómico. Etapas de la EIA (evaluación de impacto ambiental):  Selección (requiere o no evaluación ambiental  Definición del alcance (ajuste de información  Revisión (Por un ente idóneo e imparcial) Variables a tener en cuenta en la EIA de proyectos. (Factores a considerar en estudios) o Medio físico :  Geo morfología/Hidrología e hidrogeología/usos y calidad del agua/clima y meteorología/Calidad del aire/Ruido/Vibraciones. o Medio Biótico:  Fauna/Flora y vegetación/Ecosistemas o Medio socioeconómico:  Aspectos culturales/Población y demografía/ Economía / Paisaje / Sistema de transporte Metodologías de EIA: o Listas de chequeo: o Redes o Superposición de mapas o Matrices (Lista de chequeo en 2D, permite sintetizar y evaluar interacciones entre acciones del proyecto y las características ambientales o Moderación ambiental Los mayores impactos ambientales se dan en los sectores mas pobres donde aumentan los vectores de enfermedades La contaminación más peligrosa es la biológica. Proceso simple de tratamiento: Tratamiento preliminar / Tratamiento fisicoquímico / Emisarios submarinos / Lagunas / Tratamiento anaeróbico / Reutilización para riego / combinación de los anteriores.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE USAR AGUA RESIDUAL: Ventajas: Conservación del agua, reciclaje de nutrientes, evacuación de efluentes a bajo costo, disminución de contaminación de aguas superficiales, beneficio económico de sectores agrícolas que usan el recurso. Desventajas: riesgo en la salud de agricultores, comunidad cercana y consumidores de estos productos. o Los mayores consumos de agua residual tratada en los países mediterráneos tienen lugar en las siguientes actividades:  Refrigeración industrial  Irrigación agrícola o Beneficios que la reutilización de un agua residual puede producir:  Financieros (ahorro en infraestructuras)  Económicos (Incremento en los ingresos agrícolas)  Sociales (mejor acceso al agua)  Medioambientales (reduce la presión sobre ecosistemas y recursos)

TEMA 2: El flujo de un líquido en canales en general, se da con una superficie libre. El flujo en tuberías puede ser con superficie libre o bajo carga, dependiendo si la conducción fluye llena o no. Ambos flujos se basan en adaptaciones de tres ecuaciones básicas de la mecánica de fluidos:  Ecuación de continuidad  Ecuación de conservación de la energía  Ecuación de cantidad de movimiento FACTORES QUE AFECTAN EL FLUJO EN CANALES Y CONDUCTOS CERRADOS.  Caudal  Pendiente  Área de la sección transversal  Rugosidad  Condiciones de flujo (en cañerías: llena, parcialmente llena, permanente o variada)  Presencia o ausencia de obstrucciones, curvas, etc.  Naturaleza del liquido (peso especifico, viscosidad) Caudal (gasto volumétrico): Cantidad de un líquido que pasa por unidad de tiempo que pasa a través de una sección de control. Q=Vel.A [m/s . (m2)] Q= Vol/t [m3/s] Q = Velocidad x Area = Volumen / tiempo 1 m3/hora = 1000 litros/hora = 0,277 litros/seg = 4,4 galones/minuto 1m3/seg = 3600 m3/h = 1000 litros/seg = 84600 m3/dia

Presión: Parámetro que relaciona fuerza por unidad de área perpendicular a su dirección. Un liquido en reposo o circulando a cielo abierto sometido a una presión atmosférica, tiene una presión relativa igual a cero, pero si medimos la presión absoluta, esta sería 1.02Bar = 1.033Kg/cm2 (ABSOLUTOS) Pabs = Patm + Prel

Altura de columna de líquido: Este parámetro dice cual sería la altura que alcanzaría una columna de líquido alojada dentro de un tubo vertical conectado a un conducto o recipiente presurizado. La altura de la columna de líquido es directamente proporcional a la presión dentro del caño e inversamente proporcional al peso especifico. 1kg/cm2 = 10mca

Altura manométrica de una bomba: Expresa la energía de presión que una bomba debe aportar para elevar un liquido hasta alcanzar el nivel deseado. Esta relacionada con la ecuación de Bernoulli, que expresa el principio de conservación de la energía para todo fluido que circula en un conducto cerrado La altura manométrica representa la cantidad de energía que es necesario aportar a 1kg de liquido para que se cumpla el principio de igualdad energética cuando la energía entre dos puntos de control (a un lado y a otro de la bomba) no es el mismo. Hbomba=Kg.m/Kg=m Línea piezometrica: Es la línea que conecta los puntos a los que el liquido puede subir en distintos lugares a lo largo de la tubería o conducción. En el caso de canales, la línea piezometrica coincide con el perfil de la superficie de agua Línea de energía: La energía total del flujo en cualquier sección, respecto a una de referencia dada, es la suma de la altura de elevación (z), la altura de carga correspondiente (P/γ) y la altura de presión dinámica (v2/2g) Energía especifica (altura de carga): Es la suma de la altura piezometrica y la altura de presión dinámica (v2/2g) medida desde el fondo del canal. Este concepto es para análisis de flujo en canales Flujo permanente: Las partículas que se suceden en un mismo punto tienen misma velocidad, densidad y presión. El caudal de cualquier sección es constante. Flujo uniforme: Calado, sección, constantes de sección a sección →Q1 = Q2 → SECCION CTE→ A1 = A2 , V1 =V2 ,Q1 = Q2 ,V1 x A1 = V2 x A2

Flujo no uniforme: pendiente, área de la sección, velocidad cambiante de una sección a otra. Ejemplo: flujo no uniforme, permanente. (Venturi) →Q1 = Q2 → A1 < A2 , V1 >V2 → PERMANENTE NO UNIFORME RETARDADO →Q1 = Q2 → A1 > A2 , V1
Flujo variable: se considera variado si el calado cambia a lo largo del canal. Ejemplo: red de agua, colectora cloacal, canal. Ecuación de continuidad (conservación de las masas): Para fluidos en flujo permanente, e incompresibles (Q=cte) V1.A1=V2.A2=Q=cte V1>V2: Flujo desacelerado o retardado. V1
Ecuación de Bernoulli (Conservación de la energía): Planteada para cualquier tipo de flujo, de fluido ideal (sin viscosidad) que circula entre dos puntos de control P1/γ + Z1+V12/2g= P2/γ + Z2+V22/2g Z1, Z2: cotas de nivel o energía de posición P1,P2: Presiones del liquido V12, V22: Velocidad del liquido A lo largo de cualquier línea de corriente, la suma de las alturas cinéticas (V2/2g), piezometricas (P/γ) y potencial (z) es constante. Hipótesis:  Desplazamiento del liquido sin fricción (no se considera viscosidad)  Movimiento permanente  Flujo a lo largo de un tubo de corriente (de dimensiones infinitesimales)  Liquido incompresible. Esta ecuación mide cantidad de energía por unidad de masa. O sea, la cantidad de kg.m para cada kilo de líquido que circula, lo que da en MCA Ecuación de Bernoulli para líquidos reales: P1/γ + Z1+α.V12/2g+H= P2/γ + Z2+α.V22/2g+ΔH ΔH: perdida de carga o energía (disipada en forma de calor) por conservación de las fuerzas de fricción. α: Coef de Coreolisis (por la existencia de una distribución de velocidades en una misma sección. H:Energia que toma (turbina) o entrega (bomba) una maquina hidraulica Calculo de altura de bombeo: Hb: (Z2-Z1) + 1/2g. (v22-v12)+1/γ.(P2-P1)+∆H Si se consideran las velocidades despreciables y ambas presiones atmosféricas Hb: (Z2-Z1)+∆H [m] Perdidas de carga: se producen por efecto de la circulación del fluido dentro de una cañería o canal como consecuencia de la fricción del liquido contra las paredes del tubo o canal, y también de la propia fricción de las partículas entre si (viscosidad) j=J/L=λ.V2/2g.d λ: coef perdida de carga, depende de rugosidad y Numero Reynolds j= perdida de carga unitaria por metro lineal de tubería d= diámetro Otras perdidas de carga: Perdidas localizadas por accesorios (válvulas, codos, curvas) se expresan como longitudes equivalentes del tubo recto. J=k.V2/2g K=cte adimensional que varia para cada accesorio. Potencia hidráulica: mide el trabajo realizado por el líquido por unidad de tiempo Ph= Q.p = Q.H.γ m3/s . m. kg/m3 [kgm/s] (Potencia) (1Kgm/s)/75 = 1CV (1kgm/s)/76.2 = 1HP

Potencia mecánica: Es la potencia absorbida por la bomba, Pm>Ph Pm=Ph/η η: Rendimiento de la bomba <1 ECUACIÓN DE BERNOULLI, EJERCICIO: CALCULAR LA ALTURA “y”

2

2

V1 + (y +2m)= V2 + 1m => Despejo y= 2g 2g *CALCULAR VELOCIDAD SECCION DE MENOR DIÁMETRO Q1 = Q 2 V1 x A1 = V2 x A2 V1 x (π.d12/4) = V2 x (π.d22/4) V2 =….. * TUBERÍA RAMIFICADA: VELOCIDAD EN TUBERÍA DE xx mm DIÁMETRO? Q1 = Q 2 + Q 3 Q1 = V2 x (π.d22/4) + V3 x (π.d32/4) DESPEJO V CAUDAL EN CADA TUBERÍA? CALCULO Q1 = Q2 + Q3

TEMA 3: Estudios para un proyecto de abastecimiento de agua. Sistema de abastecimiento de agua Conjunto de obras, equipos y servicios destinados al suministro de agua potable para consumo domestico, industrial, servicios públicos y otros usos. Es necesario realizar tareas de campo, laboratorio y gabinete. EL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE COMPRENDE:  Captación o toma de agua  Conducción principal de agua cruda  Tratamiento de potabilización  Tanque de almacenamiento o cisterna  Tanque de almacenamiento y distribución, elevados  Estaciones de Bombeo (cuando sean necesarias) de agua cruda como de agua ya potabilizada PARA EL DISEÑO DE ABASTECIMIENTO SON REQUISITOS BASICOS:  Fijación de la cantidad de agua a suministrar – Determina la capacidad de las distintas partes del sistema  Relevamiento planialtimétrico  Estudios de calidad y cantidad de agua disponible en las fuentes  Conocimiento del suelo y subsuelo  Antecedentes  Población futura RECOPILACION DE ANTECEDENTES Y ESTUDIOS DE CAMPO o Aspectos Físicos:  Meteorológicos:  Temperatura media  Máxima media anual (mayor consumo)  Mínima media anual (precauciones por congelamiento)  Precipitación media anual (recarga de acuíferos, caudales de cursos superficiales)  Evapotranspiración  Vientos (Dirección, velocidad media)  Topográficos:  Recopilación de mapas, fotografías aéreas, planos altimétricos, planos catastrales  Realizar relevamientos altimétricos para obtener mayor información

 Geológicos (estudios de los distintos estratos del suelo):  Reconocimiento geológico de la superficie del lugar  Recopilación de estudios geológicos realizados  Datos de profundidad media de aparición de rocas y afloramientos  Características geológicas y geotécnicas del suelo  Hidrogeológicos (estudio del agua subterránea-napas):  Reconocimiento hidrogeológico de la superficie  Recopilación de estudios hidrogeológicos realizados  Áreas de recarga  Antecedentes sobre piezometrica del agua subterránea, fluctuaciones, profundidad media de la napa freática, zonas de recarga, almacenamiento y descarga, ensayo de bombeo  Extracción en campo de la napa freática y de los diferentes estratos  Geomorfológicos:  Recopilación de estudios y mapas geomorfológicos existentes  Identificación de zonas singulares (zonas inundables, salinizadas, erosionadas)  Características de la fisiografía y el paisaje  Edafológicos (Estudia el ultimo estrato del suelo “el ultimo metro”):  Tipos y distribución espacial de suelos  Susceptibilidad a la erosión  Déficit/exceso de agua en suelo  Permeabilidad del suelo  Red de drenaje natural y artificial  Geotécnicos:  Recopilación de estudios geotécnicos existentes  Información sobre características del subsuelo y determinación de la capacidad portante del suelo  Tipo de material constitutivo del suelo (rocas, gravas, suelos finos)  Posición del nivel freático  Hidrológicos (estudia la lluvia, área de la cuenca, pendiente):  Datos pluviométricos e hidrométricos existentes  Reconocimiento general de la cuenca  Formas, pendiente, longitud del cauce, curvas

 Hidráulicas (cuestiones antropicas):  Serie de niveles y caudales de los cuerpos de agua, capacidad de conducción  Obras antropicas  Levantamiento batimétrico  Niveles máximos y mínimos de agua y precipitaciones y excepcionales o Aspectos Sanitarios: Esta información permitirá justificar la necesidad de un proyecto a financiar. Se deberá recopilar información existente y datos estadísticos de los establecimientos asistenciales, centros de salud…respecto a:  Epidemiologia: son endemias relacionadas con el agua y las excretas  Mortalidad infantil  Enfermedades de origen hídrico  Capacidad de los establecimientos asistenciales  Datos de contaminación actual y potencial de los cuerpos de agua  Examen físico, químico y bacteriológico de los cuerpos de agua o Aspectos Ambientales: Esta información será la base de una correcta EIA.  Recopilación de mapas de vegetación, especies de interés epidemiológicos, calidad de los cuerpos de agua (concentración de coliformes), disponibilidad de hábitat para aves acuáticas migratorias o Aspectos Socio - Ecológicos:  Tipos y frecuencias de usos antropicos  Valoración simbólica de los bienes y servicios de los sistemas ecológicos por parte de la comunidad  Datos sobre el uso de la flora y fauna local  Actividades de las ONG  Legislación vigente de protección y manejo de la flora y fauna

o Aspectos relacionados con las fuentes de abastecimiento: Ante una nueva obra de captación es necesario evaluar la información existente sobre las fuentes superficiales y subterráneas respecto a la cantidad y calidad de las mismas.  Superficiales (aforos para determinar el caudal, capacidad máxima y mínima, disponibilidad del recurso)  Datos físicos químicos de las aguas crudas: turbiedad y color, concentración de arsénico, flúor y metales, oxigeno disuelto, velocidad de sedimentación  Datos biológicos: concentración de coliformes, sectores de enfermedades  Datos varios: obras existentes y otros usos de la fuente, niveles guía de la calidad del agua, información de los usos previstos de la fuente, cuerpo receptor, indagar sobre posibles fuentes de contaminación.  Subterráneas (características de las fuentes freáticas que permita especificar el tipo y dimensionamiento básico de las obras a ejecutar). Ubicación, nivel piezometrico estático, profundad y espesor de acuífero. o Aspectos socio económicos y demográficos  Población actual y futura  Población temporaria (turistas)  Verificación de la existencia de estudios estadísticos sobre la evolución de edificaciones, conexiones de agua  Principales industrias, actividades agropecuarias de la región  Información sobre recaudación de impuestos (que % de la población paga los impuestos para que la empresa pueda cubrirse al momento de cobrar por su servicio) o Infraestructura Urbana: Toda información sobre desarrollo urbano actual y futuro del área a abastecer será imprescindible para establecer las áreas a servir, los caudales de proyecto y en consecuencia la magnitud de las obras a ejecutar.  Planes maestros de desarrollos urbanos  Zona de crecimiento  Terrenos disponibles para ubicación de las obras de saneamiento  Catastro de sistema de agua y desagües cloacales, energía eléctrica  Radios servidos de energía eléctrica, trazos de líneas de media tensión en el área de interés del proyecto y potencia disponible

ABASTECIMIENTO ACTUAL DE AGUA (si ya existe)  Calidad de agua para consumo (perforaciones o superficiales)  Planos de la red  Evolución del número de conexiones y de la población servida  Identificación de los grandes consumidores (industrias)  Índice de morosidad (recaudación) o Aspectos institucionales  Empresas que prestan el servicio  Entes de regulación  Leyes y ordenanzas o Aspectos comerciales  Catastro de clientes  Sistema de facturación o Aspectos operativos  Catastro de instalaciones  Macro medición  Balances hídricos, agua no contabilizada  Detección y reparación de fugas SISTEMA DE DISPOSICION DE EXCRETAS Esta información es necesaria ya que la existencia de un servicio de desagües cloacales influyen en los consumos de agua potable. Se requiere analizar:  Sistema de disposición de efluentes  Tipos de efluentes  Tratamiento y disposición final de las excretas  Capacidad y funcionamiento de los sistemas SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL Se requiere recopilar información sobre la situación de los desagües pluviales existentes y planos de la red, e identificar el organismo responsable de su rendimiento. LIMPIEZA PUBLICA Recolección y disposición final de los residuos sólidos, área cubierta, lugar de disposición. ASPECTOS LEGALES  Normativa vigente relacionada con restricciones al derecho de la propiedad, expropiaciones  Normas locales y reglamentaciones administrativas  Alternativas de financiación  Normas relacionadas con los impactos ambientales

COSTO DE MANO DE OBRA, MATERIALES Y ENERGIA Estos costos en general varían significativamente de acuerdo al lugar, cercana a centros urbanos importantes… se deberá relevar:  Costos y disponibilidades de materiales  Existencia de empresas constructoras  Precios de los servicios públicos  Existencia de talleres mecánicos  Precio de combustible La carencia de mano de obra especializada, materiales y/o energía en el lugar harán más costosa la obra. INSPECCIONES VISUALES O DE CAMPO Es necesario visitar el lugar, certificar la información y confirmar los antecedentes mediante estudios de campo. TRABAJOS Y ESTUDIOS EN GABINETE Una vez realizada la recopilación de antecedentes y relevamiento de campo, en gabinete se realizara el ordenamiento de la información recogida y se analizara a fin de tomar las decisiones respecto al proyecto y a los datos que puedan faltar. PARAMETROS BASICOS DE DISEÑO o Periodo de diseño: Tiempo entre la puesta en servicio del sistema y el momento en que se agota la vida útil no cumpliéndose las condiciones ideales de funcionamiento. Dependen de:  Vida útil de las estructuras y equipos  Facilidad o no para realizar ampliaciones  Crecimiento demográfico, comercial o industrial  Tasas de interés o Tiempos de los Periodo de diseño:  Sistema de captación  Superficiales: 20 años  Pozos: 10 años  Obras civiles  General: 20 años  Instalaciones electromecánicas  General: 10 años  Medidores domiciliarios  General: 5-8 años  Líneas de impulsión y redes de distribución  General: 15 años

o Proyecciones de población: Es bastante incierto el cálculo del número de habitantes y su crecimiento tanto espacial, temporal y estacionalmente, pues influyen diversos factores: DE QUE DEPENDE EL INDICE DE CRECIMIENTO POBLACIONAL?

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Establecimiento de industrias Mejoras en la agricultura Nuevas vías y medios de comunicación Avances en la medicina Avances o mejoras en las condiciones de agua potable y saneamiento

o Métodos de cálculo: Para aquellas localidades que han sufrido un aporte migratorio o un incremento de la población importante en el pasado reciente (instalación de industrias, mejores niveles de vida) y cuyo crecimiento futuro predecible sea de menor importancia.  Curva logística  Tasa geométrica decreciente  Relación – tendencia  Incremento relativo  Método de los componentes CONSUMOS  Dotación media anual efectiva: cantidad de agua promedio consumida en un determinado año “n” por cada habitante servido por día.  Dn (lts/hab.dia)= consumo total residencial durante el año ”n” 365 dias . población total servida al año “n” Dn (lts/hab.dia)= ___V____ 365 . Pob  Dotación media anual aparente: Es el cociente entre el consumo medio diario total de agua potable del año “n” por cualquier concepto (consumo residencial y no residencial) y la población total servida exclusivamente. Puede usarse para realizar cálculos estimados o comparativos.  Dan (lts/hab.dia)= _Vmedio_ 365 . Pob  Calculo de consumos: En el caso de no existir registros confiables de micro y macro medición de agua potable se puede utilizar registros pertenecientes a localidades de características similares.

De existir registros confiables; es conveniente que los mismos abarquen los últimos 36 meses.  Diferencia en los consumos:  Cambios en las costumbres de la población en el tiempo (mayores condiciones de higiene personal)  Distintas costumbres de la población según el lugar (mayor riesgo en zonas áridas)  Cambios tecnológicos que generan mayor consumo (lavarropas, lavavajillas)  Distintas condiciones meteorológicas  Existencias de redes cloacales  Valor de la tarifa  Presión en la red (> presión – y perdidas) CAUDALES Las causas que afectan el consumo de una población actual generalmente a través del tiempo, durante las horas del día, de un día respecto a otro día, o de una estación a otra.  QAn: caudal mínimo horario del año “n”  QBn: caudal medio mínimo diario del año “n”  QCn: caudal medio diario del año “n”  QDn: caudal medio máximo del año “n”  QEn: caudal máximo horario del año “n” Si relacionamos los distintos caudales obtenemos coeficientes de relación que son útiles para determinar el caudal de diseño en cada parte de una instalación de suministro de agua potable, pues cada estructura componente del sistema se dimensiona en función de distintos caudales.  1n: coeficiente máximo diario del año “n” (1n=QDn/QCn)  2n: coeficiente máximo horario del año “n” (2n=QEn/QDn)  n: coeficiente total máximo horario del año “n” (n=1n. 2n =QEn/QCn)  1n: coeficiente mínimo diario del año “n” (1n=QBn/QCn)  2n: coeficiente mínimo horario del año “n” (2n=QAn/QBn)  n: coeficiente total mínimo horario del año “n” (n=1n . 2n =QAn/QCn) QCn = QCres (residenciales)+ QCnores (no residenciales)+ QCgus(grandes usuarios) Grandes usuarios: Se consideran gastos puntuales cuando el valor máximo horario previsto sea mayor o igual a 5 veces el consumo máximo horario de una conexión típica de la localidad. Pob →   cuanto más grande es la población hay mayor consumo durante todo el día, por lo tanto el pico se atenúa.

QS (caudal de salida en cada etapa) = Qi (caudal q ingresa en cada etapa) - ∆i (agua consumida en el proceso) – Anc(agua no contabilizada por: fallas técnicas (At), administrativas (Aa) y contables (Ac)) AGUA NO CONTABILIZADA Es la diferencia entre el agua medida que ingresa a la red y la suma de los consumos medidos por los volúmenes registrados en los micro medidores de los usuarios. Suele medirse como % del agua producida efectivamente entregada a la red. En sistemas nuevos de abastecimiento → ANC = 20% DETERMINACION DEL CAUDAL DE DISEÑO Correspondiente al consumo máximo horario de la población de diseño más el A NC Rendimiento de la red η = (1 – ANC) / 100  Qdiseño= n . consumo medio horario η ¿CON QUÉ CAUDAL SE CALCULA LA CAÑERÍA? SE CALCULA CON EL CAUDAL MÁXIMO HORARIO DEL DIA DE MÁXIMO CONSUMO

DEMANDA DE SERVICIO Es la calidad y cantidad de agua que satisface los requerimientos de los usuarios, incluyendo además aquellos usos no directamente requeridos por los usuarios residenciales, pero que hacen a toda la infraestructura social y al abastecimiento en particular.  Condiciones para la satisfacción de la demanda:  Limitaciones para conducción insuficiente  Estado operativo de las redes (caudales insuficientes y baja presión)  Inadecuada calidad del agua  Régimen tarifario

INCIDENCIAS DEL PROYECTO SOBRE ATRIBUTOS AMBIENTALES, IMPACTOS Y MEDIDAS DE MITIGACION Todo proyecto debe contar con una EIA para identificar, valorar y cuantificar los impactos ambientales que genera la obra… y un plan de manejo de protección y monitoreo ambiental (PMA) para elaborar un conjunto de medidas para salvaguardar la calidad ambiental en el área de influencia del proyecto. Los procedimientos ambientales formulados en el PMA deben implementarse durante la construcción y también durante la operación. Se deberá realizar un estudio ambiental preliminar EAP orientado a determinar el alcance de los problemas ambientales que genera el sistema de abastecimiento de agua propuesta y analizar ventajas y desventajas de las distintas alternativas del mismo.  El EAP deberá contar con:  Resumen ejecutivo  Introducción  Metodología – Area de influencia  Consideraciones legales  Alternativas técnicas  Diagnostico ambiental  Conclusiones  Biografía  Equipo técnico…

TEMA 4: Almacenamiento y regulación de la presión. FUNCION DE ALMACENAMIENTO:  Regulador el caudal pico  Disponer de reservas estratégicas Dimensionado:  Volumen necesario para la regulación entre producción y demanda  Reservas para combatir incendios  Reserva necesaria para una introducción de energía o de las fuentes de abastecimiento FUNCION DE REGULACIÓN DE PRESIÓN: De acuerdo a su ubicación topográfica, su propia elevación o mediante tanques hidroneumáticos, se debe asegurar una presión disponible en el punto mas alejado y mas elevado de 12mca. CAPACIDAD DE LAS CISTERNAS Y TANQUES: Vmin= 25% del gasto medio diario→ representa una reserva del orden de 6hs para considerar una interrupción de energía o de la fuente de abastecimiento  Se aumenta este volumen cuando se utilice el almacenamiento para uso de la planta de potabilización.  Se reduce en sistemas con conducciones de escasa longitud entre el almacenamiento y la distribución, cuando se cuente con dos fuentes de energía independientes (puede disminuirse o distribuirse) En el caso de fuente subterránea, se puede reducir el volumen de almacenamiento pues se considera que el acuífero cumple con las funciones de reserva. Para el caso de captación superficial, se puede distribuir el volumen de almacenamiento entre una cisterna enterrada y una o varios tanques elevados. En todos los casos se debe cumplir con las reservas contra incendios en las que el volumen debe separarse físicamente del volumen de las reservas para la regulación y no ser afectadas por esta. UBICACIÓN DEL TANQUE (por razones económicas):  Próximos de la fuente de abastecimiento o planta de tratamiento.  Cerca de las zonas de mayor consumo (centro)  Zonas altas de la localidad.

MATERIALES DE LOS TANQUES: Deben ser durables, impermeables y de resistencia estructural adecuada.  Cisternas (HºAº o mampostería)  Tanques elevados (HºAº, PRFV, Metálicos (económicos inicialmente pero de fácil corrosión. Lo que exige mantenimiento)) DISEÑO Y CONSTRUCCION DE TANQUES Y CISTERNAS  ELEMENTOS  Cañería de entrada y salida con sus correspondientes válvulas  Cañería de desborde  Cañería de limpieza con su válvula de cierre, diámetro suficiente para vaciar en 2 a 4 horas  Dispositivo de bypass Ø> Ce y Cs  Sumideros con pendiente mínima 2%  Ventilación > 2  Indicador de nivel de agua  Caudalimetro  Iluminación externa e interna  Entrada de hombre  Escalera interior y exterior  Pararrayos CONSIDERACIONES SANITARIAS Las reservas deben estar contra cualquier tipo de contaminación.  Impedir la entrada de personas no autorizadas.  Cisternas enterradas en cota superior al de agua freática y sobre cota de inundación con pendiente  Cañerías de desborde y desagües no conectados directamente a albañales o cloacas.  Ventilación y extremo de desborde protegidos (que evite entrada de polvo)  Tanques elevados de depósito de basura  Volumen dividido en dos para limpieza sin interrupción.  Evitar puntos de aguas muertas. CONDUCCIONES DE AGUA CRUDA Y AGUA TRATADA:  Velocidades y diámetros.  Agua cruda → Velocidad entre 0.45 y 3m/s. Diámetro mínimo - Pelo libre 100mm – A presión 50mm  Agua tratada → La velocidad depende de los diámetros – Entre 0.3 (Es menor porque no tiene sedimentos) y 0.9m/s (Es menor porque la que transporta agua cruda soporta mayor absorción.

PENDIENTES No deben colocarse horizontales a fin de acumular el aire en los puntos altos y los sedimentos en los puntos bajos para su posterior eliminación por medio de Válvula de limpieza y Válvula de aire. Agua cruda: Pend mínima: Cuando el aire circula en sentido del agua 3‰, contrario a la dirección del agua: 6‰ Agua potable: Pend mínima: Cuando el aire circula en sentido del agua 2‰, contrario a la dirección del agua: 5‰ Tapada mínima: 1m (0.8m para diámetros menores a 250mm) OBRAS DE ARTE Puentes, sifones, cruces de calle, rutas nacionales o provinciales, vías férreas o para salvar cruces de ríos o depresiones del terreno. Deben proyectarse de forma tal que garanticen durabilidad, permanencia y buen funcionamiento de las obras. REDES DE DISTRIBUCION Sistema integrado por una serie de tuberías generalmente enterradas y sus piezas de unión y accesorios para operarlas, cuya función principal es conducir agua en forma continua para prestar servicio a los consumidores, en cantidad y presión adecuada. Está formada por cañerías maestras o principales, secundarias y subsidiarias con sus válvulas y piezas especiales. Cañerías principales: >Ø, abastecen a las cañerías secundarias y en algunos casos a las conexiones domiciliarias. Cuando la red es cerrada forman mallas. Cañerías secundarias: <Ø, abastecen las cañerías domiciliarias. Están comprendidas entre las mallas, entre secundarias no se usen sino que se cruzan. Nudo: punto de la red donde se empalman las cañerías. Gasto hectometrico (lts.hm/seg) = Qc/LH Hidrantes: sobre tuberías con Ø nominal 75 mm o superior, en vereda, cercanos a las esquinas y con una distancia máxima de 200 mts entre ellos. Se tiene en cuenta el largo de la manguera de 100 mts. Si se cuenta en la esquina con cañería maestra o secundaria se ubica en la maestra.

ESTUDIOS DE PUENTES Y CAPTACIONES SUPERFICIALES El objeto de los estudios para el aprovechamiento de fuentes de agua superficial para la provisión de agua potable deberá permitir evaluar:  Caudal disponible: depende de factores como IDF, clima, vegetación, características geográficas, topográficas y geológicas de la cuenca de aporte.  Crecida máxima: en relación a la seguridad de la obra de toma y las restantes instalaciones del sistema  Calidad de agua cruda y su variación estacional: Para establecer el tratamiento de potabilización que permita ajustarla a las normas de calidad del agua de consumo. La calidad del agua depende de los microorganismos, materias orgánicas y minerales presentes. FUENTES DE AGUA  Ríos o arroyos  Lagos, embalses y lagunas  Manantiales  Agua de lluvia  Otras  Canales de riego  Derivación desde obras existentes de provisión de agua potable  Agua de mar. CAPTACIONES SUPERFICIALES Elementos constitutivos de las obras de toma Al margen de las estructuras fundamentales como las estaciones de bombeo, presas, vertederos y obras civiles que es necesario prever según cada caso particular, existen una serie de elementos complementarios que son habituales:  Rejas: están constituidas por barras paralelas o de una lamina perforada. Su finalidad es impedir el paso del material grueso hacia el sistema de conducción (25mm). Pueden encontrarse dispuestas transversalmente (inclinación entre 10% y 20% aguas abajo) o paralelamente a la dirección de la corriente (inclinación 75% a la horizontal)  Caños filtros: cuando por la cantidad de partículas a captar en el agua fuera necesaria su retención previamente al ingreso a las conducciones o bombas. Están hechas de hierro galvanizado, acero inoxidable, plásticos… Se diseña en base a: Caudal a captar, Velocidad de aproximación (<0.15m/s para evitar succión de elementos grandes), abertura y tipo de ranura u orificio, y la superficie neta de captación.

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Desarenadores: cuando el agua a captar contenga sólidos pesados en suspensión que deban ser eliminados, corresponde proyectar desarenadores para no dañar las instalaciones o equipos aguas abajo. Se determina su longitud en función de la velocidad de la corriente, velocidad de sedimentación de las partículas que se pretende eliminar en un 100%. Conductos: Para las conducciones desde la captación hasta el desarenador o la estación de bombeo, según el caso, se determinaran los Ø necesarios. Canales: Debe tratar de evitarse todo escurrimiento cercano al crítico. Las velocidades deben ser tales que no produzcan sedimentación ni erosiones. Dispositivos de control y medición de caudal: deben preverse compuertas, válvulas y macromedidores, en relación a las características de la obra de toma y a las necesidades para la operación y mantenimiento.

TIPOS DE OBRA DE TOMA Según sea la ubicación y tipo de obra: 

TOMAS SUMERGIDAS DIRECTAS EN EL FONDO DE UN RIO O EMBALSE  Aplicación: Para embalses, lagos, ríos de llanura con márgenes MUY extendidos relativamente libres de material de arrastre, no navegables (si son navegables, que no se dificulte la instalación de la toma)

Vaprox < 0,15 m/s – Ømin= 200mm - piedra partida – base de H 20 com vinculado a pilotes – Conducto perpendicular a la dirección de la corriente  Diseño: prácticamente no se requiere obra civil, o su envergadura es mínima. La captación puede consistir fundamentalmente en uno o dos conductos (según la importancia del suministro). Estos conductos de toma deben penetrar en el lecho del curso o lago, de modo de quedar por debajo del nivel de máxima bajante extraordinaria, y por encima del correspondiente al nivel de embanques. En el caso de dos conductos (para prevenir las interrupciones temporarias de suministros) cada una deberá poder conducir el caudal de diseño. El agua captada por el caño filtro o cámara sumergida, usualmente se la conduce hasta una estación de bombeo y de allí es impulsada hasta la planta potabilizadora.

Es conveniente que el o los conductos sean protegidos superior o lateralmente por un pedraplén. El trazado debe poseer la menor longitud y con la mínima cantidad de piezas especiales para no generar grandes pérdidas. La limpieza puede hacerse por inversión de la corriente. Es ventajoso contar con una doble cañería. 

PLATAFORMAS EN RIOS ANCHOS O EMBALSES o Muelles de toma:

 Aplicación: Para el caso de ríos con fuertes variaciones de nivel, especialmente si son aprovechables obras costaneras ya existentes como muelles, puentes, defensas (En caso de no existir, pueden construirse muelles de toma)  Diseño: Estructura apoyada en el lecho del rio que sirve de soporte a la cañería hasta la orilla, la que puede actuar en su recorrido como cañería de aspiración o impulsión, según si las bombas son sumergibles o no y si la estación elevadora se emplaza en el mismo muelle o en la costa.  Debe estar ubicada en una zona no afectada por erosiones ni por embancamientos.  La boca de captación debe ampliarse respecto a la cañería para obtener Vaprox<0.15m/s  Son recomendables las bombas de tipo pozo produndo.  Si se utilizan bombas no sumergibles, se colocaran a una altura mayor al nivel máximo.  Si se utilizan bombas sumergibles, se colocaran por debajo del nivel mínimo.  En caso de ríos navegables, el muelle debe estar convenientemente balizado a fin de señalizar el obstáculo que constituye.

o Torres de toma:

 Aplicación: Para abastecimiento de envergadura que capten agua en ríos importantes, lagos, o embalses, en los que se busque obtener una mejor calidad de agua alejando la toma de la costa.  Diseño: estructura elevada y apoyada en el lecho del rio, en las que ingresa el agua para ser derivada a la cañería de aducción aun en bajantes ordinarias. Puede arrancar horizontal o ingresar verticalmente al interior de la torre. Los orificios de ingreso de agua deben contar con rejas y compuertas con los dispositivos de limpieza y accionamiento correspondiente. Pueden captar agua a diferentes niveles. Si el cierre de compuertas pudiera dejar sin agua al interior de la torre de toma, debe tenerse en cuenta que la misma puede quedar sujeta al riesgo de la flotación. 

PLATAFORMAS FLOTANTES EN RIOS O EMBALSES

 Aplicación: cuando se presentan dificultades como:  Existencia de grandes fluctuaciones de nivel  Calidades de agua muy diferentes según el nivel  Márgenes o lechos que no permitan garantizar la seguridad estructural de la obra civil a un costo razonable.

 Diseño: La balsa o plataforma flotante compuesta por tambores metálicos unidos mediante un bastidor protegidos contra la corrosión. Existen dos casos:  Equipos de bombeo y filtros de toma sobre una misma plataforma: se suele utilizar bomba centrifuga por su menor tamaño, peso y costo inicial. La cañería de impulsión debe ser flexible  Equipo de bombeo sobre el margen y filtro en la plataforma: bomba y motor por encima del nivel de aguas máximas. Cuidando que el nivel mínimo no sobrepase la altura de succión limite. En ambos casos es conveniente anclar la plataforma en tres puntos con guinches para permitir variar la posición de la plataforma, el conducto de aspiración debe resistir sin deformación los esfuerzos de succión, la sumergencia del filtro debe evitar la captación de deshechos flotantes, algas… Limitaciones: Existencia de corrientes fuertes, márgenes del rio con mucha pendiente, tráfico fluvial intenso, lecho del rio inestable que dificulte el anclaje de fondo. 

TOMAS CON OBRAS TRANSVERSALES A UN RIO o Tomas rejas

 Aplicación: Para zonas montañosas, cuando se cuenta con buena fundación o terrenos rocosos, y en el caso de grandes variaciones de cauda en pequeños cursos de agua.  Diseño: debe estar constituido por:  Rejas de captación perpendicular a la dirección de la corriente.  Canal de captación  Tubería o canal de conducción ( fuerte pendiente)  Compuerta que regule los caudales  Cámara desarenadora Si la obra lo requiere, se proyecta un muro de encauce transversal que oriente el agua hacia la reja.

El agua es captada en la reja y conducida por gravedad a lo largo del canal colector, en cuyo tramo final contara con una compuerta que regulara el caudal y desembocara luego en la cámara desarenadora. Desde allí hasta la potabilizadora. El ancho de fondo deberá permitir operaciones de limpieza. Aguas arriba y debajo de la obra se deberá realizar un enrocamiento a lo largo de la longitud como protección contra la erosión. Se proyecta el muro vertedor que permita el paso de una crecida con 20 años de recurrencia. o Tomas laterales con presa de derivación

 Aplicación: son económicas, para cursos de agua angostos y con épocas de estiaje prolongadas; la presa eleva el pelo de agua para que alcance una altura adecuada y constante sobre la boca de captación.  Diseño: El muro vertedor deberá permitir la descarga del agua no captada (y el paso de la crecida para una recurrencia de 20 años) Con el fin de evitar sedimentaciones aguas arriba de la presa (por las bajas velocidades) se proyecta un canal de limpieza lateral de fuerte pendiente para forzar el arrastre. Aguas abajo del muro, las velocidades aumentan por lo que se proyectan dispositivos disipadores de energía.

o Tomas incorporadas a una presa de embalse:

 Aplicación: en los casos en que por limitaciones de la fuente superficial, se requiere cubrir la demanda de estiaje con un volumen de almacenamiento conformado a partir de una presa de embalse.  Diseño: Toma incorporada a la estructura  Captación de agua a distintos niveles  Capacidad del embalse en función de su altura (CARO)  Cercanía del embalse con la población  Emplazarla en lugares con buena fundación. Se debe tener en cuenta si las fluctuaciones de nivel influyen en la calidad del agua (varios sectores quedan descubiertos, se descompone la materia vegetal) Debe prestarse atención a las características de la cuenca de aporte y eliminarse todos los focos de contaminación.

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TOMAS CONSTRUIDAS EN UNA MARGEN DEL RIO: o Cámara de bombeo directa:

 Aplicación: Curso de llanura, con nivel de agua estable (si no se puede efectuar distintas alturas de captación) o una plataforma móvil que rueda sobre la orilla  Diseño: Cámara de bombeo emplazada directamente sobre una orilla del curso de agua con una abertura o conducto que permita el paso del agua (con rejas, tamices, caño filtro) y a 30cm del lecho. Bombas de tipo pozo profundo, tener cuidado cuando son bombas exteriores en los límites de succión en periodos de máximo estiaje. Se debe contar con buen terreno de fundación y orillas estabilizadas. Velocidad de succión en los conductos horizontales mayor a la velocidad de decantación. o Tomas laterales:

 Aplicación: Para ríos caudalosos, anchos y de gran pendiente con reducidas variaciones de nivel  Diseño: canal o conducto de entrada que impide el acceso de elementos flotantes y peces. El emplazamiento conviene que sea al final de las curvas y en la orilla exterior, nivel de toma por debajo de aguas mínimas y por encima del nivel de embancamiento.

TOMAS SOBRE UN CANAL PARALELO AL CURSO DE AGUA:

 Aplicación: en ríos caudalosos anchos y planicie con riveras sin barrancos y reducida variación de nivel durante el año  Diseño: canal de entrada de agua lateral con reja para la retención de elementos sólidos grandes. De allí pasa a otro canal paralelo al curso de agua, desde el cual mediante bombeo se succiona el agua a captar. Para limpieza se vincula con un punto aguas abajo del rio a través de una tubería regulada con una compuerta. o Captación en manantiales: Aguas subterráneas que afloran naturalmente a la superficie de la tierra.

ACUIFERO Unidad geológica saturada cuya permeabilidad es suficiente para entregar cantidades de agua a una captación. Ejemplos: arenas y gravas no consolidadas. Tipos de acuíferos:  Confinado: Se encuentra limitado arriba y abajo por un acuicludo y la unidad geological que lo contiene esta completamente saturada. Comúnmente el agua esta bajo presión.  Libre: (capa freática) tiene como base un acuicludo, pero en su techo no esta restringido por una capa impermeable, sino que su límite superior es la superficie freática, donde la presión del agua es la atmosférica.  Semi confinado: Cuando un acuífero se encuentra limitado por acuitardos, sea en su base, techo o ambas. El agua puede moverse libremente a través de los acuitardos, principalmente hacia arriba o abajo, debido a su baja permealidad. El agua de los acuíferos se encuentra alojada en los espacios vacios o intersticios del medio geológico que lo constituye. Estos intersticios, actúan a la vez como depósitos y como conductos permitiendo así al acuífero, cumplir con sus dos funciones de almacenar y transmitir el agua subterránea. PROPIEDADES FISICAS:  INTERSTICIOS: o Primarios: Nacieron junto con las formaciones geológicas, consisten en los espacios existentes entre las partículas que integran los sedimentos sueltos y consolidados y a las cavidades e inclusiones en los cristales y en los minúsculos espacios intercristalinos de las rocas ígneas. o Secundarios: Son el resultado de procesos posteriores que modifican las rocas y sedimentos después de su formación. Comprenden principalmente las fisuras, diaclasas y otras fracturas originadas por el enfriamiento y la deformación de las rocas y las aberturas de disolución producidas por la descomposición química. 

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TEXTURAS DE LOS SEDIMENTOS: De la textura no solo dependen las propiedades hidráulicas, sino también los detalles constructivos más importantes de las captaciones de agua subterránea. La característica más importante (textural) de un sedimento es la determinada por el tamaño de grano y su distribución (por tamizado). POROSIDAD (m): Es la relación entre el volumen de espacios vacios y el total. m=Vi/Vt → Si m > 0.20 : Gran porosidad. Si 0.05<m<0.20 : Mediana porosidad. Si m<0.05 : Pequeña porosidad. Depende de la forma, disposición y grado de selección de sus partículas.

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COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (s): Es la cantidad de agua liberada por unidad de superficie del acuífero y por unidad de nivel de descenso del nivel piezometrico perpendicular a dicha superficie. En acuíferos confinados: 0.00005 < s < 0.005 POROSIDAD EFICAZ(S`): Es la cantidad de agua que una unidad de volumen de un acuífero libre entrega por gravedad. Retencion especifica, es el agua retenida en los poros por fuerzas de atracción molecular y de capilaridad. La suma de la porosidad eficaz y la retención especifica, es igual a la porosidad del acuífero. CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA (k) (coef de permeabilidad): Es la capacidad de un material poroso de transmitir agua. Depende del tamaño y de la forma de los intersticios, el grado de su interconexión y de las propiedades físicas del fluido. TRANSMITIVIDAD (T): Indica la capacidad de un acuífero de transmitir agua a través de todo su espesor. RESISTIVIDAD HIDRAULICA (C): Caracteriza la resistencia de un acuitardo al flujo vertical tanto ascendente como descendente, su inverso es el coeficiente de goteo. FACTOR DE FITRACION (B): Es una medida para la distribución espacial de la filtración a través de un acuitado a un acuífero semiconfinado o al revés. Valores altos de B indican una filtración reducida y valores pequeños, una filtración alta. ANISOTROPIA Y HETEROGENEIDAD: Los acuíferos y acuitardos son homogéneos e isótropos cuando la conductividad hidráulica es la misma en cualquier parte de la unidad geologica y en todas las direcciones.

PERFORACIONES DE ESTUDIO Información a tener en cuenta: parámetros hidráulicos, perfil geológico, nivel piezometrico y calidad química del agua Tiene por objeto complementar las tareas de exploración anteriores, con campañas de perforaciones convenientemente distribuidas, agregando una serie de conocimientos sobre el subsuelo, necesarios para lograr un resultado eficaz en la ubicación, diseño y construcción de pozos explotables (constituyen la única manera de obtener datos concretos y precisos sobre la geología y el agua subterránea)  Pozos verticales: Aquellos que se proyectan y construyen para obtener agua por penetración vertical de una capa acuífera. Los parámetros a tener en cuenta son:  Profundidad: Que atraviese el espesor del acuífero.  Métodos de perforación: dependerá del suelo, profundidad y diámetro.  Diámetro: condicionado por la tubería y las características del proyecto.  Desarrollo: Elimina las fracciones más finas, estabiliza la formación, limpieza de pozo.  Protección sanitaria: Precauciones para evitar la contaminación del agua para consumo humano. Las partes de un pozo de alta capacidad son:  Filtro: permite la entrada de agua libre de materiales sólidos y con la menor perdida de carga posible.  Pre filtro: Se ubica en el espacio anular entre el filtro y la pared de la perforación.  Cementado: Une la tubería de revestimiento con la pared de perforación.  Bomba y válvulas  Entubado: Sostiene las paredes y conduce el agua. METODOS DE PERFORACION  ROTACION: Es el mas usado por su rapidez y la facilidad de conseguir piezas. Ofrece la posibilidad de efectuar perfilajes geofísicos. Se recomienda su uso para terrenos incoherentes y de dureza media. No se recomienda para terrenos no consolidados (Son difíciles de atravesar si no se lleva control del lodo de inyección) ni para terrenos duros y materiales sueltos heterogéneos (arenas con rodados) Es difícil de obtener muestras representativas de materiales no consolidados.  PERCUSION A CABLE: Tecnica mas sencilla, requiere menos personal especializado.

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Tiene como ventaja la facilidad para Ø grandes, pocos problemas en perforar materiales sueltos, obtiene muestras representativas, permite ensayar y muestrear distintas capas permeables, no utiliza lodo (evita limpieza posterior) La desventaja es su lentitud, mas en arcillas y rocas. Tienen limitaciones operativas a grandes profundidades. HINCADO: Es el mas rápido y económico para extraer muestras de agua, niveles piezometricos y realizar ensayos de permeabilidad. Solo se puede realizar en profundidades reducidas en terrenos blandos. PERCUSION O MARTILLO NEUMATICO: Es el método mas indicado para perforar rocas duras y es usado con entubamiento simultaneo. Sirve para materiales sueltos de grano grueso y alto grado de heterogeneidad. Desventajas, tiene limitaciones con el Ø de perforación, costo elevado, si no se usa el entubado simultaneo, presenta dificultad al atravesar materiales sueltos.

DIAMETRO DE PERFORACION: Condicionado por el Ø de la tubería y esta a su vez por las características generales del proyecto. El entubado se compone en dos tramos, el que permite la entrada de agua desde la capa acuífera (filtro) y el que alcanza al anterior con la superficie del terreno donde se ubica la bomba de extracción. El Ø del primero debe ser tal que permita la entrada y el paso del caudal a extraer sin perdidas de carga excesivas. El Ø del segundo, debe permitir el paso y movimiento comodo de la bomba y los accesorios. DESARROLLO Tiene por objeto eliminar las fracciones mas finas de material en las mediaciones del filtro, tanto naturales del acuífero como remanentes del lodo de perforación cuando este fue utilizado. Los diversos métodos utilizados en terrenos de grava y arena consisten en provocar artificialmente la entrada y salida de agua a través del filtro a fin de lograr una cierta agitación del material de la formación y consecuente limpieza. Métodos:  PISTONEO: Empuja y aspira el agua en el pozo.  SOBREBOMBEO: Bombear el pozo con un caudal mayor al que se pretende extraer  BOMBEO INTERMITENTE: Provocar arranques y paros sucesivos de la bomba.  AIRE COMPRIMIDO: Combina la agitación con el bombeo

PROTECCION SANITARIA Las tuberías de revestimiento deben estar cementadas en los estratos impermeables para aislarla de los contaminantes superficiales y de los que vienen de otros acuíferos. La cabeza de pozo debe sobresalir del terreno circundante por lo menos 50cm para evitar la entrada de agua exterior por inundaciones. Cuando se utilizan bombas sumergibles, la abertura superior deberá quedar bien cerrada con una tapa ajustada provista con aberturas con juntas elásticas para permitir el paso de los accesorios. El tubo de ventilación debe estar cubierto con malla fina o lana de vidrio. Cuando la bomba se ubica sobre el pozo, debe cuidarse que la tubería ajuste herméticamente en la abertura. Cuando se termina su construcción se deberá desinfectar. FILTRO Revestimiento permeable del tramo del pozo que coincide con el estrato acuífero, su función es la de permitir la entrada de agua libre de materiales solidos y con la menor perdida de carga posible. Existen diversos tipos, para definir el filtro hay que tener en cuenta la longitud, el Ø y el tamaño de la abertura. Son función de la geometría, la granulometría y los parámetros hidráulicos del acuífero a explotar. PRE FILTRO Es el filtro que se coloca entre el filtro y la pared de la perforación, cuya granulometría se calcula en función de los análisis granulométricos de las muestras de los sedimentos de la formación acuífera. Por razones practicas, el espesor de un pre filtro de grava no puede ser inferior a 7cm ni superar los 20cm CEMENTADO Tiene por finalidad principal unir la tubería de un revestimiento con la pared de la perforación. Con ello se consigue: Evitar que las aguas superficiales contaminen los acuíferos, evitar la comunicación de un acuífero utilizable con otros que no lo son, aumentar la resistencia mecánica y a la corrosión de las tuberías de revestimiento. ENTUBADO: Son cañerías metalicas que tienen como función sostener las paredes de la perforación y constituir la conducción hidráulica que pone en comunicación al acuífero con la superficie del terreno y/o con los elementos de extracción. Cuando una misma perforación atraviesa varios niveles acuíferos, el entubado tiene la función de sellar aquello que no se desea explorar, sea para evitar una mezcla de aguas o para dar estabilidad a la perforación.

TEMA 5: Indicar si es solución o dispersión:  Una SOLUCIÓN es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónica de dos o mas sustancias, que no reaccionan entre si, cuyos componentes se encuentran entre ciertos límites. También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos.  Una DISPERSION es un sistema fisicoquímico formado por dos o mas fases: Una continua, normalmente fluida y otra dispersa en forma de partículas, generalmente grandes sólidos Solución: Dispersión:  Agua mineral  Agua del dique paso piedra  Agua de lluvia  Efluentes cloacales  Agua surgente de pozo  Agua del rio de la plata  Agua con sal  Agua de deshielo  Leche Coloides: Los coloides se presentan en forma de dispersión, sistema físicoquimico formado por dos o mas fases. En la estabilidad de los coloides predomina la fuerza de repulsión sobre la de atracción, al repelerse, no aumentan su peso, por lo tanto no sedimentan. Mezcladores hidráulicos:  Distribución del flujo de entrada y placas deflectoras.  Agitación con turbinas  Aeración mecánica  Agitación con difusores  Canaleta parshall  Canaleta con cambio de pendiente rampa.

 Vertedero rectangular o triangular  Difusores  Inyectores (de aire)  Mezcladores con resalte hidráulico

Floculacion: Es un proceso químico mediante el cual, con la adicion de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Orden por tamaño de menor a mayor: Solución – Coloide – Dispersión

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Una base con pocos iones oxhidrilos tiene un PH=7 (neutro) Un acido con pocos iones H+ esta cercano al PH=7 Con muchos H+ PH=0 (Acido) Muchos OH- Ph=4

Velocidad de sedimentación: Depende de: Nº de Reynolds, densidad del agua y el soluto, diámetro de la partícula especifica, y de la gravedad. Los reactores más utilizados son:  Reactor de mezclado completo (Barros activados/Lagunas) - Concentración constante en todos los puntos.  Reactor de flujo pistón (mas eficiente)- Zanja de oxidación Una sustancia que se ioniza al disolverse en agua, es un electrolito Si agrego OH- el PH sube. Si agrego O No pasa nada con el PH.      

Estabilidad de partículas: Deben estar en equilibrio las partículas repulsivas y de atracción. El sistema coloidal tiene dos fases (solida y fluida) Una sustancia que se ioniza es conductora de electricidad. Velocidad de sedimentación en función de los diámetros de las partículas, de la masa del agua y del numero de Reynolds La floculación y la coagulación son procesos. Para sedimentación, si se tiene >Ø, Mas rápido se diluye. En disoluciones, si se tiene <Ø, Mas rápido se diluye.

Factores que afectan a la disolución:  Temperatura  Solubilidad  Velocidad  Area de la partícula  Tiempo Y AGITACIÓN PORQUE AUMENTA EN MOVIMIENTO Estabilidad de partículas: Es el equilibrio entre las fuerzas de Van der Waals (Electromagneticos de atracción, entre partículas del mismo tipo) Y las fuerzas electrostáticas de repulsión (si las partículas están cargadas)

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Al aumentar la temperatura, aumenta la solubilidad de la sal y baja la viscosidad El tipo de sedimentación depende del tamaño de las partículas y su concentración.

TIPOS DE SEDIMENTACIÓN:  Tipo 1: sedimentación discreta: Sigue la ley de stoke, es la sedimentación de partículas en una suspensión con baja concentración de sólidos. Las partículas sedimentan como entidades individuales y no existe interacción sustancial con las partículas vecinas, eliminación de las arenas de agua residual.  Tipo2: Sedimentación floculada: (Coloides, aumentan tamaño y decantan mas rápido) suspensión bastante diluida de partículas que se agregan, floculan durante el proceso de sedimentación. Al unirse, las partículas aumentan de masa y sedimentan a mayor velocidad.  Tipo 3: Sedimentación en bloque: (las partículas conglomeradas decantan en masa) se refiere a suspensiones de concentración intermedia, en el que las fuerzas entre partículas son suficiente para entorpecer la sedimentación de partículas vecinas. Las partículas tienden a permanecer en posiciones relativas fijas, y la masa de partículas sedimenta como una unidad. Se desarrolla una interface solido-liquido en la parte superior de la masa que sedimenta. En tanques de sedimentación secundarios  Tipo 4: Compresión: Las partículas están tan concentradas que se conforma una estructura, y la sedimentación se logra comprimiendo estructura. La compresión se produce por el peso de las partículas, que se van añadiendo constantemente a la estructura por sedimentación desde el liquido sobrenadante. Generalmente se produce en las capas inferiores de una masa de fango de gran espesor, tal como ocurre en decantadores secundarios profundos y en las instalaciones de espesamientos de fangos. SOLUCION Una disolución o solución es una mezcla homogénea a nivel molecular o iónico de dos o más sustancias, que no reacciona entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites. También se puede definir como una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos o Tipos de Soluciones: Dependiendo de la cantidad de soluto que haya, existen distintas soluciones:  Diluida: Aquella solución donde la cantidad de soluto es menor que la cantidad de disolvente.  Concentrada: La cantidad de soluto es mayor que la cantidad de disolvente.

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Saturada: Aquella solución que no admite más cantidad de soluto, sin variar la cantidad de disolvente. Sobre-Saturada: Aquella solución en la cual no es posible disolver mas soluto.

FASE (Cantidad de materia de composición química y estructura física homogénea): Cada una de las partes macroscópicas de una composición química y propiedades físicas homogéneas que forman un sistema. Los sistemas monofásicos se denominan homogéneos, y los que están formados por varias fases se denominan mezclas o sistemas heterogéneos. CONCENTRACION: Es la proporción o relación entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente es la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla homogénea de los dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente, menor concentrada esta la disolución, y a mayor proporción más concentrada esta. COMPOSICION QUIMICA (Mezcla homogénea de dos o mas sustancias, soluto>solvente) Se refiere a que sustancias están presentes en una determinada muestra y en que cantidades. ACIDOS: Cualquier compuesto químico que, cuando se disuelve en agua produce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que e agua pura, esto es , un ph<7. BASE : Cualquier sustancia que presente propiedades alcalinas. Es cualquier sustancia que en disolución acuosa aporta iones OH- al medio. Las fuerzas que intervienen en la sedimentación son:  Peso de partícula  Empuje que recibe por estar inmerso en un medio liquido COAGULANTES: Son sales metálicas que reaccionan con la alcalinidad del agua para producir un floculo de hidróxido del metal, insoluble en agua, que incorpore a las partículas coloidales, favoreciendo su sedimentación. FLOCULANTE: Sustancia química que aglutina sólidos en suspensión provocando su precipitación. Nº de Reynolds: Numero adimensional que se utiliza para caracterizar el movimiento de un fluido. Relaciona la densidad, viscosidad, velocidad, y dimensión típica de un fluido.

FLOTACION: (Proceso inverso a la sedimentación, las burbujas de aire adheridas a las partículas las impulsan a subir a la superficie de donde son extraídos por espumado, muy utilizado en separación de aceites y grasas del agua) Proceso físico-químico de tres fases (Solido/liquido/gaseoso) que tiene por objeto la separación de especies minerales mediante la adhesión selectiva de partículas minerales a burbujas de aire. COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN:  Coagulación: (SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN, SUP. VOLUMEN PARTÍCULAS PEQUEÑAS SE CARGAN ELÉCTRICAMENTE)

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Agregado y mezclado rápido de un coagulante con el agua (crudo o residual):  Neutraliza cargas eléctricas  Colapsa la capa superficial de las partículas  Promueve aglomeración  Promueve formación de flocs que decantan mas rápido Floculación: Proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Neutralización: es un proceso en el cual un reactivo ácido se agrega a un líquido alcalino, o un reactivo alcalino se agrega a un líquido ácido, para ajustar el pH a un dado valor (colector cloacal). Precipitación: Convierte la especie soluble en insoluble así se separa por sedimentación, flotación y/o coagulación. *REACCIONES DE NEUTRALIZACIÓN CUANDO SE MEZCLAN UNA SOLUCIÓN ÁCIDA CON UNA SOLUCIÓN BÁSICA OCURRE UNA REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN, CUYO PRODUCTO NO PRESENTA NINGUNA PROPIEDAD CARACTERÍSTICA DE LAS SOLUCIONES MEZCLADAS. PRECIPITACIÓN (SEPARACIÓN SÓLIDOS DISUELTOS) PROCESO UNITARIO DONDE LAS ESPECIES PRESENTES SOLUBILIZADAS, SON SEPARADAS DE LA SOLUCIÓN MEDIANTE EL AGREGADO DE UN COMPUESTO QUÍMICO, QUE CONVIERTE A LA ESPECIE SOLUBLE EN INSOLUBLE. LA SEPARACIÓN FINAL ES POR SEDIMENTACIÓN, FLOTACIÓN Y/O COAGULACIÓN.

ABSORCION – ADSORCION:  Adsorción: consiste en la transferencia de un compuesto en solución (acuosa/gaseosa) a la superficie del material adsorbente.  La superficie de algunos materiales como el carbón activado atraen átomos o moléculas del tipo coloidal, quedando adheridos por efecto de cargas eléctricas.  La capacidad de adsorción depende de:  Superficie especifica del material  Naturaleza del enlace entre sustancia adsorbida y adsorbente  Tiempo de contacto entre sustancia y adsorbente 

Absorción: El proceso se distingue al de adsorción, porque el ingreso y la retención del compuesto no es solo superficial, sino en toda la masa. La absorción y la disolución de gases en agua es un ejemplo, que se puede visualizar mejor que el de sólidos absorbentes.

FILTRACION: Proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un liquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del liquido. Se usa para separar sólidos suspendidos. Tipos:  Mallas  Medio granular  Lechos  Filtros de vacio  Medianas filtrantes  Osmosis inversa  Ultrafiltración  Electrodiálisis OXIDACION - REDUCCION:  Oxidación: Proceso por el cual se ceden electrones (perdida).  Reducción: Proceso por el cual se ganan electrones. Las reacciones oxido-reducción ocurren en forma simultánea debido a que no existen electrones libre en solución. 

La velocidad de disolución se reduce cuando disminuye la temperatura, aumenta el tamaño de las partículas y baja la velocidad de agitación.

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Donde se encuentran los microorganismos:  Nichos ambientales  pH y salinidad extrema  Temperaturas y presiones extremas  Sin aire (anaeróbicos)  Crecen con variados sustratos químicos  Adheridos a superficies (bio películas)  Depósitos subterráneos Tipos de microorganismos:  Bacterias protistas unicelulares: consumen alimentos solubles, tamaño 0,5 a 15 μm formados por 80% agua y 20% materia seca, (90% organico-10% inorgánico).  Hongos protistas multicelulares: No fotosintéticos y heterótrofos. Pueden crecer en condiciones de baja humedad, lo que no ocurre con las bacterias. Pueden tolerar bajos pH.  Levaduras: Hongos que no pueden formar filamentos (micelio).  Actinomicetos: Microorganismos con propiedades intermedias entre las bacterias y los hongos.

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Los factores que influyen en el crecimiento bacteriano son el: pH y la temperatura.

ELECTROLITO: Sustancia que al disolverse se ioniza y conduce la energía eléctrica. COLOIDE: Solución viscosa, lentamente difusible, que no atraviesan membranas semipermeables. INDICAR VERDADERO O FALSO - ADSORCIÓN: SON RETENIDOS IONES. VERDADERO

Aguas residuales coagulante mezclado floculante

Tanque de mezcla rápida

tanq de floculación

tanq sedimentacion

barros

agua clarificada

TEMA 6: 1) fluor-arsénico tratamiento aguas subterránea TRATAMIENTOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS (MAS FÁCIL DE POTABILIZAR) -FILTRACIÓN DIRECTA PARA LA REDUCCIÓN DE ARSÉNICO CON OXIDACIÓN PREVIA -UTILIZACIÓN DE FILTROS CON HUESO MOLIDO PARA LA REDUCCIÓN DE FLÚOR -AIREACIÓN PARA LA REDUCCIÓN DE HIERRO -DESALINIZACIÓN PARA ELIMINAR TODOS LOS MINERALES PRESENTES EN EL AGUA, YA SEAN CRÍTICOS O NO CRÍTICOS, COMO POR EJEMPLO, LAS DE MEMBRANAS. -DESINFECCIÓN

2) tratamientos aguas superficiales y subterráneas TRATAMIENTOS DE AGUAS SUPERFICIALES -DESBASTE -DESENGRASADO -TAMIZADO -DESARENADO -SEDIMENTACIÓN SIMPLE (TURBIEDADES ALTAS HASTA 500 UT - permanencia 1 a 3 hs) -COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN -DECANTACIÓN -FILTRACIÓN: *LENTA (< 20 UC Y 20 UT) - REMUEVE COLOR, TURBIEDAD, Fe y Mn, MICROORGANISMOS *RÁPIDA (ÁREA 20 VECES MENOR QUE FILTRACIÓN LENTA) *A PRESIÓN (PRINCIPIO FUNCIONAMIENTO SIMILAR A FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS PERO MÁS CARA) -DESINFECCIÓN (SE DEBE APLICAR EN CUALQUIER CASO CON O SIN TRATAMIENTOS PREVIOS) -AJUSTE DEL pH (CUANDO SE INCORPORE COAGULANTE, SE DEBE AJUSTAR EL pH)

3) LAS ALGAS SON CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS SUPERFICIALES? SI

4) ¿PARA QUÉ SE USA LA PRE CLORACIÓN? UN TRATAMIENTO DE PRECLORACIÓN, EFECTUADO ANTES DE LA DECANTACIÓN, CASI SIEMPRE ES RECOMENDABLE PARA CONSEGUIR UNA MEJOR CALIDAD DE AGUA, MAS FILTRABLE Y CRISTALINA. EN PRECLORACIÓN CONVIENE ADOPTAR UNA DOSIS DE CLORO LIGERAMENTE SUPERIOR A LA DEL PUNTO CRITICO, SIEMPRE QUE ESTO SEA POSIBLE Y NO DE LUGAR A UNAS DOSIS DEMASIADO FUERTES DE CLORO. SE CONSIGUE ASÍ, POR UNA PARTE, LA DESTRUCCIÓN TOTAL DE LOS GÉRMENES PATÓGENOS Y, POR OTRA, LA ELIMINACIÓN MÁXIMA DE LAS BACTERIAS, DE LOS GÉRMENES COMUNES, DEL PLANCTON Y DE LAS CLORAMINAS; SE OBTIENE TAMBIÉN EL MENOR SABOR POSIBLE. *EN UN PROCESO DE DESINFECCIÓN, EL FACTOR TIEMPO ES MUY IMPORTANTE, PERO NO LO ES TANTO EN UNA PRECLORACIÓN, EN LA CUAL, LOS EFECTOS PRINCIPALES QUE SE BUSCAN, SE ALCANZAN RÁPIDAMENTE, INCLUSO EN EL CASO DE EMPLEO DE CARBÓN EN POLVO EN EL DECANTADOR. POR ULTIMO, EN EL CASO DE AGUAS DE SUPERFICIE QUE PUEDEN CONTENER VIRUS, CONVIENE EFECTUAR UNA CLORACIÓN POR ENCIMA DEL PUNTO CRITICO, CON UN TIEMPO DE CONTACTO PROLONGADO. LA PRECLORACIÓN VA SEGUIDA, A VECES, DE UNA ELIMINACIÓN DE CLORO, QUE GENERALMENTE SE EFECTÚA CON DIÓXIDO DE AZUFRE O TIOSULFATO SÓDICO.

5) LA EFICIENCIA DE LOS DESENFECTANTES DEPENDE DE: -LA NATURALEZA Y CONCENTRACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS A SER DESTRUIDOS O INACTIVADOS. -LA NATURALEZA DEL DESINFECTANTE. -LA CONCENTRACIÓN DEL DESINFECTANTE. -LA MEZCLA CON EL AGUA. -EL TIEMPO DE CONTACTO CON EL AGUA (min. 30 minutos) -LA NATURALEZA DEL AGUA QUE SE VA A DESINFECTAR (CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA MISMA: pH, TEMPERATURA, CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA Y DE MINERALES, ETC.). 6) CLORO CONTACTO MIN 30 MIN 7) DISPONER DE 0,2 mg/l DE CLORO RESIDUAL, PARA QUE? -TIEMPO MÍNIMO DE CONTACTO DE 30 MIN. -PARA QUE LLEGUE CLORO A TODAS LAS CANILLAS. 8) DESVENTAJAS OSMOSIS INVERSA. PREACONDICIONAMIENTO DEL AGUA A TRATAR ALTO COSTO DE PRODUCCION DE AGUA CAMBIO DE MEMBRANA CADA 4 AÑOS DISPOSICION FINAL DEL RECHAZO

9) MAYOR FRECUENCIA LAVADO FILTRO LENTO QUE FILTRO RÁPIDO?? 10) MATERIA ORGÁNICA AGUAS SUPERFICIALES O SUBTERRÁNEAS EN AGUAS SUPERFICIALES VARIABLES Y A VECES ELEVADAS

11) PROCESOS / OPERACIONES FILTRO RÁPIDO Y LENTO FILTRACIÓN RAPIDA:. PROCESOS: → FILTRACIÓN DIRECTA → FILTRACIÓN CON COAGULACIÓN SOBRE FILTRO → FILTRACIÓN DE AGUA COAGULADA Y DECANTADA → FILTRACIÓN DE AGUA RESIDUAL FILTROS LENTOS *EL FILTRO LENTO ES UN PROCESO BÁSICAMENTE BIOLÓGICO Y COMPLEJO. *LAS CONDICIONES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BACTERIOLÓGICAS DEL AGUA NATURAL SON MEJORADAS POR MEDIO DE UN PROCESO ÚNICO, QUE COMPRENDE VARIOS PROCESOS Y OPERACIONES UNITARIAS: •TAMIZADO •SEDIMENTACIÓN •ADSORCIÓN •OXIDACIÓN •ACCIÓN BACTERIANA

12)

formula vel. de sedimentación

¿CUÁL ES LA FÓRMULA DE VELOCIDAD SUPERFICIAL? ESTABLECIDA LA CARGA SUPERFICIAL (VS: VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN OBTENIDA EN LA COLUMNA DE SEDIMENTACIÓN EN LABORATORIO) SE DETERMINA EL ÁREA SUPERFICIAL. Vs = Q / Asup = Q /b.L

13) tolva de lodos en desarenador/sedimenatdor. entrada/salida. ENTRADA,VER SI EN DESARE O SEDIMEN?? 14)

tratamiento carbon activado en aguas superficiales y subterraneas

EN AGUAS SUPERCIALES

1) FACTORES A CONSIDERAR EN LA SELECCIÓN DE SISTEMAS DE POTABILIZACION: -CARACTERÍSTICAS DEL AGUA CRUDA -PARÁMETROS DE CALIDAD DE AGUA PARA CONSUMO -SOSTENIBILIDAD DEL SISTEMA -EFICIENCIA 2) ¿QUÉ PRODUCE DUREZA? ES LA CONCENTRACIÓN DE COMPUESTOS MINERALES, EN PARTICULAR SALES DE MAGNESIO Y CALCIO. DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DE LAS FORMACIONES GEOLÓGICAS ATRAVESADAS POR EL AGUA PREVIA A SU CAPTACIÓN. *¿QUÉ ELEMENTOS ENDURECEN EL AGUA? MAGNESIO CALCIO *PRINCIPALES MÉTODOS DE ELIMINAR DUREZAS: - DESCARBONATACIÓN - EMPLEO DE CARBONATO SÓDICO - PRECIPITACIÓN CON SODA CAUSTICA - UTILIZACIÓN DE CAL-SODA - INTERCAMBIO IÓNICO 3) ¿PARA QUE SE USA EL ABLANDAMIENTO? CONSISTE EN LA REMOCIÓN DE COMPUESTOS DE CALCIO Y MAGNESIO QUE SE ENCUENTRAN EN SOLUCIÓN EN EL AGUA. ESTOS COMPUESTOS PROVOCAN DUREZA. PERMITE EL CONTROL DE LA FORMACIÓN DE INCRUSTACIONES, REDUCIR LA CORROSIÓN Y MEJORAR LA CALIDAD DEL AGUA PARA DIVERSOS USOS. LOS MÉTODOS DE ABLANDAMIENTO MÁS UTILIZADOS SON: -UTILIZACIÓN DE CAL-SODA - EMPLEO DE CARBONATO SÓDICO - PRECIPITACIÓN CON SODA CÁUSTICA - INTERCAMBIO IÓNICO 4) INDICAR TRATAMIENTOS PARA: - OLOR Y SABOR CAUSA: LA PRESENCIA DE ALGUNAS SUSTANCIAS QUÍMICAS COMO EL ÁCIDO SULFHÍDRICO O DETERMINADAS ESPECIES DE ALGAS PUEDEN HACER SUPERAR LOS LÍMITES DE OLOR Y SABOR ESTABLECIDOS EN LAS NORMATIVAS DE APLICACIÓN. TRATAMIENTO: LA AIREACIÓN, LA PRE O POSCLORACIÓN Y LA UTILIZACIÓN DE CARBÓN ACTIVADO PUEDEN CONSTITUIR SOLUCIONES A CONSIDERAR - COLOR CAUSA: EL COLOR DE LAS AGUAS PUEDE DEBERSE A LA PRESENCIA DE IONES METÁLICOS NATURALES, MATERIA ORGÁNICA NATURAL Y CONTAMINANTES INDUSTRIALES. TRATAMIENTO: EL COLOR SE REMUEVE CON COAGULANTES METÁLICOS COMO Al (III) y Fe (III). LOS PROCESOS DE COAGULACIÓN REQUIEREN AJUSTAR pH LLEVÁNDOLO A VALORES MÁS BAJOS QUE LOS NECESARIOS PARA REMOVER TURBIEDAD. - FLÚOR ALTO CONTENIDO VARIAS TÉCNICAS DE TRATAMIENTO PARA BAJAR CONTENIDOS DE FLÚOR HAN SIDO ESTUDIADAS, ENTRE LAS CUALES SE PUEDEN MENCIONAR: ABLANDAMIENTO CON CAL, COAGULACIÓN CON ALUMINIO, ALÚMINA ACTIVADA, RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO, ÓSMOSIS INVERSA, HUESO MOLIDO.

A LA HORA DE DEFINIR LA ALTERNATIVA MAS ADECUADA SE DEBERÍA TENER EN CUENTA TAMBIÉN QUE ALGUNOS PROCESOS (RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO, ÓSMOSIS INVERSA) PUEDEN SER ÚTILES SI AL MISMO TIEMPO SE NECESITA DESMINERALIZAR EL AGUA O REDUCIR OTROS ELEMENTOS, PERO PODRÍAN SER MÁS COSTOSAS QUE LOS TRATAMIENTOS ESPECÍFICOS PARA REMOCIÓN DE FLÚOR SOLAMENTE, COMO EL DE HUESO MOLIDO(*1). *TRATAMIENTOS PARA REDUCIR FLÚOR:

- ARSÉNICO VARIAS TÉCNICAS DE TRATAMIENTO PARA BAJAR CONTENIDOS DE ARSÉNICO HAN SIDO ESTUDIADAS, ENTRE LAS CUALES SE PUEDEN MENCIONAR: ABLANDAMIENTO CON CAL, COAGULACIÓN CON ALUMINIO, ALÚMINA ACTIVADA, RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO, ÓSMOSIS INVERSA.

- CLORO (OXIDANTE MÁS UTILIZADO) SE UTILIZA POR EJEMPLO PARA OXIDACIÓN QUÍMICA. LA OXIDACIÓN QUÍMICA ES UN MÉTODO COMÚNMENTE UTILIZADO QUE PERMITE EFECTUAR UN CONTROL DEL DESARROLLO BIOLÓGICO EN LAS INSTALACIONES, REMOVER OLOR, COLOR Y SABOR, REDUCIR LA CONCENTRACIÓN DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS, PRECIPITAR METALES, FAVORECER LA COAGULACIÓN, FOMENTAR LA NITRIFICACIÓN DEL NH3, ASÍ COMO PROVEER UN NIVEL DE DESINFECCIÓN EN LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA. LOS OXIDANTES QUÍMICOS PUEDEN SER INCORPORADOS EN DISTINTOS MOMENTOS DURANTE EL PROCESO DE TRATAMIENTO. - ALGAS PARA EVITAR PROLIFERACIÓN, SULFATO DE COBRE O OTRA AGLUICIDA QUE NO GENERE PERJUICIO A LA SALUD DE LOS CONSUMIDORES. *SI TENGO UN AGUA CON TURBIEDAD, OLORES Y COLOR. ¿QUÉ TRATAMIENTO APLICO? RTA: AIREACIÓN, FILTROS Y CARBÓN ACTIVADO PARA EL OLOR Y SABOR, LA AIREACIÓN, LA PRE O POSCLORACIÓN Y LA UTILIZACIÓN DE CARBÓN ACTIVADO PUEDEN CONSTITUIR SOLUCIONES A CONSIDERAR. EL COLOR SE REMUEVE CON COAGULANTES METÁLICOS COMO Al (III) y Fe (III). LOS PROCESOS DE COAGULACIÓN REQUIEREN AJUSTAR pH LLEVÁNDOLO A VALORES MÁS BAJOS QUE LOS NECESARIOS PARA REMOVER TURBIEDAD. Y LA TURBIEDAD A TRAVÉS DE FILTRACIÓN LENTA, ETC. 5) LA COAGULACIÓN ES UN PROCESO QUE CONSISTE EN AGREGAR PRODUCTOS QUÍMICOS PARA LOGRAR LA NEUTRALIZACIÓN DE SUSPENSIONES COLOIDALES DE PARTÍCULAS SÓLIDAS Y LA PRECIPITACIÓN DE COMPUESTOS EN SOLUCIÓN A FIN DE SU REMOCIÓN POR SEDIMENTACIÓN, FLOTACIÓN PASANDO O NO POR UN PROCESO DE FLOCULACIÓN. 6) ¿LOS COAGULANTES MAS UTILIZADOS SON? Y LOS FLOCULANTES? -COAGULANTES: SALES DE ALUMINIO O DE HIERRO -FLOCULANTE: SÍLICE ACTIVADA -FLOCULANTES MINERALES: CARBÓN ACTIVADO EN POLVO ALGUNAS ARCILLAS ARENA FINA -FLOCULANTES ORGÁNICOS: DERIVADOS DE LA CELULOSA ALMIDONES SINTÉTICOS 7) NOMBRAR LAS DOS SUSTANCIAS MÁS COMUNES QUE SE UTILIZAN EN EL PROCESO DE COAGULACIÓN. SULFATO DE ALUMINIO Y CLORURO FÉRRICO

8) MEZCLADORES HIDRÁULICOS QUE CONOCE. DAR EJEMPLOS. *MEZCLADOR HIDRÁULICO: QUE UTILIZA LA ENERGÍA DISIPADA EN FORMA DE PÉRDIDA DE CARGA EN EL FLUJO DE AGUA A TRAVÉS DE UN CONDUCTO, CANAL O TANQUE DE MEZCLA. -CANALETA PARSHALL -CANALETA CON CAMBIO DE PENDIENTE O RAMPA -VERTEDERO RECTANGULAR Y TRIANGULAR -MEZCLADOR CON RESALTE HIDRÁULICO *MEZCLADOR MECÁNICO: ES UN APARATO MECÁNICO QUE DEBE PRODUCIR MOVIMIENTOS DE MEZCLA EN UN LÍQUIDO A TRAVÉS DE LA ROTACIÓN DE UN IMPULSOR. *MEZCLADOR NEUMÁTICO: EN DONDE LAS BURBUJAS DE AIRE PRODUCIDAS POR UN DIFUSOR ASCIENDEN POR EL TANQUE DE MEZCLA, PROVOCANDO LA CIRCULACIÓN DEL LÍQUIDO. -INYECTORES (DE AIRE) (MEZCLADORES: HÉLICE Y TURBINA, PALETAS, ESTÁTICAS Y NEUMÁTICOS) -DISTRIBUCIÓN DEL FLUJO DE ENTRADA Y PLACAS DEFLECTORAS -AGITACIÓN CON TURBINAS -AERACIÓN MECÁNICA -AGITACIÓN CON DIFUSORES 9) ¿QUÉ ES LA FLOCULACIÓN? ES UN PROCESO QUÍMICO MEDIANTE EL CUAL, CON LA ADICIÓN DE SUSTANCIAS DENOMINADOS FLOCULANTES, SE AGLUTINAN LAS SUSTANCIAS COLOIDALES PRESENTES EN EL AGUA, FACILITANDO DE ESTA FORMA SU DECANTACIÓN Y POSTERIOR FILTRADO. 10) INDIQUE DOS TIPOS DE FLOCULADORES TIPOS DE FLOCULADORES -FLOCULADORES DE POTENCIA O DISIPACIÓN DE ENERGÍA (HIDRÁULICA, MECÁNICA O NEUMÁTICA), CONTROLADOS POR EL GRADIENTE DE VELOCIDAD Y EN DONDE LOS FLÓCULOS SON ARRASTRADOS CON EL AGUA EN EL FLUJO A TRAVÉS DE UN TANQUE DE FLOCULACIÓN. *FLOCULADORES MECÁNICOS: SE DISTINGUEN BÁSICAMENTE POR EL TIPO DE MOVIMIENTO GIRATORIO Y ALTERNATIVOS U OSCILANTES. LOS PRIMEROS SON DE PALETAS QUE OPERAN A BAJAS VELOCIDADES DE ROTACIÓN. LOS SEGUNDOS CONSISTEN EN SISTEMAS OSCILANTES Y SE DISTINGUEN ENTRE SI POR LA VELOCIDAD ANGULAR (FLOCULADOR DE LISTONES O EL BALANCÍN). LA FLOCULACIÓN AUMENTA CON EL NÚMERO DE CÁMARAS EN SERIE, SE RECOMIENDA PROYECTAR POR LOS MENOS TRES CÁMARAS. ES IMPORTANTE UN BUEN DISEÑO HIDRÁULICO DE LAS CÁMARAS, A FIN DE ELIMINAR LOS CORTO-CIRCUITOS. *FLOCULADORES HIDRÁULICOS: LAS PARTÍCULAS SON ARRASTRADAS CON EL AGUA EN EL FLUJO A TRAVÉS DEL TANQUE DE FLOCULACIÓN, NO TENIENDO PRÁCTICAMENTE INFLUENCIA LA CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS. LOS FLOCULADORES MÁS UTILIZADOS HAN SIDO LAS CHICANAS, DE FLUJO HORIZONTAL (Q> 75 l/seg) O VERTICAL (Q< 75 l/seg y limitados por altura). DESVENTAJAS: EL TIEMPO DE FLOCULACIÓN Y GRADIENTE DE VELOCIDAD SON FUNCIÓN DEL CAUDAL Y SON DE DIFÍCIL AJUSTE. PÉRDIDA DE CARGA PUEDE SER SIGNIFICATIVA. LA LIMPIEZA SUELE SER DIFÍCIL. -FLOCULADORES DE CONTACTO DE SÓLIDOS O DE MANTO DE LODOS: CONTROLADOS POR LA CONCENTRACIÓN DE FLÓCULOS , QUE REQUIEREN ATENCIÓN PERMANENTE DEL OPERADOR. *FLOCULADORES DE CONTACTO DE SÓLIDOS O DE MANTO DE LODOS SON CONTROLADOS POR LA CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS. COMO ÉSTA VARÍA CONTINUAMENTE ES NECESARIA UNA ATENCIÓN CONSTANTE DEL OPERADOR. ESTE ES EL PRINCIPIO QUE DIO ORIGEN A LOS DECANTADORES DE FLUJO VERTICAL CON MANTO DE BARRO, TAMBIÉN DENOMINADOS CLARIFLOCULADORES DE CONTACTO (PULSATOR, CIRCULATOR, ACCELERATOR, ETC.). NORMALMENTE ESTAS UNIDADES REÚNEN EN UN ÚNICO TANQUE FLOCULACIÓN Y DECANTACIÓN DE FLUJO VERTICAL. ESTOS CLARIFICADORES SE

UTILIZARON EN ABLANDAMIENTO DE AGUA Y SON EFICIENTES, POR LA ELEVADA DENSIDAD DEL CARBONATO DE CALCIO PRECIPITADO. REDUCEN COLOR Y TURBIEDAD.

*TIPOS DE DECANTACIÓN → ESTÁTICA → CONTACTO DE FANGOS → LAMINAR A LOS DECANTADORES POR CONTACTO DE FANGOS → SUPER-ACELERADA

11) PARTES DE UN FILTRO RÁPIDO. EXPLICAR CADA PARTE. EN LA FILTRACIÓN RÁPIDA DESCENDENTE (CON ACCIÓN EN PROFUNDIDAD) LAS PARTÍCULAS SE RETIENEN EN TODO EL ESPESOR DEL MEDIO FILTRANTE, EN CONTRAPOSICIÓN A LA ACCIÓN SUPERFICIAL, DONDE LA RETENCIÓN ES SIGNIFICATIVA SÓLO EN LA PARTE SUPERIOR DEL MEDIO FILTRANTE. CLASIFICACIÓN -SEGÚN LA VELOCIDAD DE FILTRACIÓN Uf (cm/s) (como velocidad vertical de aproximación al manto, ya que la velocidad en el lecho filtrante será superior, función de la porosidad del mismo), que también se define como carga superficial, 2-8 gpm/ft2, puede ser: filtración lenta con baja carga superficial y filtración rápida con alta carga superficial. -SEGÚN EL SENTIDO DEL ESCURRIMIENTO: filtración ascendente de abajo hacia arriba, filtración descendente de arriba hacia abajo. -SEGÚN LA CARGA HIDRÁULICA SOBRE EL LECHO FILTRANTE: filtración a presión y filtración a gravedad. -SEGÚN EL PRETRATAMIENTO PREVIO: filtración convencional con coagulación, floculación y decantación y filtración directa con coagulación con o sin prefloculación. -SEGÚN LA VELOCIDAD DE FILTRACIÓN DURANTE UNA CARRERA: velocidad constante y velocidad decreciente.

FILTRACIÓN RAPIDA: EL AGUA ATRAVIESA EL LECHO FILTRANTE A VELOCIDADES DE 4 a 50 m/h. LA ACCION BIOLÓGICA ES PRÁCTICAMENTE NULA. PROCESOS: → FILTRACIÓN DIRECTA → FILTRACIÓN CON COAGULACIÓN SOBRE FILTRO → FILTRACIÓN DE AGUA COAGULADA Y DECANTADA → FILTRACIÓN DE AGUA RESIDUAL -CAJA: → HORMIGÓN ARMADO → FILTRO RÁPIDO POR GRAVEDAD → METÁLICOS → FILTRO RÁPIDO A PRESIÓN -SISTEMA DE ENTRADA DEL AGUA A FILTRAR: CONDUCTO O CANAL(A PELO LIBRE O A PRESIÓN) -ALTURA LÍQUIDA SOBRE EL MANTO FILTRANTE O SOBRENADANTE -MANTO FILTRANTE: LECHO GRANULAR GRADUADO. PARA SU DISEÑO ES FUNDAMENTAL CONOCER LA VELOCIDAD DE FILTRACIÓN. -LECHO SOPORTE: NORMALMENTE GRAVA GRADUADA -SISTEMA DE DRENAJE Y FALSO FONDO -SISTEMA DE SALIDA DEL AGUA FILTRADA -SISTEMA DE LAVADO DE LOS FILTROS -ACCESORIOS: INDICADOR DEL CAUDAL, DE PÉRDIDA DE CARGA, INYECCIÓN DE AIRE, MESAS DE OPERACIÓN, GALERÍA DE CONDUCTOS.

12) PARTES Y DEFINICIÓN DE FILTROS LENTOS *ES UN TRATAMIENTO SENCILLO Y ECONÓMICO QUE PUEDA MEJORAR LA CALIDAD FÍSICA, QUÍMICA Y BACTERIOLÓGICA DE AGUAS SUPERFICIALES CON BAJAS CONCENTRACIONES DE TURBIDEZ Y COLOR. *VARIANTE DEL FILTRO LENTO CONVENCIONAL SON LOS FILTROS LENTOS ASCENDENTES Y EL DENOMINADO “FILTRO DINÁMICO”. *EL FILTRO LENTO ES UN PROCESO BÁSICAMENTE BIOLÓGICO Y COMPLEJO. *LAS CONDICIONES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BACTERIOLÓGICAS DEL AGUA NATURAL SON MEJORADAS POR MEDIO DE UN PROCESO ÚNICO, QUE COMPRENDE VARIOS PROCESOS Y OPERACIONES UNITARIAS: •TAMIZADO •SEDIMENTACIÓN •ADSORCIÓN •OXIDACIÓN •ACCIÓN BACTERIANA *EL MATERIAL ASÍ RETENIDO ES ALMACENADO EN LA CAPA SUPERIOR DEL MANTO DE ARENA. ESTA CAPA SUPERIOR DEBE SER REMOVIDA O RASTRILLADA PERIÓDICAMENTE.

*LA PARTE MÁS IMPORTANTE ES LA CAJA DEL FILTRO, QUE EN CASO DEL FILTRO LENTO CONVENCIONAL SE COMPONE EN EL SENTIDO DESCENDENTE DEL CAUDAL A FILTRAR: -CAPA DE AGUA NATURAL O SOBRENADANTE, DE APROX.1,50 m DE PROFUNDIDAD. -MANTO DE ARENA SILÍCEA DONDE SE PRODUCEN LAS OPERACIONES Y PROCESOS DE LA FILTRACIÓN. -FALSO FONDO SOPORTE DE LA ARENA, COMPUESTO POR UN MANTO DE GRAVA Y GRAVILLA Y UN SISTEMA DE DRENES QUE RECIBE EL AGUA FILTRADA.

*COMO COMPLEMENTO DE CADA UNIDAD SE TIENE: -SISTEMA DE INGRESO DEL LÍQUIDO A TRATAR. -SISTEMA DE SALIDA DEL LÍQUIDO TRATADO DE CADA UNIDAD. -EVENTUAL SISTEMA DE REGULACIÓN DEL CAUDAL FILTRADO Y EN CONSECUENCIA DE LA VELOCIDAD DE FILTRACIÓN. *A SU VEZ CRECEN ALGAS EN LAS CAPAS SUPERIORES BAJO LA INFLUENCIA DE LA LUZ SOLAR, QUE FAVORECEN AL TOMAR DEL AGUA DIÓXIDO DE CARBONO, NITRATOS, FOSFATOS Y OTROS NUTRIENTES PARA FORMAR MATERIAL CELULAR Y OXÍGENO. *SOBRE LA SUPERFICIE DEL LECHO DE ARENA Y EN LA PRIMERA CAPA DEL FILTRO SE FORMA UNA CAPA DELGADA ACTIVA GELATINOSA DENOMINADA CAPA BIOLÓGICA. EN LA PARTE SUPERIOR DE ESA CAPA SE INCORPORAN ALGAS Y OTRAS FORMAS VIVIENTES: •PLANCTON. •DIATOMEAS. •BACTERIAS. EN ESA CAPA GELATINOSA MUY ACTIVA, EL FLUJO DE AGUA DEJA LA MAYOR PARTE DE LAS IMPUREZAS QUE QUEDAN ATRAPADAS EN LA CAPA VIVA: PARTÍCULAS MINERALES, MATERIA ORGÁNICA, ALGAS VIVAS Y MUERTAS, PARÁSITOS Y OTROS CONTAMINANTES. *LA ZONA DE MAYOR ACTIVIDAD ES : -CAPA SUPERIOR O CAPA BIOLÓGICA: DE COLOR MARRÓN LUEGO DE ALGUNOS DÍAS DE MADURACIÓN, RESULTANTE DE LA RETENCIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS Y COLOIDALES, ALGAS, ORGANISMOS VIVOS, HIERRO, MANGANESO, SÍLICE, ETC. ES DONDE SE PRODUCE OXIDACIÓN QUÍMICA Y LOS MICROORGANISMOS ESTÁN ADHERIDOS EN LA SUPERFICIE DE LOS GRANOS. LAS BACTERIAS OXIDAN LA MATERIA ORGÁNICA PARA OBTENER LA ENERGÍA QUE NECESITAN PARA SU METABOLISMO Y CONVIERTEN PARTE DE ESA MATERIA, EN MATERIAL NECESARIO PARA SU CRECIMIENTO Y SÍNTESIS DE NUEVAS CÉLULAS VIVAS ( AUTÓTROFA- HETERÓTROFA). 17) NOMBRAR CUATRO DESINFECTANTES, PONER EL MÁS USADO Y POR QUÉ. DECIR SI ES AGENTE QUÍMICO O FÍSICO. “EL OBJETIVO DE LA DESINFECCIÓN DE UN AGUA DESTINADA AL CONSUMO HUMANO Y USO DOMÉSTICO ES ASEGURAR LA INACTIVACIÓN O DESTRUCCIÓN DE LOS AGENTES PATÓGENOS TRANSMITIDOS POR EL AGUA AL HOMBRE”. TIPOS DE DESINFECTANTES ▪ AGENTES FISICOS -CALOR -RADIACIÓN (LUZ SOLAR, RADIACIÓN ULTRAVIOLETA) ▪ AGENTES QUIMICOS -OXIDANTES QUÍMICOS (CLORO, HIPOCLORITO DE SODIO, HIPOCLORITO DE CALCIO, OZONO, PERMANGANATO DE POTASIO, YODO, OTROS) -IONES METÁLICOS (ORO, PLATA, COBRE, ETC)

18) CLORO RESIDUAL VS CLORO AÑADIDO EN UN PROCESO DE DESINFECCIÓN ES CRECIENTE/DECRECIENTE/CRECIENTE-DECRECIENTE-CRECIENTE →PUNTO CRITICO: DOSIS DE CLORO PARA LA CUAL ES MENOR EL SABOR Y MAS COMPLETA LA ELIMINACIÓN DE COLOR.

21) EN EL DIMENSIONADO DE SEDIMENTADORES, LA CARGA SUPERFICIAL ES UNA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN Y SE DEFINE CON LA RELACIÓN Q/ A sup 22) GUÍA DE DISEÑO PARA SEDIMENTADORES *LOS TANQUES DE SEDIMENTACIÓN PUEDEN SER DE FORMA RECTANGULAR, CUADRADA O CIRCULAR. *EL TIEMPO DE RETENCIÓN DEBE SER SUFICIENTE PARA PERMITIR QUE LOS SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN SE ASIENTEN (PARTÍCULAS DE MAYOR DENSIDAD QUE EL AGUA) O FLOTEN (PARTÍCULAS DE MENOR DENSIDAD QUE EL AGUA). *ES CONVENIENTE DETERMINAR EN CADA CASO LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN UTILIZANDO UNA COLUMNA DE SEDIMENTACIÓN. *LOS SÓLIDOS O PARTÍCULAS SON CONSIDERADOS COMO AGLOMERABLES O FLOCULENTOS CUANDO AL DESCENDER EN LA MASA LÍQUIDA, SE ADHIEREN O AGLUTINAN, CAMBIANDO DE TAMAÑO, FORMA Y PESO ESPECÍFICO DURANTE LA CAÍDA, FORMANDO FLÓCULOS CON UNA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN MAYOR QUE LAS PARTÍCULAS INICIALMENTE CONSIDERADAS. *EL PROCESO DE SEDIMENTACIÓN SE REALIZA EN UNIDADES DENOMINADAS EN GENERAL SEDIMENTADORES. RECOMENDACIONES DE DISEÑO •ESTABLECIDA LA CARGA SUPERFICIAL (VS: VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN OBTENIDA EN LA COLUMNA DE SEDIMENTACIÓN EN LABORATORIO) SE DETERMINA EL ÁREA SUPERFICIAL CON: A sup = Q/ Vs •LA VELOCIDAD HORIZONTAL Vh deberá ser menor de 0,55 cm/s (19,8 m/h) PARA EVITAR EL ARRASTRE DE PARTÍCULAS. •LAS DIMENSIONES DEL SEDIMENTADOR DEBERÁN GUARDAR LA SIGUIENTE RELACIÓN CON LA VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN Y LA VELOCIDAD HORIZONTAL DEL ESCURRIMIENTO: Vh/Vs = L/h *Si como hablamos en desarenadores es necesario que al menos : th = ts L/Vh = h/Vs → L/h = Vh/Vs GUÍA DE DISEÑO PARA SEDIMENTADORES -ALTURA LÍQUIDA ÚTIL RECOMENDADA: H = 1,50 a 2,50 m -VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN O CARGA SUPERFICIAL Vs = Q / (L .B) = 0,10 a 0,50 m/h -Carga hidráulica sobre el vertedero de salida qv = Q / B = 2 a 3 l/s . m

-TIEMPO DE PERMANENCIA HIDRÁULICA ts = L . B . H / Q = 1 a 3 h *RELACIÓN LARGO/ ANCHO L/B=3a8 *RELACIÓN LARGO/PROFUNDIDAD L / H = 5 hasta 20 para tanques chicos OTRAS RECOMENDACIONES DE DISEÑO * PANTALLA PERFORADA ENTRE 0,60 Y 1,00 m DE LA PARED DE ENTRADA. * ES CONVENIENTE REALIZAR GRAN NÚMERO DE PERFORACIONES, A FIN DE MINIMIZAR LA LONGITUD DE LOS CHORROS DE AGUA PARA NO CREAR PERTURBACIONES EN LA ZONA DE SEDIMENTACIÓN. * LA VELOCIDAD EN LOS ORIFICIOS NO DEBE SER MAYOR DE 10 cm/s. * EL FONDO DE LA UNIDAD DEBE TENER UNA PENDIENTE DEL 5 AL 10 % HACIA LA COMPUERTA O VÁLVULA DE SALIDA PARA FACILITAR EL ESCURRIMIENTO DEL MATERIAL DEPOSITADO. * ES CONVENIENTE QUE EL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE RETIRO DE LODOS NO SEA INFERIOR A 150 mm. * LA REMOCIÓN DE LODOS PUEDE LLEVARSE A CABO MEDIANTE OPERACIÓN MECÁNICA CONTINUA O EN FORMA INTERMITENTE.

23) DOS MOTIVOS DEL PORQUE UBICAR UN DESARENADOR. EVITA QUE SE PRODUZCAN SEDIMENTOS EN LOS CANALES Y CONDUCCIONES, PARA PROTEGER BOMBAS Y OTROS APARATOS CONTRA LA ABRASIÓN Y PARA EVITAR SOBRECARGAS EN LAS FASES DE TRATAMIENTOS SIGUIENTES. 24) LA FINALIDAD DEL DESARENADOR ES SEPARAR PARTÍCULAS DISCRETAS SUPERIORES A 0,2 mm POR DOS MOTIVOS: TIENE POR OBJETO SEPARAR DEL AGUA CRUDA LA ARENA Y PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN GRUESA, CON EL FIN DE EVITAR QUE SE PRODUZCAN DEPÓSITOS EN LAS OBRAS DE CONDUCCIÓN, PROTEGER LAS BOMBAS DE LA ABRASIÓN Y EVITAR SOBRECARGAS EN LOS PROCESOS POSTERIORES DE TRATAMIENTO. *EL DESARENADOR SE REFIERE NORMALMENTE A LA REMOCIÓN DE LAS PARTÍCULAS SUPERIORES A 0,2 mm. 25) PARTES DE UN DESARENADOR (HACER ESQUEMA Y NOMBRAR LAS PARTES) -ZONA DE ENTRADA: CONSISTE EN UNA TRANSICIÓN QUE VINCULE EL CANAL O CONDUCTO QUE TRANSPORTA EL LÍQUIDO A DESARENAR. TIENE COMO FUNCIÓN CONSEGUIR UNA DISTRIBUCIÓN UNIFORME DE LOS FILETES DEL ESCURRIMIENTO DENTRO DE LA UNIDAD, A FIN DE LOGRAR UNA VELOCIDAD MEDIA CONSTANTE EN LA ZONA DE DESARENACIÓN. -ZONA DESARENACIÓN: ES UN CANAL EN DONDE SE REALIZA EL PROCESO DE DEPÓSITO DE LAS PARTÍCULAS SEPARADAS DEL ESCURRIMIENTO HORIZONTAL, NORMALMENTE DE SECCIÓN RECTANGULAR. DEBE TENER PENDIENTE DE FONDO PARA FACILITAR SU LIMPIEZA. -ZONA DE SALIDA: ESTÁ CONSTITUIDA POR UN VERTEDERO HORIZONTAL CON DESCARGA LIBRE, UBICADO EN TODO EL ANCHO DE LA ZONA DE DESARENACIÓN, DISEÑADO PARA MANTENER UNA VELOCIDAD QUE NO PRODUZCA RESUSPENSIÓN DEL MATERIAL SEDIMENTADO. -ZONA RECEPTORA DEL MATERIAL DEPOSITADO: FORMADA POR UNA TOLVA CON PENDIENTE PARA PROVOCAR EL DESLIZAMIENTO DEL MATERIAL DEPOSITADO HACIA UN CANAL TRANSVERSAL COLECTOR, DESDE EL CUAL SE DERIVARÁ EL MATERIAL A UNA CÁMARA EXTERIOR. *CRITERIO DE DISEÑO DE UN DESARENADOR - PERIODO DE DISEÑO: de 8 a 16 años. - número de unidades mínimas en paralelo: 2 (para efectos de mantenimiento). - PERIODO DE OPERACIÓN: 24 horas por día. - RELACIÓN LARGO/ANCHO entre 10 y 20. - SEDIMENTACIÓN DE: *ARENA FINA: RÉGIMEN LAMINAR (Re<1.0). *ARENA GRUESA: RÉGIMEN DE TRANSICIÓN (11000). *CUÁL ES EL TIEMPO OPTIMO DE UN DES-ARENADOR DES-ARENADOR : TIEMPO DE RETENCIÓN SERÁ ENTRE 2 - 6 horas. -Vhm (velocidad horizontal media) = Q/b . H b: ancho de la unidad h: profundidad útil del desarenador *VELOCIDAD DE ESCURRIMIENTO HORIZONTAL DEL DES-ARENADOR 0.3 th = L/Vhm = b. L.h / Q (tiempo que la partícula a remover tarda en recorrer la long. L del desarenador) tv = h / Vs (tiempo para que la partícula a remover, con velocidad Vs recorra la profundidad h útil). si th = tv b. L.h / Q = h / Vs o sea Vs = Q /b . L = Q / Asup Asup: área teórica en planta de los desarenadores Todas las partículas que tengan Vs mayores sedimentarán Por seguridad : L = 1,25 a 1,5 (th / Vhm)

26) *TRATAMIENTOS ESPECIALES: -DESCARBONATACIÓN LA DESCARBONATACIÓN CON CAL ES EL MÁS GENERALIZADO MÉTODO PARA LA ELIMINAR LA DUREZA BICARBONATADA O DUREZA NATURAL DEL AGUA. -UTILIZACIÓN DE MEMBRANAS LA UTILIZACIÓN DE MEMBRANAS ES EL MÉTODO ACTUALMENTE UTILIZADO PARA AGUAS SALOBRES -INTERCAMBIO IÓNICO SE UTILIZA PARA REMOVER ANIONES Y CATIONES A TRAVÉS DEL PASAJE DE LA CORRIENTE DE AGUA POR UN LECHO CONSTITUIDO, GENERALMENTE POR RESINAS ORGÁNICAS SINTÉTICAS QUE TIENEN LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIAR UN IÓN CON DICHA CORRIENTE. -AIREACIÓN LA AIREACIÓN SE UTILIZA COMO UN PROCESO DESTINADO A ELIMINAR COMPUESTOS VOLÁTILES Y OPTIMIZAR EL PROCESO DE TRATAMIENTO . PARA ELLO SE EMPLEAN SISTEMAS DE CONTACTO GASLÍQUIDO QUE MEJORAN LA TRANSFERENCIA DE COMPUESTOS VOLÁTILES DE LA FASE LÍQUIDA A LA GASEOSA (DESORCIÓN). Elimina compuestos volátiles, gases CO2, olor, sabor, hierro y magnesio. -ADSORCIÓN EL CARBÓN ACTIVADO SE UTILIZA PARA ADSORBER MOLÉCULAS QUE DAN SABOR, OLOR Y COLOR. ASIMISMO LA UTILIZACIÓN DE RESINAS ESPECÍFICAS PUEDE SER UN MÉTODO ADECUADO PARA LA REMOCIÓN DE CIERTO TIPO DE MOLÉCULAS ORGÁNICAS. -ELIMINACIÓN DE HIERRO Y MANGANESO EN LAS AGUAS SUPERFICIALES, EL HIERRO Y EL MANGANESO SE ENCUENTRAN GENERALMENTE EN ESTADO OXIDADO Y PRECIPITADO, POR LO QUE SE PUEDEN ELIMINAR POR LOS TRATAMIENTOS CLÁSICOS DE CLARIFICACIÓN. EN LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS EN CAMBIO SE REQUIERE UN TRATAMIENTO ESPECÍFICO. ENTRE LOS MÉTODOS FÍSICO-QUÍMICOS PUEDEN MENCIONARSE: *FORMACIÓN DE PRECIPITADO Y FILTRACIÓN, TRANSFORMANDO MEDIANTE OXIDACIÓN LA FORMA SOLUBLE DE AMBOS METALES EN LA FORMA INSOLUBLE, PARA SU POSTERIOR SEPARACIÓN. LA OXIDACIÓN PUEDE LOGRARSE POR AIREACIÓN O MEDIANTE UN AGENTE QUÍMICO. *ESTABILIZACIÓN CON POLIFOSFATOS. *INTERCAMBIO IÓNICO. *ABLANDAMIENTO. -ÓSMOSIS INVERSA: EMPLEO DE MEMBRANAS SEMIPERMEABLES QUE PERMITEN EL PASO DEL AGUA Y RETIENEN EL RESTO DE SOLUTOS. • ELEMENTOS: BOMBA DE ALTA PRESIÓN, MEMBRANA SEMIPERMEABLE. • FACTORES A CONSIDERAR: *Conversión (Y)(Qpermeado/Qalimentado). *Factor de concentración (CF) (Conc en retenido/Conc. en alimentado). CF=1/(100-Y) -LA OI ES UN PROCESO QUE CONSISTE EN LA APLICACIÓN DE UNA PRESIÓN, CUYO VALOR ESTÁ POR ENCIMA DE LA PRESIÓN OSMÓTICA DE LA SOLUCIÓN SALINA, A UNA SOLUCIÓN CONCENTRADA, DE TAL MODO QUE SE FUERZA EL PASAJE DEL SOLVENTE A TRAVÉS DE UNA MEMBRANA SEMIPERMEABLE, CAPAZ DE RETENER SALES Y SOLUTOS DE BAJO PESO MOLECULAR. -La OI es capaz de rechazar contaminantes o partículas, con diámetros del orden de los 0,0001 μm, por lo cual puede lograrse la remoción de sales, dureza, patógenos, turbiedad, retención de subproductos de la desinfección y precursores de trihalometanos (THMs), compuestos orgánicos sintéticos, plaguicidas y la mayoría de los contaminantes más comúnmente encontrados en el agua potable.

(*1) REMOCIÓN DE FLÚOR EN FILTROS DE HUESO MOLIDO -LA TÉCNICA APLICADA ES LA FILTRACIÓN DEL AGUA A TRATAR A TRAVÉS DE FOSFATO TRICÁLCICO UTILIZANDO COMO MATERIAL DE ADSORCIÓN HUESO MOLIDO; EL HUESO A UTILIZAR NECESITA DE UN TRATAMIENTO PREVIO INDISPENSABLE, PARA ADECUARLO A LOS FINES PERSEGUIDOS, A FIN DE QUE RINDA AL MÁXIMO EN SU CAPACIDAD Y VIDA ÚTIL. *Lecho desfluorante: -Se aconseja de hueso vacuno desgrasado por calcinación ( 350 a 700 °C) -Granulometría de 3 a 0,5 mm de diámetro una vez calcinado. -La cantidad de hueso en el reactor se determina en base al tenor de flúor y el caudal a corregir, así como el tiempo mínimo deseado entre las regeneraciones. La relación entre el diámetro y la altura debe ser tal que permita una expansión del lecho en el contralavado de 30 a 50 %. *Detalles operativos: -La velocidad del agua a tratar deberá ser de aproximadamente 4 a 5 m3/m2.h, dependiendo de la concentración de flúor, el pH y la altura del manto. -Cuando el agua tratada que sale de la planta contiene 2 mg/l de flúor ó más es necesario regenerar el manto de hueso. -Los valores de adsorción pueden variar entre 790 g de F por m3 de relleno (para Fresidual=0,60 mg/l) a 1020 g de F por m3 de relleno (para Fresidual=1,20 mg/l). *Regeneración del filtro: -Consiste en reemplazar el flúor combinado a la molécula de hidroxifosfato de calcio donde desplaza al oxhidrilo para fijar el ion flúor. En la regeneración la soda cede su oxhidrilo y capta el ion flúor del agua que se une al sodio formando fluoruro de sodio, por lo que para regenerar el hueso es necesario pasar una solución de hidróxido de sodio en una determinada concentración (conveniente de 1 a 1,2%).

TEMA 7: PROYECTO REDES COLECTORAS CLOACALES O ALCANTARILLAS La recolección y transporte de efluente cloacales se realiza por cañerías denominadas colectores cloacales o alcantarillado. TIPOS DE REDES COLECTORAS:  UNITARIA → Por Gravedad → Efluentes domésticos, industriales y efluentes pluviales en general mas infiltración. 

SEPARATIVA

 PLUVIAL → Por Gravedad → Aguas pluviales de calles, tejados… no se utiliza a presión o vacio debido a los grandes caudales.  CLOACAL → Por Gravedad → Efluentes domésticos, industriales y efluentes pluviales en general mas infiltración y caudales incontrolados (clandestinos). → A presión → Efluentes Urbanos con topografías desfavorables y/o napa freática muy elevada, o presencia de roca en el suelo. También para sólidos de pozo de bombeo, pasaje bajo canales, sifones… → De vacio → La misma que en redes a presión. Los tipos, tamaños y longitudes de las alcantarillas en las redes de alcantarillado dependen de las características de la población, y de la ubicación de la estación depuradora. o Diseño  Acometidas o conexiones domiciliarias: transportan aguas residuales desde el edificio a alcantarilla secundaria o cualquier otro elemento, excepto otra acometida domiciliaria.  Laterales o Secundarias: 1° elemento de la red de alcantarilla, se disponen en calles veredas…  Principales: reciben agua de una o varias alcantarillas secundarias hasta las colectoras o interceptores.  Colectores: alcantarillas de gran tamaño, reciben de las principales hasta la estación depuradora o a grandes interceptores.  Interceptores: alcantarilla de gran tamaño, reciben de uno varios colectores o principales hasta la ED. El tamaño de las alcantarillas depende del caudal y las normas locales que establecen el Ø min.

Para el diseño y cálculo de una red colectora se requiere como indispensable un relevamiento planialtimetrico del lugar con previsión de expansiones futuras ya que la red funciona a gravedad, salvo excepciones que obliguen el bombeo. A la inversa de los sistemas de agua, las redes de efluentes se van cargando a medida que se van alejando de la ciudad hacia la planta depuradora. El resto de los estudios preliminares → población futura, dotación futura, tipo de suelos, profundidad de napas, descargas industriales, descargas, concentrados puntuales de escuelas, hospitales, hoteles…etc. RECOPILACION DE INFORMACION  Mapas y planos → sino existe, relevamiento topográfico; situación de las calles, líneas de FFCC, parques, ríos, desagües…  Sistema preciso y completo de niveles de referencia y dejar hitos (mojones).  Cotas de superficie de las calles en los puntos de intersección, los puntos altos y bajos; y en los cambios de rasante.  Información de las estructuras e instalaciones existentes → cimentaciones, tipo, edad y estado de pavimentos, infraestructura de servicios.  Datos sobre precipitaciones y escorrentías.  Piezometria del agua subterránea, fluctuaciones, profundidad media de la napa.  Características de los diferentes estratos → costos de zanjeo varían.  Información sobre mano de obra local, salarios, costos de construcción; alquiler de equipos → para la preparación de los presupuestos. CONSIDERACIONES BASICAS DEL PROYECTO  Estimación de los caudales y evaluación de las condiciones locales (picos turísticos, descargas puntuales)  Selección de la formula de dimensionado de acuerdo a: tamaños min, vel max, min y pendientes, materiales.  Evaluación de trazados alternativos.  Selección de instalaciones complementarias.  Evaluación sobre la necesidad de ventilación de la red. o Caudales de proyecto Las alcantarillas se proyectan para los caudales estimados a futuro considerando:  Caudal pico de las aguas residuales de origen domestico, comercial, institucional e industrial de la zona a servir.  Máximo caudal de infiltración para la totalidad de la zona.  Porcentaje de aguas pluviales clandestinas. La dotación de agua se verá afectada por un coeficiente de reducción que considera que no toda el agua potable entregada al consumo descarga al sistema de desagüe (riego, lavado de veredas, piletas de natación).

Además se afecta la dotación por un coeficiente de aporte por infiltración a las cañerías.  Capacidad de la red → la red colectora cloacal se calcula con el caudal correspondiente al pico de consumo del día de máxima demanda. o Fórmula para el dimensionado hidráulico La Formula de Manning es la más utilizada en el dimensionado de alcantarillas o redes de desagües. El valor de n > 0,013…  Para alcantarillas bien construidas o nuevas n = 0,013  Para alcantarillas restantes existentes n = 0,015 o Materiales de las alcantarillas Depende de la disponibilidad en el lugar, costos de transporte y condicionamientos propios del proyecto.  Fibrocemento: no se usa, salvo en tramos finales de colectores.  Fundición Dúctil: se utiliza en cruces de rio, canales, para cargas extremadamente altas, se requiera mucha estanqueidad, problemas con raíces.  H°A°: Tramos finales de colectores.  H° Pretensado: para alcantarillas de gran longitud sin conexión domiciliaria.  PVC: El más Utilizado.  PRFV: Buen comportamiento a la intemperie.  PEAD: Provisto en rollos de cientos de metros resistente al aplastamiento y a la abrasión.  Hierro fundido y acero: salidas de pozos de bombeo (muy costoso) La elección del material decidirá el coeficiente de rugosidad a utilizar en la fórmula del cálculo hidráulico de escurrimiento a gravedad. Las alcantarillas adoptan un Ømin > 150mm → debe ser mayor que los albañales de conexión en los edificios (Ø150, 125, 100). o

Velocidades máximas y mínimas  Debe asegurarse velocidades de arrastre suficiente durante varias horas al día → Vmin= 0,6 m/s (flujo a sección llena o semillena).  Velocidad media 0,3 m/s es suficiente para evitar depósitos importantes de sólidos (vel. a los inicios de funcionamiento).  Velocidad mínima en sifones invertidos = 1 m/s Es aconsejable usar pendientes que garanticen velocidades auto limpiante ya que si se descuida el trabajo de mantenimiento y limpieza pueden formarse depósitos considerables que harán que no funcione correctamente, disminuyendo el Ø y en consecuencia el caudal originando daños a las propiedades.

La acción erosiva de la materia en suspensión del agua residual es el factor más importante en la determinación de la velocidad máxima → 2,5 a 3 m/s o Pendientes mínimas Es conveniente que las alcantarillas tengan pendientes suaves para evitar tener que hacer grandes excavaciones pero con un aumento progresivo de la velocidad asegurando la velocidad mínima de autolimpieza.  La pendiente mínima practicable desde el punto de vista constructivo ≈ 0,0008 m/m.  En alcantarillas de gran longitud con poca pendiente puede producirse acumulación de sulfuro de hidrogeno dando lugar a serios problemas de olores o al deterioro de aquellos materiales que contengan cemento.  Cuando se proyecta una alcantarilla de gran tamaño (colector, interceptor) es importante tener en cuenta los bajos caudales que se producen durante los primeros años después de su construcción. Una alternativa consiste en construir una alcantarilla de menor tamaño y doblarla en el futuro cuando se haya desarrollado suficientemente la zona a servir.  Si la pendiente o caída del TN supera la pendiente mínima se puede: a) Adoptar para la cañería una pendiente similar a la del TN (sin superar los 3 m/s). b) Profundizar la BR inicial para mantener la pendiente mínima (sin profundizar en exceso y evaluar Ø> con pendiente mínima). o Tirante Liquido Cuando la acumulación de caudal requiere superar el Ømin = 150 mm comienza el cálculo hidráulico de las colectoras principales. Para que el efluente este aireado → adoptar tirantes máximos cuya relación entre altura del liquido del caño “d” y el diámetro “D” este entre 0,8 y 0,9 (d/D = 0,9). Superada esta relación seleccionar una pendiente o Ø >. o Trazados y soluciones alternativas Sera necesario hacer un anteproyecto para cada solución y un estudio comparativo de costos antes de tomar una decisión. No es recomendable la construcción de alcantarillas en zonas que no son de dominio público.

o Trazados curvos Las alcantarillas se disponen en tramos rectos entre PR (pozos de registro) de manera de facilitar la inspección y hacer más sencilla su limpieza. Pero en algunas soluciones alternativas se puede requerir el trazado curvo para; no apartarse del dominio público, calles con curvas… En alcantarillas de pequeño Ø, la curvatura se suele conseguir disponiendo una serie de tramos rectos en los que las juntas tienen una ligera separación en uno de los bordes. En alcantarillas de mayor Ø, la curvatura se consigue mediante extremos de conductos biselados. Es preciso estudiar el tipo de equipos de limpieza a utilizar y su disponibilidad en el lugar. Como desventaja; no se puede utilizar el equipo de laser para controlar alineaciones y la pendiente, difícil de inspeccionar con cámaras y difícil de contabilizar las perdidas. INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS 

Bocas o pozos de registro (Prefabricados H°A° o PVC):  En las alcantarillas de Ø ≤ 1200mm las BR se ubican en los puntos en los que se producen cambios de sección, pendiente o dirección.  Para reducir las salpicaduras y proteger al personal de mantenimiento en los casos donde la diferencia de cota entre el intradós de la cañería de entrada y salida de un PR exceda 0,5 m, se coloca un PR con caída incorporado. (los accesorios (dimensiones) establecen el salto vertical min = 530 mm para alcantarilla de 200mm).  Las BR deben ser suficientemente grandes para permitir un fácil acceso. Los pozos de registro de redes pequeñas de sección circular son de unos 1,20 m de Ø.  Las estructuras de acceso a grandes alcantarillas se construyen de manera tal que se puedan bajar botes o dispositivos de rascado de fondos al interior de las conducciones. Distancia entre BR según Ø:  Ø < 600 mm → c/ 100m  700 mm < Ø < 1200 mm → c/ 120m  Ø > 1200 mm → distancias mayores dependiendo del terreno situación de intersección de calle. No deberá exceder la longitud que pueda limpiarse con el equipo disponible de mantenimiento.

Marcos y Tapas:  Seguras → no se suelten  Fácil reparación y/o sustitución → mucho desgaste  Resistentes → soportar vehículos pesados  Bien ajustados → evitar ingreso de basura  Protegidos contra entrada de agua pluvial y cigarrillos encendidos.  Plana y en la rasante  Normalizada  No resbaladiza  Recomendable circulares → difícil de caer en el PR  De fundición o acero fundido  Sin perforaciones  Acometidas domiciliarias: Cañerías de pequeño diámetro que van desde el edificio a la alcantarilla publica de la calle. Ømin = 100 mm (110) Pendiente mínima > 2 ‰  Ventilación de las alcantarillas: Se realiza la ventilación a través de las BR para:  Evitar acumulación de gases y su entrada a las viviendas.  Por el peligro de asfixia de los operadores de la red. 

Estación de bombeo para efluentes cloacales:              

Dos electrobombas para aguas residuales con VL automática. Soporte superior de barras guía de acero galvanizado. Juego de ganchos. Barras guía para descenso y elevación de las bombas. Conexión de descarga anclada permanente al fondo del pozo. Reguladores de nivel o sensor de nivel inteligente. Cables eléctricos y sujetadores correspondientes. Ganchos para sostener los reguladores. Ventilación con sombrerete. VR y VE para cada línea de bombeo. Escalera de acceso. Tapas de acceso con candado. Alojamiento de cañería de entrada y salida. Panel de control - Tablero de alimentación y comando.

CAMARAS DE CARGA Dispositivos para que las redes pudieran construirse con pendientes suaves con velocidades bajas que no aseguraban la autolimpieza (casi no se usan). En caso de depósito de sólidos se aconseja limpieza mediante riego a presión con manguera o hidrojet (no siempre disponible). RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO Dimensionar una red colectora cloacal consiste en seleccionar los Ø comerciales más adecuados para conducir los líquidos residuales que se evacuan de las instalaciones sanitarias domiciliarias, para transportarlas hasta la planta depuradora, minimizando costos de proyecto. Para ello se recomienda:  BR en cada esquina (verificando los tramos según Ø)  Elegir sentido de escurrimiento partiendo de los puntos más altos hasta llegar a BR de vuelco  Las BR en zonas altas ventilan la red y los tramos que salen deben tener pendiente mínima  Pendiente que acompañen el declive natural del terreno minimizando movimiento de suelo (costos)  Vel mínima = 0,6 m/s aunque se acepta V= 0,4m/s en los primeros tramos con Ømin Se deberá proyectar para caudales futuros y verificar las condiciones de escurrimiento al momento de puesta en marcha.  Tapada mínima = 1,20m sobre el intradós  Las cañerías que ventilan tienen que tener su intradós como min un Ø por encima del intradós de la cañería de descarga más alta de la BR y siempre respetando la tapada min.

CALCULO DE GASTOS Y CAUDALES  Gasto hectometrico de vuelco GHV = QD / LTOTAL (l/s.hm)  Caudal de diseño QD = Pob.fut x Dot.fut. x α x m / 86400 (l/s) α: coef pico m: coef de minoración  Gasto en Ruta GR = GHV x LTRAMO (l/s)  Gasto Acumulado (l/s) Caudales acumulados aguas arriba de la BR que da comienzo al tramo que se va a calcular.  Gasto de infiltración (l/s) Se calcula a partir de la longitud de red que se encuentra por debajo de la nf con una tasa de infiltración entre 75 y 150 m3/ dxm. Las juntas de caños de PVC impiden casi por completo la infiltración pero las BR siguen siendo un punto débil.  GASTO TOTAL O DE CALCULO (l/s) GT = GR + GA + GI Verificación: ∑GR + ∑GP = GT BR de vuelco GP: Gastos puntuales CALCULO HIDRAULICO Una vez obtenidos los caudales o gastos de cálculo de todos los tramos de la red, el objetivo es seleccionar los Ø comerciales más adecuados, cumpliendo con las condiciones de Vmin y max, pendientes y el min movimiento de suelos. RESULTADOS  Planilla de cálculo de Ø  Plano de proyecto con Ø, materiales, BR, cotas de terreno e intradós.  Detalle de planta y cortes long y transv de una BRTI y una BRTII.  Computo métrico de materiales y movimientos de suelos.  Planimetría del sector  Planilla tipo para el cálculo hidráulico  Tablas de velocidades y caudales  Folleto de tuberías  Detalles de BR

PRUEBAS DE RECEPCION DE NUEVAS REDES DE DESAGUES Deben realizarse pruebas inmediatamente después del relleno de la zanja, en tramos de longitudes no superiores a 300 m por si hay que realizar modificaciones rapadas.  PRUEBA DE MANDRILADO: Se debe pasar un mandril cilíndrico rígido cuyo Ø sea ≥ 97% del Ø interno de diseño.  PRUEBAS DE ESTANQUEIDAD (con agua o con aire): Forma directa de detectar perdidas, pruebas de infiltración o exfiltración. El criterio utilizado para la recepción de una red nueva consiste en una tasa de perdidas expresada en litros por mm de Ø por Km por día. BR PARA PROFUNDIDADES MAYORES DE 2,50 MTS

TEMA 8: DESAGUES PLUVIALES Las conducciones de colección y transporte de las aguas de lluvia para alejarlas de las poblaciones son consideradas obras de saneamiento, porque evitan el estancamiento, la producción de olores y vectores y se la considera una medicina preventiva. Un sistema de drenajes pluviales es el conjunto de obras e instalaciones destinadas a dar flujo a las aguas provenientes de las precipitaciones que fluyen superficialmente a una determinada área. SISTEMA DE DESAGUE PLUVIAL:  Sumideros → Captan agua de lluvia  Tuberías de conexión → Desde sumideros a colectores o galerías  Cajas de Paso o Conexión (mampostería o concreto)→ Unen galerías con tubos de conexión o destinadas a insertar una rebaja en la pendiente de galería.  Sistema colector o de galerías → Tuberías principales y secundarias.  Pozos de inspección → Ubicados sobre el sistema colector para permitir la inspección y limpieza(en cambios de pendiente, dirección, Ø)  Obras Especiales → Dispositivos de protección , disipadores de energía CONCEPTOS BASICOS DE HIDROLOGIA:  Hidrología: ciencia que trata la lluvia y formas de precipitación, causas, origen, ocurrencia, magnitud, distribución y variación, así como el retorno de la humedad a la atmosfera por evaporación- sublimación – transpiración.  Ciclo del agua: precipitación, percolación, escurrimiento y evaporación. El agua cae sobre la tierra, parte sobre la superficie acuática, otras escurren sobre la tierra (ríos, arroyos). Parte del agua regresa a la atmosfera por evaporación de las superficies acuáticas y por evaporación y transpiración de las plantas. Parte del agua infiltra en el suelo, algo se retiene en la superficie, otro absorben las plantas y el remanente continua por gravedad hasta alcanzar el nivel freático para formar el agua subterránea.

ESTUDIOS PRELIMINARES   

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Estudios topográficos y urbanos → Establecer la cuenca tributaria Elaboración del plano general de la cuenca tributaria Recolección de datos y elementos disponibles → Proyectos urbanísticos, análisis de arroyo, obras de arte, datos catastrales de desagüe pluvial, cloacal, agua, gas…curvas IDF, datos pluviométricos del área y sus inmediaciones. Determinación ajustada del área Reconocimiento detallado de la cuenca tributaria → Índice de ocupación urbana, índice de permeabilidad de la cuenca, características de la vegetación y el suelo. Fijación de criterios y parámetros → Lluvia critica, índice de frecuencia, intensidad media, coeficiente de escorrentía, método para evaluar caudales y cursos de aguas receptores. Elaboración de una memoria descriptiva

ANTEPROYECTO    

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Evaluación y determinación de los caudales Estudios de alternativas para el trazado (punto de vista técnico – económico) Estudio de obras complementarias y su dimensionado Dimensionado del sistema de galerías o conducciones  Ømin = 0,3 m  Tapada min = 1,00 m  Altura del nivel de agua en conductos = 0,9Ø  Vmin = 0,75 m/s  Vmax = 5 m/s Elaboración de memoria descriptiva y técnica con los planos correspondientes

SUPERFICIES TRIBUTARIAS La delimitación de cada área tributaria se efectúa en base al estudio de las curvas de nivel, que delimitan las zonas de derivación natural de las aguas. El trazado de uno o varios emisarios principales se efectúa siguiendo las depresiones naturales del terreno. Seguido se trazaran los emisarios secundarios en correspondencia con depresiones menores y que intercepten en cada bocacalle la mayor cantidad de agua proveniente de los niveles altos. La distribución, el número y la longitud de las ramificaciones, dependen de la extensión que recorra el agua superficialmente antes de entrar en las canalizaciones. →Recorrido superficial no supere los 600 m

→para pendientes y lluvias pequeñas, el recorrido puede variar entre 300 y 1700 metros Una vez trazada en primera aproximación la red de conductos de desagüe pluvial, se dibujan los límites de las zonas tributarias. El trazado de los recorridos de agua por las cunetas permite establecer con precisión las líneas divisorias de las superficies tributarias parciales, correspondientes a cada tramo de los conductos (emisarios). PLUVIOMETRIA El conocimiento del régimen de las lluvias constituye un dato básico para la solución de una red pluvial.  Variables  Intensidad: magnitud de la precipitación sobre unidad de tiempo (mm/hs). Altura del agua sobre el suelo supuesto impermeable  Duración: tiempo transcurrido entre el comienzo y el fin de las lluvias (min)  Frecuencia: numero de lluvias de características determinadas que se producen en una unidad de tiempo determinada (2 lluvias/mes – 2lluvias/5años)  Índice de frecuencia: numero “n” de veces que una lluvia determinada se repite en un año (24lluvias/año – 0,4lluvias/año)  Recurrencia: tiempo que tarda en repetirse una lluvia determinada. Es inversa al índice de frecuencia → R= 1/n (2,5años/lluvia)  Obtención de datos → de registros meteorológicos  Pluviómetro: cantidad de agua caída en mm de precipitación.  Pluviógrafos: precipitación caída en la unidad de tiempo (intensidad)  Radares meteorológicos CARACTERISTICAS DE LAS PRECIPITACIONES Las tormentas precipitan en cantidades fluctuantes durante distintos intervalos y sobre áreas variables. Un Pluviógrafo aislado mide en un punto y área por lo tanto se recurre al promedio estadístico. La precipitación varía en intensidad:  Durante su duración → relación I-D  A través del área → distribución por áreas  De tormenta en tormenta → recurrencia

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Intensidad de las tormentas  Lluvias de gran intensidad → duran poco, se dan a principio de la tormenta, abarcan superficie pequeña, son poco frecuentes.  Lluvias de poca intensidad → gran duración, frecuentes, abarcan grandes áreas.

 Frecuencia y recurrencia de lluvias El criterio con que se fija la recurrencia para el proyecto, resulta del balance económico entre el aumento de los servicios de amortización que corresponden a una frecuencia mayor y los perjuicios ocasionados por las inundaciones. (Zonas céntricas – 1 a 3 años, radios adyacentes 3 a 5 años, suburbanos 10 a 15 años) Las curvas IDR nos permiten, una vez adoptada una duración de lluvia y un periodo de recurrencia, determinar la intensidad de lluvia con la cual hallaremos el caudal a evacuar.  Coeficiente de escorrentía ϕ Es la relación entre caudal máximo que llega a los conductos pluviales respecto al producido por la precipitación media de la cuenca, ya que durante una lluvia, solamente una parte escurre sobre la superficie hasta llegar a los conductos de desagüe, y el resto se infiltra en el suelo o se evapora. ϕ es siempre < 1 y depende de:  Tipo y humedad del suelo  Absorción  Temperatura  Pendiente  Edificaciones y pavimentos (se deberá considerar todas las calles pavimentadas para cubrir una posible condición futura)  Duraciones de las lluvias La cuenca tributaria está compuesta por diferentes superficies (Si) con diferentes coeficientes de escorrentía (ϕi) por lo tanto el promedio ponderado de la cuenca tributaria de un emisario es: ϕ = ∑(Si . ϕi)/ ∑Si CALCULO DE CAUDALES → Método Racional Q = (ϕ . A . I) / 360 Donde: Q : caudal máximo (m3/s) ϕ: coeficiente de escorrentia A: area de la cuenca tributaria (Ha) I: intensidad de la lluvia (mm/hs)

El caudal de diseño depende la superficie de la cuenca tributaria, de su naturaleza, y de ciertas características de la precipitación. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO Y CALCULO Un factor que interviene en la determinación del caudal que han de servir para establecer las dimensiones de los conductos es el retardo. Retardo → surge al considerar la duración de la lluvia relacionándola con el tiempo que requiere el escurrimiento del agua en el conducto.

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Tiempo de admisión (ta): tiempo que tarda en llegar al extremo del emisario la gota más alejada de la cuenca.  Tiempo de fluencia (tf): tiempo que tarda dicha gota en recorrer el emisario.  Tiempo de concentración (tc): tiempo que tarda en llegar al extremo del emisario la gota mas alejada de la cuenca. tc = ta + tf tc: tiempo necesario para que se produzca el máximo caudal ta: disminuye al aumentar la pendiente y la impermeabilidad de la superficie, y aumenta al aumentar la distancia que tiene que recorrer el agua. tf: longitud del conducto/vel del liquido Lluvia más desfavorable: *Duración mayor que el tiempo de concentración -dI > tc estado de régimen

*Duración menor que el tiempo de concentración -dII < tc Hay retardo

*Duración igual que el tiempo de concentración -dIII = tc

RESUMEN El cálculo de las aguas pluviales, utilizando el método racional requiere los siguientes datos básicos:  Relación I-D  Probable estado futuro de la cuenca (% sup. impermeable)  Coeficiente de escorrentía  ta – tf  Cuenca vertiente a la alcantarilla TDUS (TECNICAS DE DRENAJE URBANO SOSTENIBLE) → son procedimientos destinados a que el sistema de saneamiento mejore su eficacia en la recogida, transporte y depuración de las aguas de escorrentía. Dentro de este grupo se pueden mencionar las siguientes estrategias: -Limpieza de las calles -Programas de educación pública -Programas de gestión de residuos -Control de fertilizantes y pesticidas -Control de la erosión del suelo -Control de la escorrentía de zonas comerciales e industriales *El tratamiento local puede tomar alguna de las siguientes formas: •Dispositivos de infiltración → zanjas o pozos de infiltración. •Pavimentos porosos y modulares. *Las técnicas para el control regional pueden adoptar las siguientes formas: •Estanques de detención (secos). •Estanques de retención (húmedos). •Depósitos de hormigón subterráneos. •Humedales artificiales. •Bandas y zanjas de césped. •Sistemas de filtración en lecho de arena. *Las conducciones de colección y transporte de las aguas de lluvia para alejarlas de las poblaciones son consideradas obras de saneamiento porque evitan el estancamiento, la producción de olores y vectores; se la considera una medicina preventiva. *Un sistema de drenajes pluviales es el conjunto de obras e instalaciones destinadas a dar flujo a las aguas provenientes de las precipitaciones que fluyen superficialmente a una determinada área.

TEMA 9: TRATAMIENTO DE EFLUENTES GENERALIDADES – DEFINICION – ORIGEN Las aguas residuales son las aguas provenientes del sistema de abastecimiento de agua de una población, después de haber sido modificadas por diversos usos en actividades según su origen:  Domestica: aguas utilizadas con fines higiénicos, consisten en residuos humanos descargados por instalaciones hidráulicas.  Industriales: líquidos generados en los procesos industriales.  Infiltración y caudales adicionales: aguas de infiltración que penetran en el sistema de alcantarillado y aguas pluviales.  Pluviales: aguas de lluvia que arrastra arena, tierra, hojas… Cada persona genera 1,8 L/d de materia fecal → 113,5 g de sólidos secos (90g MO – 20g N2 – Nutrientes (fosforo y potasio)) OLORES GENERADOS POR LAS AGUAS RESIDUALES Producidos por gases en el proceso de descomposición anaeróbica  Olor a moho → típico en agua residual fresca  Olor a huevo podrido → típico de agua residual vieja o séptica. Proviene del sulfuro de hidrogeno → descomposición de MO.  Olores variados → productos descompuestos

CARACTERISTICAS CUALITATIVAS Aguas residuales: componentes físicos, químicos y biológicos. Mezcla de componentes org e inorg suspendidos o disueltos en el agua.  Aguas residuales → Agua 99,9% (en peso) Medio de transporte de los sólidos → Sólidos 0,1 % (en peso) → Orgánicos → Inorgánicos  Sólidos orgánicos  Proteínas (40-60%): principal componente del organismo animal y vegetal. El sulfuro de hidrogeno proviene del azufre de las proteínas.  Carbohidratos (25-50%): primeras sustancias degradadas por las bacterias con producción de ácidos orgánicos (aguas residuales estancadas (mayor acidez)) ejemplo, azucares, almidón, celulosa.  Lípidos (10%): grasas y aceites. Los aceites son altamente indeseables porque se adhieren a las tuberías, provocando su obstrucción. Las grasas provocan mal olor, forman espuma, inhiben la vida de microorganismos, problemas de mantenimiento…

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Sólidos inorgánicos  Arena y sustancias minerales disueltas → sales, metales  Gases disueltos (pequeñas concentraciones) → Oxigeno (aire en contacto con agua en movimiento) →dióxido de Carbono, sulfuro de hidrogeno (formados por la descomposición de MO)

CONTAMINANTES Y EFECTOS CAUSADOS Indicar cuál es el más contaminante (referido al riesgo, que efectos crónicos y agudos, indicar de mayor a menor) Patógenos (1º) Metales pesados (2º) Materia orgánica (3º) Nutrientes (4º)

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Sólidos suspendidos (domestico e industrial) → depósitos de barro, protección de patógenos, condiciones anaeróbicas Sólidos flotantes (domestico e industrial) → Aceites y grasas → problemas estéticos Materia orgánica biodegradable (domestico e industrial) → DBO → Consumo de oxigeno, mortalidad de peces, condiciones sépticas Patógenos (domésticos) → Coliformes → Enfermedades hídricas Nutrientes (domestico e industrial) → N2 y P → Crecimiento excesivo de algas (eutrofización), toxicidad para los peces, enfermedades en los niños, contaminación del agua subterránea. Compuesto no biodegradable (industrial y agrícola) → pesticidas, detergentes → toxicidad, espuma, malos olores. Metales pesados → As, Cr, Cu, Mg, Pb → Toxicidad, contaminación subterránea, inhibición al tratamiento biológico de aguas residuales

CARACTERISTICAS CUANTITATIVAS  Relación agua – agua residual Los caudales de aguas residuales se estiman en función de los caudales de abastecimiento de agua. El consumo per cápita aproximado 150 lts/hab.dia La relación agua residual/agua se denomina coeficiente de retorno (c) y varia de 0,5 a 0,9.  Cargas orgánicas de las plantas de tratamiento de agua residual Se expresa generalmente en kilos de DBO por día, o kilos de sólidos suspendidos por día, y el caudal en lts/seg o m3/dia  Concentración de aguas residuales Cuanto más alta es la cantidad de MO contenida en un agua residual, mayor es la concentración. MO → indicativo de la cantidad de todas las sustancias orgánicas presentes en un agua residual. Para cuantificar la masa de MO se utilizan las mediciones de DBO y DQO(mg/l o g/m3). Para consumos elevados de agua → el agua residual es mas diluida (DBO=200 a 250 mg/l) Para consumos menores de agua → el agua residual es mas concentrada (DBO= 400 a 700 mg/l) La concentración de agua residual domestica es la DBO (cantidad de residuo orgánico) producido a diario por habitante. 45 g/hab.dia → pequeñas ciudades 60 g/hab.dia → intermedias ciudades 75 g/hab.dia → grandes ciudades MEDICION DE LA CONCENTRACION DE CONTAMINANTES DE AGUAS RESIDUALES  Métodos analíticos para contaminantes orgánicos  Cuyo parámetro es el oxigeno  Demanda teórica de oxigeno (DTeO)  Demanda Química de Oxigeno (DQO)  Demanda bioquímica de Oxigeno (DBO)  Demanda Total de Oxigeno (DTO)  Cuyo parámetro es el Carbono  Carbono Orgánico Total (COT)  Carbono Orgánico Teórico (COTe) Demanda teórica de oxigeno (DTeO): cantidad estequiometrica de oxigeno necesaria para oxidar completamente un determinado compuesto. O sea, transformar la fracción orgánica de aguas residuales en gas carbónico (CO2) y agua (H2O). La DTeO en la práctica no puede calcularse, pero es similar a la DQO.

Demanda Química de Oxigeno (DQO): se obtiene por medio del agua residual en una solución acida. Las ventajas de las mediciones de DQO es que los resultados se obtienen rápidamente (3 horas). Como desventaja no ofrece ninguna proporción del agua residual que puede oxidada por las bacterias ni de la velocidad del proceso de bio oxidación. Tiene mayor utilidad que la COT Medida indirecta de la concentración de MO en función de la cantidad de O 2 requerida para oxidarlo completamente en forma química. Demanda bioquímica de Oxigeno (DBO): usada en la oxidación bioquímica de la MO en condiciones determinadas en tiempo y temperatura. Se mide el oxigeno consumido por las bacterias durante la oxidación de la MO presente en el agua residual por 5 días a 20°C. La demanda de oxigeno se debe a:  Materia orgánica carbonosa → fuente de alimentación (agua residual domestica) de los organismos aeróbicos  Nitrógeno oxidable  Compuestos reductores químicos → oxidados por oxigeno disuelto Carbono Orgánico Total (COT): Las pruebas para su determinación se basan en la oxidación del carbono existente en la MO, la cual da como resultado dióxido de carbono. Se puede determinar en pocos minutos Desventaja → no proporciona información respecto del estado de oxidación, o grado de biodegradabilidad de la MO. O sea muestras con = COT pueden ejercer muy diferente efecto. RELACION DQO – COT y DBO –DQO  DQO/COT Alta → compuestos orgánicos reducidos (alta energía disponible)  DQO/COT Baja → compuestos orgánicos oxidados (baja energía disponible)  DBO/DQO Alta → Gran proporción materia biodegradable (O2 disponible)  DBO/DQO Baja → Pequeña proporción materia biodegradable (Poco O2)

ALCALINIDAD La alcalinidad de un agua es una medida de su capacidad para neutralizar ácidos. Principales iones capaces de neutralizar ácidos:  Bicarbonato  Carbonato  Hidroxilo

AUTOPURIFICACION Prod orgánicos + O2 → CO2 + H20 Lamentablemente la concentración de oxigeno disuelto en las aguas superficiales es limitada, en el mejor de los casos puede estar en equilibrio con la atmosfera y estar saturada con el oxigeno. Temp. 0°C → Concentración de saturación 14,7 Mg/L (O2) 40°C → Concentración de saturación 6,6 Mg/L (O2) Dado que la concentración de saturación del oxigeno es pequeña (≈ 10Mg/L) no se requiere de una gran concentración de sustancias orgánicas para consumirlo completamente. Afortunadamente existen mecanismos que le suministran oxigeno al agua. 

Re – aeración → el O2 atm tiende a ingresar al agua de modo de restaurar el equilibrio.  Déficit de oxigeno disuelto = concentración de sat – concentración de oxigeno disuelto  Tasa o velocidad de re-aeración = función (grado de turbulencia, déficit de oxigeno disuelto)

CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS Composición: las impurezas contenidas en las aguas residuales urbanas comprenden materias minerales y orgánicas en forma de materias en suspensión (sedimentables, flotantes y coloidales) o materias disueltas. Según su tamaño (a) → sedimentables – suspendidas – coloidales – disueltas A estas materias orgánicas se añaden microorganismos que pueden degradar las MO y provocar fermentaciones pútridas. Es conveniente que las aguas residuales lleguen a la estación de tratamientos en estado fresco.

ESTIMACION DE LOS VERTIDOS URBANOS → Se estima en función (Q), de su concentración en materias en suspensión y de su DBO. La DQO permite valorar su contaminación de origen industrial.  Caudal: 150 l/d.hab – 500 l/d.hab→ > 50000hab Coef de retorno→ 0,5-0,9 Coef pico → 2,5 Cuanto más corta es la red y más pequeña la población la punta es mayor. En tiempo seco se produce un pico por día. Caudal variable durante el día. Presenta uno o varios picos.

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Cargas de DBO5 Red separativa → 60 a 70 g Red unitaria → 70 a 80 g (La punta puede ser 10 veces mayor a la cantidad media horaria). Con un nivel de vida creciente, se aprecia un aumento de carga y caudal…el caudal crece más rápido que la carga tendiendo a ser más abundantes y menos concentrados. Cargas de materias en suspensión (MeS) Red separativa → 70 g (70% materias volátiles) Red unitaria → 80 g (66% materias volátiles)

INFLUENCIA DE LOS VERTIDOS DE AGUAS RESIDUALES Pueden estimarse la importancia y los efectos de la presencia de vertidos industriales en agua residual, comparando las características de esta agua con las de un agua usada urbana que no reciba ningún vertido industrial.  Presencia de nitrógeno → contenido normal 15 al 20 % de la DBO5 de nitrógeno total.  Efecto del pH → próximo al neutro (7 y 7 ,5) → lo normal. La depuración biológica puede realizarse entre pH 6,5 a 8,5.  Potencial Redox → +100 mV __ pH = 7 +40 mV __ pH = 7 o negativo → medio reductor, aguas sépticas >+300 mV __ pH = 7 → medio oxidante anormal  Toxicidad e inhibición → presencia de metales pesados (Cu2+, Cr6+) puede anular la acción de las bacterias. Los sulfuros detienen el crecimiento biológico.  Equilibrio de nutrición → en aguas industriales hay déficit de nitrógeno y fosforo.  Salinidad → salinidad elevada reduce el rendimiento  Temperatura → las variaciones afectan los procesos de depuración.

OBJETIVOS El fin del tratamiento consiste en obtener un agua depurada cuya contaminación se limite a un grado tal, que su vertida no accione perjuicio a la fauna y a la flora del medio receptor.

PRINCIPALES CADENAS DE PROCESOS – RENDIMIENTOS DE DEPURACION El rendimiento de la depuración depende de:  Regularidad del caudal y la carga  Proporción de agua residual  Concentración de agua bruta  Temperatura del agua  Depuración física (primaria)  Pre tratamiento (desbaste, desarenado)  Decantación primaria → elimina 35% DBO - 90% MeS  Depuración físico-química  Separación más eficaz por coagulación-floculación → elimina 70% DBO - 90% MeS  Depuración Biológica (secundaria)  Eliminación más completa por acción bacteriano → elimina 95% DBO  Tratamiento y secado de los fangos  Tratamiento terciario → filtración, aeración, cloración… CRECIMIENTO DE UN CULTIVO BACTERIANO Comprende distintas fases con velocidades diferentes 1) Fase latente → aclimatación de los microorganismos 2) Fase exponencial → velocidad cte 3) Fase de moderación 4) Fase con velocidad nula de crecimiento 5) Fase de decrecimiento  

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En la fase exponencial → los alimentos se encuentran en concentración suficiente y nada se opone al crecimiento. Disminución y detención del crecimiento → debido a la disminución de la concentración en alimentos, acumulación de vertidos tóxicos o modificación física del medio. En la fase decreciente → microorganismos no se alimentan, y una parte de ellos desaparece.

VALORACION DE LA CONTAMINACION ORGANICA La materia orgánica o volátil contenida en un fango, se determina globalmente después de calcinación en un horno a 600°C.  Oxidación química → el valor de DQO comprende todo lo que puede tener una demanda de oxigeno → sales minerales oxidables, compuestos orgánicos (biodegradables o no). Los hidrocarburos minerales son resistentes a esta oxidación lo que puede dar errores.  Oxidación bioquímica → DBO; para ser completa, la oxidación biológica exige un tiempo de 21 a 28 días → DBO21 o DBO28 En la curva 1 primero se produce la oxidación de los compuestos carbonados y luego los nitrogenados dando lugar al proceso de Nitrificación (nitrógeno orgánico y amoniacal se oxida formando nitrito y después nitrato) DBO5 representa la contaminación orgánica carbonada biodegradable. RELACION DBO y DQO Si todos las materias orgánicas de un agua fueran biodegradables DCO = DBO21 Si el agua contiene materia orgánica no biodegradables DCO > DBO21 DBO21/DBO5 = DCO/DBO5 = 1,46 RESUMEN POWER POINT AGUA→ bien público indispensable para la vida, recurso natural renovable, pero limitado que atiende necesidades ilimitadas. CONTAMINACION→ el contaminante es una sustancia o efecto que altera negativamente el medio ambiente modificando el crecimiento de especies, o es toxico para la salud… AGUAS RESIDUALES URBANAS → Combinan efluentes domésticos con algunos industriales y se descargan a un cuerpo natural de agua. DBO →Demanda bioquímica de oxigeno, cualquier materia que se pueda combinar y reaccionar con el oxigeno disuelto en agua. Altos DBO → produce anoxia Aguas con DBO > 5 mg/L están contaminadas FACTORES CLAVES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES  Caudal/variación = f(t) → Dimensionado  Contaminantes/ cantidad = f(t) → Tipo de Tratamiento Estrategia de muestreo representativo → integrados → Puntuales → Continuos

MEDICION DE CAUDALES → Directos → Indirectos: -Magnéticos -Ultrasónicos -Mezclas -Dinámicos (diafragma, Venturi, Vertederos) ALTERACIONES QUE SUFRE EL AGUA Modificaciones físicas, químicas o biológicas:  Calentamiento  Disolución de gases  Arrastre de partículas en suspensión  Precipitación de sales poco solubles  Incorporación de patógenos CARACTERISTICAS DEL AGUA RESIDUAL  Parámetros Físicos → Sólidos en suspensión (volátiles o fijos) -olor, color, temp, turbidez, conductividad…  Parámetros Químicos → MO biodegradable, nutrientes, compuestos orgánicos refractarios, metales pesados, sólidos inorgánicos disueltos DBO, DQO, COT  Parámetros Biológicos → Patógenos TURBIDEZ Medida de la extensión en que la luz es absorbida o dispersada por los sólidos suspendidos en el agua. Depende del tamaño y características del material suspendido. No es una medida directa ni cuantitativa. RELACION SOLUBILIDAD – TEMPERATURA (agua)

CARACTERISTICAS MICROBIOLOGICAS Las aguas residuales que incluyen cloacales, contienen microorganismos que pueden provocar:  Transmisión de enfermedades  Destrucción de equipos  Alteración de la calidad del agua DISPOSICION DE AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales deben ser tratadas para mejorar la calidad del agua residual teniendo en cuenta el punto de descarga, para que no afecte negativamente el ambiente acuático ni cause problemas de salubridad al hombre, cumpliendo los requisitos legales.  Destrucción de patógenos  Reducción / eliminación de contaminantes  Eliminación de MO para evitar procesos de eutroficacion en el medio acuático. EUTROFICACION → buen estado nutricional  Nutrientes (nitratos y sulfatos) ingresan a un cuerpo de agua  Se estimula el crecimiento de algas  Las algas (algunas) segregan toxinas que afectan a los peces y también mueren y sedimentan  Bacterias descomponen las algas muertas  Crece la población bacteriana por lo tanto se reduce el O2 disponible  Puede que la descomposición se torne anaeróbica y aparecen malos olores  Se produce hipoxia (peces y plantas mueren) (bajo nivel de O2) PROBLEMAS BASICOS QUE GENERA LA CONTAMINACION  Higiénicos → transmisión de enfermedades  Económicos → consumo de productos químicos, menor productividad de agua para la agricultura, menor valor de propiedades costeras  Estéticos → alteración del aspecto naturalmente agradable, e imposibilidad de usar el cuerpo superficial con fines recreativos.

Los sólidos totales están compuestos por: sólidos disueltos + sólidos en suspensión

Clasificación de Tamaño de Partículas partículas (mm) Disueltas < 0.000001 Coloidales 0.000001 a 0.001 Suspendidas > 0.001 Sedimentables > 0.01

TEMA 10: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PRETRATAMIENTO (No reduce DBO ni SeS) → Eliminar materias gruesas que por su tamaño naturaleza crearían problemas en los tratamientos siguientes. (Rejas y desarenadores) Operaciones:  Desbaste  Dilaceración  Desarenado  Pre-Decantación  Desaceitado  Desengrase  Tamizado  Tratamiento de arenas y de desechos TRATAMIENTO PRIMARIO (reduce en mayor medida SeS y en menor DBO, aparecen los barros) → remover sólidos suspendidos removibles por medio de: Sedimentación, filtración, flotación y precipitación. TRATAMIENTO SECUNDARIO → remover material orgánico en suspensión y disuelto utilizando procesos biológicos (aeróbicos y anaeróbicos). TRATAMIENTO TERCIARIO (re-uso) → remover nutrientes (Nitrógeno y fosforo) del agua. DESINFECCION → Tratamiento adicional para remover patógenos. TRATAMIENTO DE BARROS → Tratamiento de la porción “solida” removida del agua contaminada. La finalidad es secarlo y tratarlo para reducir los patógenos.

PRETRATAMIENTO  Desbaste → Separación de material grueso mediante rejas.  Distancias: Pre desbaste → 50 a 100 mm Medio → 10 a 25 mm Fino → 3 a 10 mm  Rejas → Limpieza manual → Limpieza automática (o mecánica) Inclinación: 30 - 45°  Velocidad de paso: suficiente para que las materias en suspensión se apliquen sobre la reja, sin que se provoque una pérdida de carga fuerte ni se produzca atascamiento en la parte profunda de los barros. Vel: 0,6 – 1 m/s (hasta 1,20 y 1,40 m/s)  Perdidas de carga: 0,1 – 0,4 m H = (V2-v2 / 2g) x (l/0,7) V: velocidad a través de la reja v: velocidad en canal ingreso 

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Dilaceración (triturar) → desintegrar las materias solidas arrastradas por el agua.  Este proceso suprime la evacuación y descarga de los residuos de la reja.  Desventajas → atención frecuente, obstrucciones de tuberías y bombas, formación de costra de fango.  Dos tipos de diceradores → sin elevación del agua → en línea Desarenado → separar arena gravas y partículas minerales superiores a 200 micrones.  Sedimentación en caída libre (Stokes – régimen laminar – Newton – Turbulento – Allen - Transitorio).  Superficie horizontal = Qmax/ Vc → de la partícula de < tamaño  Tiempo de retención → depende del desarenador: 1 min a 5 días  Velocidad horizontal = 0,3 m/s  Velocidad de decantación = 1,15 m/min (partículas 65 micrones). Largo teórico 18 m  Residuo putrescible < 3%

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Pre decantación → Previo a la clarificación con aguas de superficie muy cargados con el objeto de eliminar la totalidad de la arena fina y la mayor cantidad de barro.  Proceso necesario a partir de 2 – 5 g/l de concentración de materia en suspensión.  Decantación → Natural (para baja carga) → con Reactivos (elevada carga)  Vel. Ascensional → 2 y 6 m/h  Tiempo de contacto: 1-2 h Desaceitado - Desengrase → Desaceitado: separación liquido – líquido. Desengrase: separación solido – liquido. Todo dispositivo en el que se reduzca la velocidad de flujo y que ofrezca una superficie tranquila actúa como separador de grasa y aceite. La recogida en superficie y la evacuación se efectúa por vertido (para aceites) y por rascado (para grasas). Tamizado → Filtración sobre soporte delgado.  Macrotamizado: chapa perforada o enrejado metálico con paso superior a 0,3 mm → para retener materia en suspensión flotantes o semi flotantes,  Microtamizado: tela metálica o plástica de malla inferior a 100 micrones → para retener materia en suspensión de muy pequeñas dimensiones.

TRATAMIENTO PRIMARIO  Homogenización → minimizar y controlar las fluctuaciones en el caudal y características de las aguas residuales.  Proporciona:  Absorción de las fluctuaciones (evita sobrecargas)  Favorece el control de pH  Proporciona flujo continuo  Permite descargas controladas  Previene elevadas concentraciones de metales  Formas de homogenización (se lleva a cabo en línea o derivación) → del flujo → de la contaminación → de ambas  Métodos de mezcla → distribución del flujo y placas deflectoras  Agitación con turbinas  Aeración mecánica  Agitación con difusores PILETA DE HOMOGENIZACIÓN OBJETIVO: HOMOGENIZAR EL CAUDAL -AMORTIGUAR VARIACIONES DE COMPOSICIÓN → NIVEL CTE (SALIDA POR DESBORDE) -AMORTIGUAR VARIACIONES DE CAUDAL → NIVEL VARIABLE (DESCARGA POR BOMBEO)

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Neutralización → Proceso en el cual un reactivo acido se agrega a un líquido alcalino o al revés, para ajustar el pH a un determinado valor. *pH para descarga en colector cloacal 7-10 (6,5 – 10) *pH para proceso biológicos (6,5 -8,5)  Mezclas de corrientes acidas y alcalinas:  Neutralización de aguas acidas en lechos de caliza  Mezcla de aguas acidas con lechada de cal  Neutralización de aguas alcalinas con clorhídrico (acido fuerte)  Resinas iónicas La cantidad de reactivo necesario para ajustar el pH se puede calcular mediante la curva de Titulación.



Coagulación - Floculación  Coagulación → agregado y mezclado rápido de un coagulante con el agua residual.  Neutraliza cargas eléctricas  Colapsa la capa superficial de las partículas  Promueve la aglomeración  Promueve la formación de floculos que decantan más rápido

Coagulantes: Alúmina – Hidróxido de calcio – Sulfato ferroso – Cloruro férrico  Floculación → Una vez desestabilizadas las partículas se facilita su agregación en partículas mayores que puedan separarse por otro medio (sedimentación, flotación) Floculantes: sílice activada – Polielectrolitos (anionicos, cationicos, no iónicos)  Mezcladores → hélice y turbina – paletas – estáticos y neumáticos Mayor energía→ mayor turbulencia → mayor mezclado 

Precipitación → Proceso unitario donde las especies solubilizadas, son separadas de la solución mediante el agregado de un compuesto químico, que convierte en insoluble a la solución soluble. La separación final se realiza por sedimentación.  Aplicaciones:  Ablandamiento de aguas.



Sedimentación → Separación de partículas de mayor densidad que el agua.  El Tipo depende de:  Concentración de la suspensión  Concentración de las partículas  Tipo de sedimentadores:  Separación de partículas discretas (Ley de Stokes)  Sedimentación floculada (difusa). Las partículas son coloidales, aumentan tamaño y decantan más rápido.  Sedimentación en bloque (pistón). Las partículas asociadas (conglomeradas) decantan en masa.  Fuerzas que intervienen en la sedimentación:  Gravedad (FM)= (ρs-ρl) · g  Resistencia debida a viscosidad e inercia  (F t) = C · ρl · v/2  En flujo laminar → ley de Stokes:  V0= (g/18μ).(ρs-ρl).d2



Flotación → proceso inverso a la sedimentación. Las burbujas de aire adheridas a las partículas las impulsan a subir a la superficie donde son extraídas por espumado. Muy utilizado en separación de aceites y grasas del agua.  Flotación aplicado a partículas con < densidad que el agua.  Tipos:  Natural (aceites y grasas)  Inducida → se reduce la densidad que en principio era mayor que el agua. (sólidos y fangos – aceites de refinería, fibra de papel en papeleras)

>TIEMPO DE RETENCION EN EL SEDIMENTADOR DISMINUYE CONCENTRACIÓN DE SOLIDOS FALSO **SUMIDERO SEDIMENTADOR ENTRADA/SALIDA ENTRADA

PRIMARIO,

LA

TOLVA

ESTA

EN

ORDENAR 4 ETAPAS DE UN PROCESO AJUSTA PH (1) COAGULACIÓN (2) FLOCULACIÓN (3) SEDIMENTACIÓN (4)

PROCESOS U OPERACIONES BOMBEO DE AGUA O FILTRAR O FLUJO DE FLUIDOS O SEDIMENTAR P CLORACION P OXIDACION P COAGULAR P NITRACION P COMBUSTION P DESINFECTAR P TRANSFERENCIA DE CALOR O SULFURACION P

LA

ZONA

DE

TEMA 11: TRATAMIENTO DE EFLUENTES SECUNDARIOS Y TERCIARIOS Las soluciones que pueden aplicarse para resolver el problema de la contaminación ambiental derivados de los efluentes industriales que son los más perjudiciales (también están los efluentes cloacales) son: 

Modificación de operaciones y procesos en las plantas industriales → disminuir los volúmenes de efluentes o la concentración de MO en las descargas



Métodos Biológicos  Tratamiento de los efluentes → por métodos físicos, químicos y biológicos para reducir la DBO hasta límites permitidos.  Aprovechamiento integral o parcial de los efluentes → recuperar productos valiosos

OBJETIVOS FUNDAMENTALES DEL TRATAMIENTO (biologico)DE EFLUENTES Eliminar sólidos suspendidos y carga orgánica disuelta en aguas residuales utilizando microorganismos.  Los microorganismos son responsables de:  Degradación de la MO  Clasificación:  Aeróbicos (requieren O2 para su metabolismo)  Anaeróbicos (desarrollo en ausencia O2)  Facultativos (desarrollados con o sin O2)  Principios del tratamiento biológico  Optimización de procesos naturales  Control de condiciones ambientales para optimizar el crecimiento de los microorganismos  Procesos biológicos  Presencia de microorganismos (asociación)  Procesos similares a los naturales  Necesidad de: fuente de carbono y energía Nutrientes (elementos inorgánicos) Factores de crecimiento (vitaminas)  Formas de obtención de energía → Fermentación – fotosíntesisrespiración

TIPOS DE MICROORGANISMOS PRESENTES EN TRATAMIENTOS BIOLOGICOS  

 

Bacterias → protistas unicelulares: consumen compuestos solubles formados por 80% agua 20 % materia seca – 90% org 10% inorg Hongos → protistas multicelulares, no fotosintéticas y heterótrofos. Pueden crecer en condiciones de baja humedad, lo que no ocurre con las bacterias. Toleran bajos pH. Levaduras → hongos que no pueden formar filamentos Actinomicetos → microorganismos con propiedades intermedias entre las bacterias y hongos.

ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL TRATAMIENTO DE EFLUENTES 

Interacciones microbianas:  Competición → en el uso de un determinado nutriente  Predacion → un organismo se alimenta de otro  Parasitismo → vive a expensas de otro que muere  Comensalismo → dos organismos viven sin molestarse  Mutualismo → dos organismos se benefician mutuamente  Amensalismo → la excreción de uno afecta al otro



Reacciones biológicas → aeróbicas, anaeróbicas y fotosintéticos

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Estequiometria → de las reacciones involucradas en los diferentes tipos de tratamiento influenciada por: las especies de microorganismos presentes, los compuestos existentes, y las condiciones ambientales sobre el proceso. Todas las reacciones son exotérmicas, y el cálculo del calor liberado es importante en los procesos de compost y digestión aeróbica termofilica.

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Relaciones cinéticas básicas → μ = μm . S / Ks + S La fuente de igual y energía medida como DBO y DQO es generalmente considerada el sustrato limitante en los procesos biológicos aeróbicos.

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Crecimiento bacteriano y tipos de bacterias  Bacterias (asociación - consorcio): aerobias – facultativas – anaerobias  Reproducción por fusión binaria  Tiempo de generación = tiempo requerido para cada división  Requerimientos  Enzimas → catalizadores orgánicos  Energía → oxidación – almacenamiento – consumo  Control de condiciones ambientales

Factores que influyen en el crecimiento:  pH: varía según el tipo de microorg. (7-8)  T°: 8 - 30° C  O2 disuelto > 2 mg/L  Inhibidores – tóxicos → metales pesados, sust. Orgánicas  Nutrientes DOS FACTORES QUE CONDICIONEN LOS TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS T° y pH *pH (7-8) -VARÍA SEGÚN EL TIPO DE MICROORGANISMO -PRÓXIMO A LA NEUTRALIDAD * T° (8-30°C) -PSICRÓFILA< 15ºC -MESÓFILA 15 < T < 45ºC -TERMÓFILA 50 < T < 65ºC

ESQUEMA ELEMENTAL DE UN PROCESO BIOLOGICO DE TRATAMIENTO Biomasa + agua residual = contacto en reactor biológica → gases → biomasa crecida + agua tratada → Separación solido – liquido → Biomasa → agua tratada  Sustrato (S) → Componente del agua residual que sirve de alimento a la biomasa. S es un componente soluble; no se separa por sedimentación.  Biomasa → cultivo de microorganismos heterótrofos que se alimentan de la MO biodegradable del agua residual. Está formada por partículas y puede separarse por sedimentación, filtración o flotación. Se puede medir como SSV → SS ya que SSV son el 90%

CRECIMIENTO CULTIVO BACTERIANO (biomasa)  Condición → cultivo de bacterias no muy concentrado, inmersa en sustrato soluble de alto contenido energético.

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Fases:  Retardo → periodo de aclimatación  Exponencial → abundancia de sustrato y bajo número de bacterias  Estacionaria → se agota el sustrato, gran numero de bacterias, alta competencia  Muerte o endógena → no hay sustratos ni reservas orgánicas → Fenómeno de lisis: los nutrientes que quedan en las células

TIPOS DE TRATAMIENTOS BIOLOGICOS DE AGUAS RESIDUALES →Eliminar las sustancias orgánicas biodegradables  Microorganismos  Suspendidos en el agua residual durante el tratamiento biológico: Proceso de biomasa en suspensión → es necesario reciclar la biomasa separada por decantación.  Adheridos a una superficie y allí se desarrollan: Proceso de película adherida → la biomasa esta fija a un medio físico (roca, plástico, madera) El reciclado de la biomasa no es necesario.

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PROCESOS DE BIOMASA SUSPENDIDA 8= 5(AE) + 3 (AN)  Aeróbicos:  Proceso continuo de lodos activados  Proceso discontinuo de lodos activados (reactor biológico secuencial)  Biorreactores de membrana  Lagunas aireadas de mezcla completa  Lagunas aireadas facultativas (aeróbicas, anaeróbicas y anoxica)  Anaeróbicos:  Lagunas anaeróbicas  Reactor anaeróbico de flujo ascendente  Proceso de contacto

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PROCESOS DE BIOMASA FIJA O ADHERIDA 5= 3(AE) + 2 (AN)  Aeróbicos:  Filtro percolador  Biodiscos  Reactor de lecho empacado  Anaeróbicos:  Filtros anaeróbicos  Lecho fluidizado

Limitaciones de tipo físico en sistemas aeróbicos  Transferencia de materia (oxigeno)  Separación de flocs (solido/liquido) Barros activados → Tiene mayor capacidad de adaptación a cambios bruscos en alimentación, ajustando biomasa y tiempo de reacción/retención hidráulica.

BARROS ACTIVADOS Consiste en que los microorganismos suspendidos, mediante un sistema de aireación estabilizan la MO. ¿POR QUÉ SE USAN BARROS ACTIVADOS? MAYOR CAPACIDAD DE ADAPTACIÓN A CAMBIOS BRUSCOS EN ALIMENTACIÓN, AJUSTANDO BIOMASA Y TIEMPO DE REACCIÓN/RETENCIÓN HIDRÁULICA.

 Tienen lugar 2 procesos de utilización de MO:  Consumo de MO disuelta  Floculación y consumo de MO coloidal PROCESO DE BARROS ACTIVADOS  Características:  Cultivo heterogéneo de microorganismos  Sustrato limitante, baja fracción activa, fase endógena  Capacidad de flocular y sedimentar  Papel de protozoos y rotíferos  Análisis cinético del proceso → HIPOTESIS  Mezcla completa  Concentración de sustrato influente permanece cte.  Agua residual sin microorganismos  El sustrato es completamente soluble  No hay actividad microbiana en el sedimentador secundario  La masa de sólidos en el sedimentador es cte.  Existen condiciones de régimen estacionario  Factores que influyen en el diseño  Elección del tipo de reactor  Criterios de carga → relación alimento/microorg. (F/M) y el tiempo medio de retención celular (xx)  Producción de fangos  Necesidades y transferencia de oxigeno  Necesidades de nutrientes  Control de organismos filamentosos  Características del efluente  Parámetros de diseño → Para los distintos procesos:  Mezcla completa (carga media, industrial)  Tiempo retención (Qc) = 5 a 30 días  F/M = 0,1 a 0,6 (kg DBO aplicada / kg SSLM x día)  Carga volumétrica = 0,8 – 2 (kg DBO aplicada / m3 x día)  Tiempo de residencia hidráulico = 3-6 hs  Producción de barros = 0,4 – 0,6 kg barro por kg de DBO eliminada  Sólidos susp. Volátiles aireados = 2500/4000 mg/l

 Aireación prolongada (baja carga, efluente cloacal)  Tiempo retención (Qc) = 20 a 30 días  F/M = 0,05 a 0,15  Carga volumétrica = 0,16 – 0,46  Tiempo de residencia hidráulico = 18-36 hs  Producción de barros = 0,15 – 0,3 Kg  Sólidos susp. Volátiles aireados = 3000/6000 mg/l  Aireación (Alta Carga)  Tiempo retención (Qc) = 5 a 10 días  F/M = 0,4 a 1,5  Carga volumétrica = 1,6 – 6  Tiempo de residencia hidráulico = 2-4 hs  Producción de barros = 0,5 – 1,2 Kg  Sólidos susp. Volátiles aireados = 4000/10000 mg/l LIMITACIONES MAS IMPORTANTES DE BARROS ACTIVADOS: *VENTAJAS: -ALTA EFICIENCIA –BAJA NECESIDAD DE TERRENOS – MENOR CONSUMO ENERGIA *DESVENTAJAS: -NECESIDAD DE CONTROL – GENERACIÓN DE BARROS –MENOR ESTABILIDAD OTROS:–MANTENGO BIOMASA – RECIRCULO BARROS – MANO DE OBRA ESPECIALIZADA –PODER ADQUISITIVO

VARIACIONES DE LOS PROCESOS DE BARROS ACTIVADOS  Alimentación escalonada → el efluente es introducido en punto intermedio en una pileta de aireación ( flujo pistón) Carga uniforme de DBO  Estabilización → Biosorción de orgánicos y consecuente biodegradación realizados en tanques separados  Zanjas de oxidación → Canales circuito cerrado donde el efluente circula. Es una variante para barros activados. Para flujos mayores que 50000 gpd. Alta eficiencia: baja generación de barros *Requiere operarios calificados *Alto costo energético *Alto costo mantenimiento PROCEDIMIENTO DE CALCULO (simplificado)  Estimar MLSS con SVI asumido  Estimar volumen hidráulico pileta aireación con tiempo de residencia hidráulico elegido (h)  Verificar F/M

 Verificar tiempo de retención de sólidos  Verificar recirculación de barros y tiempo de retención de sólidos  Estimar requerimiento de O2 (seleccionar tipo de aireador y consumo de energía)  Estimar dimensiones del clarificador PROCESOS DE PELICULA ADHERIDA Como actúan? 1) Eliminan nutrientes 2) Eliminan sólidos orgánicos disueltos 3) Eliminan sólidos suspendidos orgánicos 4) Eliminan sólidos suspendidos LECHOS BACTERIANOS → Sistema de depuración biológica de las aguas residuales en el que la oxidación se produce al hacer circular a través de un medio poroso o material soporte plástico, aire y agua residual.  La circulación de aire a contracorriente del agua → natural o forzada  La MO es degradada en una película biológica compuesta por microorganismos que se desarrollan alrededor de elementos constitutivos de la masa porosa p del material plástico.  La película no debe tener más de 3 mm de espesor ya que no se puede asegurar la acción del oxigeno en espesores mayores.  Condiciones del agua tratada  Precedida de un sedimentador primario  Debe prestarse atención a los elementos tóxicos e inhibidores de los procesos biológicos  Conseguirse correcta maduración del lecho bacteriano para el establecimiento de una película biológica bien equilibrada.  Agua aportada por goteo, tarda en atravesar el medio filtrante 20 a 60 min  Medios filtrantes adherentes  Roca partida → durable e insoluble, disponible localmente, espacio de pasaje de aire reducido, menor área superficial por unidad de vol para el crecimiento bacteriano.  Relleno plástico → desordenado, ordenado IDEAL:  Alta relación As/V  Bajo costo  Durable  Alta porosidad  Buena circulación de aire

CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE UN FILTRO PERCOLADOR O LECHO BACTERIANO  Características del agua residual  Grado de tratamiento previo (reducción de DBO y SST)  Rango de temperatura  Procesos de Pretratamiento (clarificadores primarios, rejas, tamizado)  Tipo de medio soporte (piedra, plástico, madera)  Caudal de recirculación  Carga hidráulica y orgánica del filtro  Drenaje y ventilación PARAMETROS TIPICOS DE DISEÑO  Distribución de agua → uniforme y continua. Evitar taponamientos y cortes de caudal  Masa soporte → altura = 2 m  Tamaño del árido → 4 – 8 cm  Ventilación → forzada o natural  Carga hidráulica → Alta tasa: 10 – 40 m3/m2 día Baja tasa: 1 – 4 m3/m2 día  Carga orgánica → Alta tasa: 0,32 - 1 kg DBO/m3 día Baja tasa: 0,08 – 0,32 kg DBO/m3 día PORQUE SE REQUIERE RECIRCULACION?  Realiza auto limpieza  Mantiene cte la velocidad de mojado  Diluye contaminantes tóxicos  Aumenta flujo de aire (velocidad)  Diluye altas concentraciones de MO y permite que el agua residual sin tratar pase varias veces por el biofiltro  Rango normal de relación de recirculación → 0,5 - 3

DISCOS BIOLOGICOS ROTATORIOS  Tratamiento de película fija  Requiere tratamiento primario  Microorganismos colonizan los discos  Rotación alterna mojado y escurrimiento de microorganismos  Eliminan nitrógeno

TRATAMIENTO TERCIARIO Remoción de las aguas residuales de algunas sustancias que aún permanecen → se realiza cuando el agua tratada debe ser utilizada como fuente de agua para beber, riego, recreación, uso industrial o volcada donde pueda ocasionar eutroficación.  Filtración → remoción de sólidos suspendidos  Remoción → N2 y P  Remoción →compuestos orgánicos no biodegradables  Intercambio iónico → remoción de metales y nitratos  Ultrafiltración y osmosis inversa

La DESINFECCION tiene por objetivo la eliminación de las aguas residuales de microorganismos patógenos.  Desinfectantes más comunes:  Cloro  Dióxido de cloro  Hipoclorito  Cloraminas  Ozono  Radiación UV  Factores a tener en cuenta:  Tiempo de contacto con el desinfectante e intensidad del desinfectante → el tiempo necesario para matar un microorganismo es inversamente proporcional a la intensidad del desinfectante  Edad de los microorganismos ( edad resistencia)  Naturaleza del liquido desinfectante  Temperatura  Velocidad horizontal mezclado: 2 – 4,5 m/s (baja carga)  15 – 30 minutos contacto post-mezclado  pH QUE ES MAS EFICIENTE; ¿ZANJA DE OXIDACIÓN O BARROS ACTIVADOS? LA ZANJA DE OXIDACIÓN → ALTA EFICIENCIA; BAJA GENERACIÓN DE BARROS; PARA FLUJOS MAYORES QUE 50000gpd. ES MAS COSTOSO, CONSUME MAS ENERGÍA Y TIENE UN ALTO COSTO DE MANTENIMIENTO, REQUIRIENDO OPERADORES CALIFICADOS. PORQUE LOS RAYOS UV NO SON TAN EFICIENTES? POR LAS SOMBRAS QUE NO PERMITEN EL 100% DE EFECTIVIDAD COMPONENTES DE BIOMASA BIOMASA (HETEROTROFA, AUTOTROFA) OTROS: OXIGENO DISUELTO, NITRATOS+NITRITOS, NITROGENO AMONIACAL, ALCALINIDAD C, H, N, O2, S

% DE HUMEDAD DE LA BIOMASA ES LA RELACIÓN DE LA MASA DE AGUA CONTENIDA POR KG DE MATERIA SECA. EN LA MAYORÍA DE LOS PROCESOS DE CONSERVACIÓN ENERGÉTICA ES IMPRESCINDIBLE QUE SEA MENOR AL 30%

TEMA 12: TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE BIOSOLIDOS RESIDUALES BIOSOLIDOS →Barros de origen biológico → Masa de sólidos en suspensión dentro de un V de agua, donde la concentración den sólidos en dicho V es tal que la densidad del barro es > que la del agua. Por lo tanto barros: aguas residuales altamente concentrados. Los biosolidos se obtienen a partir del tratamiento de los líquidos cloacales, pueden ser producto de un proceso o bien, los residuos de este. DIFIEREN ENTRE SI EN FUNCIÓN DEL GRADO DE ESTABILIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL. CONTIENEN 90-99% DE AGUA, LA DESHIDRATACIÓN DE BIOSOLIDOS ES UN PROCESO COMPLEJO Y COSTOSO.

TRATAMIENTOS DONDE SE ORIGINAN  Primarios (sin tratamiento biológico) → separación física  Secundarios (con tratamiento biológico) → procesos físicos y biológicos; reducción de patógenos y compuestos carbonados  Terciarios → tratamientos químicos o biológicos naturales Dentro de las alternativas disponibles para la disposición final de los biosolidos se destaca el reciclaje del residuo. COMPOSICION DE LOS BIOSOLIDOS  Agua 90-99%  MO biodegradable 65-75% M. Seco → s/estab 5 %(pH 6) estab 10% (pH 7)  Nutrientes  Fracción inerte (arena, limo, arcilla)  Contaminantes (metales pesados, químicos, tóxicos…)  Microorganismos  Depende de: Proceso de  Tratamiento realizado a las aguas residuales  Características de las aguas residuales (dom-ind)  Tratamiento que se realiza al barro (con o sin digestión, lechos de secado…)

ETAPAS DEL TRATAMIENTO COMPLETO DE EFLUENTES CLOACALES  Pretratamiento  Tratamiento primario  Tratamiento secundario  Tratamiento avanzado o terciario  Desinfección  TRATAMIENTO DE BIOSOLIDOS:  Generación de biosolidos residuales  Caracterización de biosolidos resid. (prop físicas y químicas)  Espesamiento  Estabilización (eliminación de olores)  Digestión aeróbica/anaeróbica  Estabilización química  Tecnologías de deshidratación  Reutilización de biosolidos residuales TRATAMIENTO DE EFLUENTES (secuencia de un biosolido) Decantador primario→ reactor/biológico → decantador secundario →cuerpo receptor Barro primario _____________________________ barro secundario Espesamiento

→

digestión

→

deshidratación → DESTINO FINAL (rellenocompost)

VALORES TIPICOS DE % Ms DE BIOSOLIDOS EN PROCESOS DE TRATAM DE EFLUENTES  Sedimentador primario solo 5%  Sedimentador primario c/ barros activados 1,5%  Sedimentador secundario c/barros activados 1,25%  Digestión anaeróbica 7%  Digestión aeróbica 2,5%

BARROS COMO RESIDUOS DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Desarenador → floculador → sedimentador primario → proceso biológico   Desinfección  Sedimentador secundario   

PROBLEMAS CON EL MANEJO DE LOS BARROS EN EL ESTADO ORIGINAL  A pesar de ser efluentes muy concentrados en sólidos, el % en peso de agua sigue siendo considerable por lo que el efluente se encuentra prácticamente en estado líquido y su manejo se complica.  Los grandes volúmenes que se generan implican tuberías de gran tamaño y altos costos de bombeo.  Necesidades de confinamiento/tratamiento son > pues los V son muy grandes.  Alternativa → Deshidratación o secado → consiste en un tratamiento físico de separación. Es un proceso complejo y costoso. SISTEMAS DE DESHIDRATACION (Procesos)  Depende de:  Características del barro (velocidad, densidad, origen)  Espacio disponible en el lugar de tratamiento  Contenido de humedad (remanente requerido para disposición final o tratamiento)  LECHOS DE SECADO → método más simple y económico  Convencionales de arena (cant. de sol. en la torta 20-40%) → el secado ocurre por drenaje y evaporación colocando el barro sobre una cama de arena equipada con un sistema de drenaje.  Pavimentados → ídem al anterior, colocando el barro sobre concreto o asfalto equipados con un sistema de drenaje.  Auxiliados por vacio (cant de sol en la torta 14-23%) → el secado se acelera aplicando succión. Operación del lecho en 2 fases: 1) Drenado por gravedad (1hs) 2) Aplicación de vacio hasta que se pierda por fractura de la sup de barro.  LAGUNAS DE SECADO (cant de solidos en la torta 20-40%) → depresiones o cunetas donde se distribuye uniformemente el barro; el secado se realiza principalmente por evaporación ya que no se cuenta con estructuras de drenaje (esta impermeable en la parte inferior) y el sobrenadante se decanta a través de vertederos.  FILTROS PRENSA (cant de sol en la torta 40%) → Serie de bastidores de acero que sostienen una tela o malla. El barro se bombea entre c/ par de bastidores y una vez llenos, mediante un tornillo se van oprimiendo unos contra otros expulsando el agua a través de la tela.  CENTRIFUGACION (cant de sol en la torta 20-35%) → Equipos operados por lote, se alimentan de forma intermitente y consisten en recipientes concéntricos donde el recipiente interior está formado por una malla que deja pasar el agua pero

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retiene los sólidos. La separación se logra proyectando los sólidos contra la malla por la fuerza centrifuga. FILTROS ROTATORIOS AL VACIO → Cilindros cuyo interior se encuentra al vacio y las paredes están equipadas con mallas o telas sintéticas que retienen los sólidos. FILTROS DE BANDAS HORIZONTALES → Similar al prensa, solo que en lugar de que las telas estén fijas a unos marcos, las telas son bandas continuas que hacen pasar a través de un juego de rodillos que cambian la dirección de las bandas para aumentar la presión ejercida sobre el barro.  Ventajas: torta más seca, menor requerimiento energético, operación continua  Desventajas: Altos desgaste de las piezas por fricción, tasa de filtración susceptible a las características del barro.

OBJETIVOS Y LINEAS DE TRATAMIENTO DE FANGOS Según la disponibilidad del terreno, naturaleza más o menos fermentable de los fangos, aptitud para la deshidratación, factores económicas, pueden variar las soluciones de tratamiento pero sus objetivos finales serán siempre:  Reducción de volumen → espesamiento – deshidratación y como continuación de una deshidratación, por una incineración.  Reducción del poder de fermentación (Estabilización) → por digestión anaeróbica, estabilización aeróbica, estabilización química, pasteurización, incineración como ultima etapa.

DISPOSICION DE LOS BIOSOLIDOS  CON REUTILIZACION  Abono en la agricultura  Producción de compost  Lombricultura  Recuperación de terrenos degradados  Utilización como relleno de suelos  Aprovechamiento de su potencial energético *Proceso de compostado  SIN REUTILIZACION  Relleno de suelo en terrenos de las plantas de tratamiento o en lagunas de estabilización  Rellenos sanitarios (barros secados previamente)  Directamente al mar

IMPACTOS PRODUCIDOS POR EL VUELCO DE BIOSOLIDOS AL MAR  Disminución del O2  Eutrofización (exceso de nutrientes)  Afectaciones a corales por la fracción inerte  Olores desagradables y problemas estéticos  Afectaciones por el contenido de metales pesados  Microorganismos patógenos que afectan la biota  Afectaciones a la salud de trabajadores MATERIA SECA REQUERIDA PARA DISPOSICION FINAL O RECICLADO  Aplicación en el suelo > 3%  Relleno sanitario >10%  Incineración >25% TIEMPO DE VIDA DE PATOGENOS EN SUELOS  Bacterias 2 – 12 meses  Virus 3 – 6 meses  Protozoos 2 – 10 días  Huevos (parásitos) 2 – 7 años CONDICIONES PARA REDUCCION DE CONTENIDO DE PATOGENOS  Digestión aeróbica  60 días a 15°C  40 días a 20°C  Reducción SV a < 38%  Digestión anaeróbica  60 días a 20°C  15 días a 35-55°C  Reducción SV a < 38%  Criterios para demostrar inocuidad  100 ml biosolidos con 5% MS < 3 NMP salmonella < 1 UFC enterovirus totales < 1 Huevo viable áscaris (parásitos)

NOMBRE DOS CONTAMINANTES PARA EL SUELO O NAPA SI TIRO BIOSOLIDO AL SUELO COBRE, CINC, ARSÉNICO, PLOMO, NUTRIENTES PARÁMETROS DE DISEÑO CARACTERÍSTICO DE UN ESPESADOR DE BARROS EL CALCULO DE LAS DIMENSIONES SE BASA EN LA CURVA DE SEDIMENTACIÓN DE FANGOS. ALTURA SUFICIENTE PARA FACILITAR LA AGLOMERACIÓN DEL FANGO FACTORES QUE AFECTAN LA DIGESTIÓN AERÓBICA EL TIEMPO DE DETENCIÓN HIDRÁULICA, LOS CRITERIOS DE CARGA, LAS NECESIDADES DE OXÍGENO, LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS PARA EL MEZCLADO, LAS CONDICIONES AMBIENTALES, Y EL FUNCIONAMIENTO Y EXPLOTACIÓN DEL PROCESO.

TEMA 13: SISTEMAS NATURALES DE TRATAMIENTO LAGUNAS DIFERENCIA ENTRE SISTEMAS DE TRATAMIENTOS CONVENCIONALES Y NATURALES CON RECICLADO  Convencional  Elimina MO, N, P, Tóxicos  Alto costo  Sin retorno de beneficios  Alto consumo energético  Natural  Elimina patógenos y Tóxicos  Menor costo  Recicla N, MO, P y nutrientes → productos beneficiosos  Menor consumo energético  Ambientalmente beneficiosos TRATAMIENTO EN SUELO – HUMEDALES  Pantanos (tratamiento acuático) → humedales naturales o artificiales donde se tratan las aguas residuales. →TRATAMIENTO: Sedimentación y actividad biológica de los vegetales y microorganismos presentes.  HUMEDALES ARTIFICIALES (Pantanos de diseño particular)  Optimizan el flujo sub superficial, con barreras que impiden fugas.  Utilizan las interacciones suelo-bacterias-plantas acuáticas-agua  Biodegradan MO, incorporan nutrientes en vegetales, optimizan procesos de nitrificación/denitrificación.  TIPOS DE HUMEDALES ARTIFICIALES  Sistema de flujo superficial  Sistema de flujo subsuperficial → Lecho de vegetales sumergidos (filtro verde)  FILTROS VERDES →  Tratamiento durante todo el año  Bajo costo operativo  Alto uso de suelo (área)  Requiere pretratamiento del agua →FLUJO VERTICAL: Opera como filtro biológico o lecho de arena. *Requiere sistema de distribución/alimentación uniforme sobre la superficie.

*Requiere soporte de los vegetales con distintos espesores, (arenas y gravas). Los vegetales proveen O2 (fotosíntesis) CASO DE DISEÑO HUMEDAL  Objetivo → tratar agua residual con las siguientes características:  Caudal = 10 - 400 m3/día  DBO = 50 – 200 mg/L  SS = 50 -200 mg/L  Carga hidráulica = 0,062 – 0,25 m3/m2.dia  Carga orgánica = 62 – 250 kg.DBO/ha.dia  Nivel de percolación en filtro biológico = 40 – 45 cm TRATAMIENTO EN SUELO – IRRIGACION Aquellos que incluyen al suelo como medio de tratamiento y donde se aplica el efluente por medio de alguna técnica de irrigación. El tratamiento lo proporcionan los procesos naturales presentes cuando el efluente (agua residual) se moviliza a través del sistema suelo vegetales. 

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Infiltración Lenta → Procesos de baja carga (Riego fertilizante)  El efluente se aplica a los vegetales del suelo (cultivo) como agua de irrigación  Mediante riego por aspersión o por inundación (surco)  El efluente es parcialmente evapotranspirado  Incorporación a vegetales  Percollando a través del suelo  El diseño debe minimizar el escape de agua superficial Infiltración Rápida → Percolación (Tratamiento completado por procesos naturales del suelo) Aplicado a suelos permeables, en zona acotada, con caudales altos (mayor que el sistema de baja carga) Vegetales presentes participan mínimamente en el proceso de tratamiento. Requiere: *sup menor *caudales altos *proporciona recarga de agua subterránea  La infiltración rápida es un sistema de tratamiento y disposición final en suelo. El diseño es de tipo cíclico (repetitivo) → inundación / infiltración / percolación y secado



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El riego fertilizante es un sistema de tratamiento y disposición final en suelo. El efluente debe tener tratamiento previo. Los caudales son bajos para evitar escurrimiento. Bajo costo Reúso beneficioso Infiltración Controlada → Riego superficial El tratamiento es desarrollado por los vegetales y la biomasa en la superficie del suelo, mientras el agua residual corre superficialmente pendiente abajo.  Minimiza percolación en el suelo  Agua residual tratada es colectada aguas abajo (pendiente) y descargada en un cuerpo de agua superficial.  Es un proceso efectivo con descarga a cuerpo receptor. Requiere: *Tratamiento primario del efluente *Baja inversión/ bajo costo operativo y de mantenimiento *Requiere personal operativo adiestrado

IRRIGACIÓN. PROBLEMAS OPERATIVOS -SE PUEDEN TAPAR LOS PICOS DE RIEGO SI NO HACEMOS LA CORRECTA SEPARACIÓN DE SÓLIDOS. -TAMBIEN SE PUEDEN CONTAMINAR LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS POR PERCOLACIÓN DE METALES PESADOS EN EL LIQUIDO.

ALTERNATIVAS PARA EL RECICLADO DE MATERIAL RESIDUAL  Aplicación directa → agricultura – apicultura  Aplicación indirecta → biogás – reúso de agua  Sistemas integrados → biogás + lagunas / humedales Lagunas + acuacultura/humedales

LAGUNAS DE ESTABILIZACION Lagunas construidas en el terreno, con espejo de agua poco profunda que utilizan relaciones simbólicas entre algas y bacterias.  Las algas proveen oxigeno  Las bacterias degradan la MO  CLASIFICACION EN FUNCION DE PROFUNDIDAD Y CARGA  Aeróbicas → Baja carga Prof.: 0,3 – 0,45 m Tiempo de ret: 3 – 5 días  Facultativas → Prof.: 1,5 – 2,5 m Tiempo de ret: 5 –30 días  Anaeróbicas → Prof.: 2,5 - 5 m Tiempo de ret: 20 – 50 días  Aereadas → Prof.: 2 – 6 m Tiempo de ret: 3 – 10 días VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MÉTODOS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES CLOACALES NATURALES.

 VENTAJAS  Bajo costo de capital  Mínima capacitación de personal  Evacuación y disposición de lodos c/ 20 o 30 años  Compatible con sistemas de tratamiento acuático o sobre suelo  DESVENTAJAS  Requiere grandes extensiones de suelo  Elevada concentraciones de algas  Lagunas sin aireación muchas veces no cumplen normas de vertimiento  Si no se impermeabilizan causan contaminación a aguas subterráneas  Mal diseño → malos olores

LAGUNAS AEROBICAS → Contienen bacterias y algas en suspensión. Existe condición aeróbica en toda su profundidad.  Tipos  Maximizar la producción de algas → prof.: 15 – 50 cm  Maximizar la cantidad de O2 producido (requieren de aireación) → prof.: 1,5 m En lagunas Aeróbicas fotosintéticas, el oxigeno se suministra por aireación natural a través de la superficie (viento) y por fotosíntesis (algas)  Las bacterias aeróbicas consumen MO para obtener energía y sintetizar nuevas células.  La MO contaminante solo una parte se oxida a compuestos de bajo contenido energético y la otra parte se sintetiza en forma de materia celular. NOMBRAR DOS MÉTODOS NATURALES DE AIREACIÓN EN LAGUNAS AERÓBICAS NATURALES: -ACTIVIDAD FOTOSINTÉTICA DE LAS ALGAS -INTERCAMBIO A TRAVÉS DE INTERFASE AIRE-AGUA LOS PRINCIPALES DISPOSITIVOS DE AIREACIÓN SON LAS TURBINAS SUPERFICIALES (AIREACIÓN SUPERFICIAL) Y LOS DIFUSORES (AIREACIÓN SUMERGIDA).

LAGUNAS FACULTATIVAS → Permiten la estabilización de la materia orgánica mediante una acción conjunta de bacterias facultativas anaeróbicas y aeróbicas.  Zonas  Superficial: existen bacterias aeróbicas y algas en relación simbiótica.  Inferior: anaeróbica; se descomponen activamente los sólidos acumulados por la acción de las bacterias anaeróbicas.  Intermedia: descomposición efectuada por acción de las bacterias facultativas. LAGUNAS DE MADURACION → Se diseñan para mejorar la calidad de los efluentes luego del tratamiento secundario y para la nitrificación estacional (terciario, reducción de N). Los mecanismos biológicos que tienen lugar, son similares a los procesos aeróbicos de cultivo en suspensión. El funcionamiento implica respiración endógena de los sólidos biológicos residuales y la conversión del amoniaco a nitrato por la presencia de oxigeno (por las algas). Para mantener condiciones aeróbicas, las cargas aplicadas deben ser bastantes bajas.

LAGUNAS ANAEROBICAS → Se utilizan para el tratamiento de agua residual de alto contenido orgánico, con alta concentración de sólidos. Son anaeróbicas en toda su profundidad, excepto una estrecha franja superficial. Para conservar la energía calorífica y mantener condiciones anaeróbicas se las construye lo más profundas posibles (hasta 9 m). La estabilización de la MO se obtiene por medio de una combinación de precipitación y de conversión anaeróbica de los residuos orgánicos en CO2 y CH4. LAGUNAS 

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REMOCION DE DBO  Baja concentración de microorganismos  Remoción de DBO soluble a partir de oxidación bacterial  Remoción de DBO particulada mediante sedimentación  En función (tiempo de retención y Temp del agua) REMOCION DE SST  Remoción por sedimentación  Alto contenido de SST en el efluente (algas), hasta 140 mg/L (aeróbicas) y 60 mg/L (aireadas)  Remoción de algas requiere procesos adicionales (filtración – flotación – plantas acuáticas – humedales artificiales)  QUE UTILIZAR PARA ELIMINAR ALGAS SE COLOCAN PLANTAS FLOTANTES PARA QUE LAS ALGAS NO SE REPRODUZCAN Y CONTAMINEN CON SOLIDOS SUSPENDIDOS. *PROCESOS ADICIONALES (FILTRACIÓN, FLOTACIÓN, PLANTAS ACUÁTICAS, HUMEDALES ARTIFICIALES)

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REMOCION DE PATOGENOS  Altamente eficiente en remoción de bacterias, parásitos y virus para tiempos de retención altos (> 20 días)  Remoción = causa (muerte natural, sedimentación, adsorción)

DISEÑO DE LAGUNAS FACULTATIVAS  Parámetro → tasa de carga de DBO que reciben  Otros → crecimiento/degradación de algas, mezcla/viento, T°  Objetivo → largos TRH y cargas orgánicas bajas para mantener condiciones aeróbicas  Si T > 22°C → posibilidades de suspensión de sólidos sedimentados (producción anaeróbica de gas)  Métodos:  Carga superficial  De flujo pistón con dispersión axial  De mezcla completa

SISTEMA DE LAGUNAS CON ANAEROBIA PRIMARIA →Derivador → Laguna Anaeróbica 1° → Facultativa 2° → → Laguna Anaeróbica 1° → Facultativa 2° → _____ Descarga________________ Maduración  SISTEMA DE LAGUNAS CON FACULTATIVA PRIMARIA →Derivador → Facultativa 1° → Facultativa 2°  → Facultativa 1° →  _____ Descarga__________Maduración  ORDENAR PROCESOS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES EN POBLACIÓN RURAL (1)DESARENADOR/DESBASTE, (2) LAGUNA FACULTATIVA, (3) LAGUNA AEROBICA, (4) RIEGO FERTILIZANTE TRATAMIENTO DE EFLUENTES REQUIERE O NO TRATAMIENTO PRIMARIO. NO REQUIERE PRIMARIO YA QUE ESTE TRATAMIENTO LO HACEN LAS MISMAS LAGUNAS, SI REQUIERE PRE-TRATAMIENTO EN UN TRATAMIENTO ¿CUÁL IRÍA PRIMERO? 1ANAERÓBICAS(PUEDE DEGRADAR MAYOR CARGA ORGANICA), 2FACULTATIVAS, 3AERÓBICAS. CUAL ES EL FACTOR QUE MÁS INFLUYE EN LAS LAGUNAS? Y EN LOS TRATAMIENTOS EN LAGUNAS? LA CARGA ORGANICA LAS LAGUNAS SE DIFERENCIAN POR LA PRESENCIA DE OXIGENO Y SE CLASIFICAN EN FUNCIÓN DE LA PROFUNDIDAD Y LA CARGA DEL SISTEMA. LA TEMPERATURA. 7) QUE LAGUNA TIENE MAYOR RANGO DE PROCESAMIENTO? *LA EFICACIA DE LAS LAGUNAS AEROBIAS EN LA ELIMINACIÓN DE DBO ES ALTA, POR ENCIMA DEL 95% *LAS LAGUNAS ANAERÓBICAS TIENEN MAYOR RANGO DE PROCESAMIENTO SI LLAMAMOS A ESO AL TIEMPO DE RETENCION. ORDENAR LOS PROCESOS POR NÚMERO DESDE LA PRODUCCIÓN DE BARROS HASTA EL COMPOSTADO. BARROS SEDIMENTACION PRIMARIA, SECUNDARIA, REACTOR ESPESAMIENTO, DIGESTIÓN ANAERÓBICA, PLAYA DE SECADO. RTA: PONER BARRO, TRATARLO, ESPESAMIENTO, ETC. 24) MEDIOS DE OXIGENACIÓN -A TRAVÉS DE LAS ALGAS Y EL VIENTO -AIREADAS (SISTEMA MECÁNICO SUPERFICIAL, SISTEMA DIFUSORES SUMERGIDOS) 25) OXIGENACIÓN POR MEDIO DE RAÍCES LAS PLANTAS POSEEN 2 PARTES, UNA AÉREA Y OTRA ACUÁTICA, DURANTE EL DIA HACEN EL PROCESO DE FOTOSÍNTESIS, TOMANDO CO 2 Y LIBERANDO O2 AL AIRE Y EL AGUA POR MEDIO DE LAS RAICES.

TEMA 14: DESAGUES INDUSTRIALES El vuelco de los desagües industriales sin tratar puede generar en los diferentes cuerpos receptores distintos impactos ambientales. Es por ello que es necesario su tratamiento.  El vuelco en colectora cloacal puede provocar:  Corrosión en redes y en la planta (pH)  Obstrucciones (sólidos sedim., grasas y aceites)  Generación de gases tóxicos (sulfuro)  Interferencia en los procesos de tratamientos biológicos (pH y sólidos disueltos totales)  Inhibición de los procesos biológicos de tratamiento (metales pesados)  Riesgo de explosividad  Riesgo en la salud de trabajadores (limpieza de las BR)  Problemas de olores (sulfuros, metanos) Se requiere una investigación propia de c/ industria poniendo énfasis en los productos y procesos que se emplean a fin de intuir los contaminantes a esperar, y realizar una caracterización del efluente en calidad y cantidad lo más acertada posible, para diseñar el tratamiento más apropiado a fin de cumplir con la legislación de vuelco de acuerdo al cuerpo receptor. 

La elección del tratamiento más adecuado dependerá de:  Conocimiento de los diversos contaminantes  Caracterización de los diferentes efluentes de la industria  Organización de los desagües y la separación de los efluentes  Evaluación de métodos de depuración físico químico y/o biológicos  Posibilidad de reutilización y recupero del efluente

CARACTERIZACION DE EFLUENTES INDUSTRIALES 

Para la elección de la solución técnica y económica más adecuada es necesario caracterizar el efluente en cantidad y calidad.  Volúmenes diarios  Caudales horarios min y max  Composición del efluente  Fabricación continua y discontinua  Posibilidad de separación de los circuitos  Posibilidades de tratamientos o recirculaciones locales o parciales  Contaminantes secundarios



Es conveniente comparar la información obtenida con antecedentes de industrias de similares características aunque los efluentes en general no son los mismos por:  Distintas condiciones de higiene  Manipuleo de productos  Cantidades utilizadas en el proceso  Método de limpieza  Vinculación entre los diferentes desagües

ESTUDIOS PREVIOS Para realizar la caracterización se requiere previamente una estimación de caudales y de los posibles contaminantes a esperar. Se deberá:  Identificar fuentes de contaminación en el proceso de fabricación  Caracterizar operaciones del proceso productivo e identificar materias primas, productos, subproductos y desechos  Balance agua – desagües  Identificar independencia o no de los desagües cloacales e industriales  Medir caudales de las principales fuentes de contaminación  Muestrear y analizar c/ corriente de efluentes y el desagüe final  Muestrear y analizar el agua de abastecimiento y del curso receptor  Conocer las condiciones de vuelco admitidas por la legislación vigente Es necesario contar con un plano de las instalaciones de agua y desagües cloacales e industriales de todo el establecimiento. Los caudales cloacales y pluviales se pueden estimar pero los efluentes de proceso se deben aforar → dependerá de la disponibilidad del lugar, caudal a medir, precisión que se requiera. Paralelamente al aforo de caudales debe realizarse el muestreo y análisis del efluente para determinar su calidad. El ingeniero civil debe asesorarse previamente con el laboratorio respecto a:  Condiciones para la toma de muestra  Tipo de envase  Condiciones de conservación  Periodo de conservación  Disponibilidad de laboratorio

 TIPO DE MUESTREOS  Muestras aisladas → representan las características del desagüe en un determinado momento de extracción. *Conveniente:  Características del proceso y efluente son aprox ctes  Hay descargas intermitentes  Muestras compuestas → mezclando varias muestras aisladas tomadas en periodos de tiempo cte. Será representativo si el caudal = cte. *Conveniente:  Variabilidad de las características del efluente moderada.  Muestras compensadas → proporcional a la variación de caudal Una vez evaluada la información, conociendo el efluente y su variabilidad se pueden elaborar distintos anteproyectos de tratamientos, teniendo presente que algunos elementos del tratamiento pueden soportar variaciones de caudales y de cargas contaminantes, en tanto que otros son muy sensibles a estas variaciones. POBLACION EQUIVALENTE N° de habitantes cuyo efluente cloacal sería equivalente, en poder contaminante, al efluente industrial que se esté considerando. El parámetro de comparación más frecuente es la DBO5.  DBO por habitante y por día varía según los hábitos ≈ 54-60 g/hab.dia y aprox 91 g sólidos suspendidos/hab.dia La población equivalente es una forma de apreciar la incidencia de los efluentes residuales frente a los cloacales.  PE = V.c / μ V: vol. diario de desagüe industrial (m3/día) c: valor característico del desagüe (mg/L = g/m3) μ: valor característico unitario (g/hab.dia)

TRATAMIENTOS APLICABLES: FISICOS, QUIMICOS Y BIOLOGICOS Los tratamientos a aplicar a un efluente industrial dependerán de la concentración de los parámetros contaminantes, del cuerpo receptor y los parámetros admisibles de vuelco que fije la legislación vigente…  TIPOS DE TRATAMIENTOS  Eliminación de sólidos suspendidos de tamaño apreciable (cribadotamizado-desarenado o sedimentación)  Eliminación de grasas, aceites (flotación)  Eliminación de espumas (barredores de sup. o tratamiento químico)  Eliminación de sólidos coloidales (floculación–sedimentación o infiltración según corresponda)  Neutralización (adición de productos químicos)  Eliminación de sólidos disueltos (precipitación)  Reoxigenación (aereacion)  Desinfección (cloro)  Disminución de temperatura (torres de enfriamiento)  Eliminación de metales pesados  Eliminación de olores (filtros de carbón activado) MINIMIZACION DE EFLUENTES, RECUPERACION Y/O REUTILIZACION El costo del m3 de agua y la necesidad de un uso racional de la misma, incentiva c/ vez más a la reducción de efluentes y su recupero para reutilización y/o reciclado.  Se pueden recuperar o reenviar al mismo proceso de manufactura:  Aceites producto de desengrasados  Hidrocarburos  Precipitados químicos  Aguas del 1er enjuague después del cromado CARACTERISTICAS DE LOS DESAGUES SEGÚN LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL  Cárnicas: alta carga orgánica (DBO)  Sin separación de sangre DBO = 17000 mg/L  Con separación de sangre DBO = 3000 mg/L  Textiles:  DBO = 800 mg/L SITUACION NORMATIVA PARA EFLUENTES INDUSTRIALES EN LA PROV BS.AS. Si el efluente es vertido a curso hídrico o conducto pluvial el permiso se solicita ante la Autoridad del Agua (ADA). El efluente debe cumplir los parámetros de vuelco de la Resolución 336/03. Si el efluente es vertido a colectora cloacal se solicita permiso de vuelco a la concesionaria ABSA o en su defecto al proveedor del servicio.

GESTION DE RESIDUOS – IPES SA  Recolección – Manipulación → Transporte → Tratamiento – Disposición final TRATAMIENTOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES  INCINERACION →Eliminar mediante tratamiento térmico. No es un sistema de eliminación total porque genera cenizas, escorias y gases.  BIOLOGICO → Uso de microorganismos para degradar compuestos tóxicos y peligrosos.  Biodegradación en reactor  Landfarming  FISICO – QUIMICO → Acondicionamiento del residuo para su reutilización o fase previa del tratamiento final.  Solidificación  Estabilización  Neutralización  RELLENOS DE SEGURIDAD → Disposición final para el almacenamiento permanente de residuos en forma controlada.  RECUPERACION O REUTILIZACION → Aprovechamiento de los recursos de los residuos generados → Gestión integral de recursos SELECCIÓN DEL SITIO DE EMPLAZAMIENTO  Zona rural  Proximidad al polo petroquímico  Distancia razonable a centro urbano  Facilidad de acceso  Adecuada geología e hidrología  Condiciones climáticas adecuadas LANDFARMING → Tratamiento de residuos orgánicos por sistemas de biodegradación natural.  Materiales a tratar:  Líquidos o barros provenientes de industrias petroquímicas o estación de servicio  Suelos contaminados con hidrocarburos  Grasas y aceites de industrias alimenticias (sólidos o líquidos biodegradables)  Proceso:  División de sup de suelo en parcelas  Distribución del material sobre la parcela y posterior mezclado con la capa superior de suelo  Labranza de la parcela _ Liberación de la parcela

RELLENO DE SEGURIDAD → Garantizar mediante correctos principios de construcción y operación la contención segura de los residuos. Ofrecer a la industria una solución segura, tanto en etapa de operación como después del cierre del relleno, para la disposición de sus residuos.  ESTABILIZACION DE RESIDUOS → Modificación de características físicas y/o químicos de un residuo de manera de transformarlo en un producto apto para su depósito permanente en un relleno de seguridad. El proceso se lleva a cabo mediante la incorporación de aditivos que reducen la naturaleza peligrosa del residuo.  Objetivos:  Minimizar la velocidad de migración de contaminantes  Mejorar manipuleo de residuos  Eliminar líquidos libres  Mejorar propiedades mecánicas del residuo  Disminuir la solubilidad del contaminante y el nivel de toxicidad  SISTEMA CONSTRUCTIVO  Excavación de celda → distancia min a la napa = 3 m  Impermeabilización de fondo y taludes de celda. Protección hidráulica:  Capa de suelo bentonita = 1 m (ensayo de compactación y permeabilidad)  Geosinteticos (control y colección de lixiviados) Protección mecánica:  Arena = 60 cm  Disposición controlada de residuos  Cobertura final de la celda  Cobertura vegetal  Tierra vegetal 15 cm  Suelos generales 60 cm  Geosinteticos  Suelo compactado 15 cm  Pendiente 5H – 1V  Residuos 

Etapas de la construcción  Residuos  Arena  Geosinteticos  Suelo bentonita  Suelo  Napa freatica

CONTROLES EN LA CONSTRUCCION  Operativos:  Plan de aceptación de residuos – evaluación previa  Documentación al ingresar a planta muestreo  Declaración en libro foliado de la autoridad  Emisión de certificados  Ambientales:  Sistemas de detección de rellenos de seguridad  Monitoreo de parcelas en Landfarming  Monitoreo de agua subterránea  Monitoreo de aire  Monitoreo de suelo en sectores no activos CONDICIONES GENERALES Y OPERATIVOS DEL SITIO PARA LANDFARMING  Accesible en todos las estaciones independientes de las condiciones climaticas  Pendiente entre el 1 – 5% ; minimizar escurrimiento  Zona no inundable  Nivel estático de la napa freática a una prof > 3m respecto al nivel natural del terreno  Ausencia de riesgo de infiltración al acuífero (presencia de mantos impermeables)  Suelos con capacidades de degradación  Reducir al max el proceso de drenaje sup (evitar arrastre de residuos)  Distancia min a un curso de agua = 300 m  Distancia min a un pozo de toma = 150 m  Distancia min de la ruta = 30 m  Distancia min a cualquier residencia = 150 m VER EJERCICIO EN LA ULTIMA HOJA DEL RESUMEN Tipo de muestra: Q y concentración variable, muestra compensada. 3 1. Industria: Q = 4 m /h 10 hs/día DBO: 3000 mg/lt 3 Población : 40.000 hab 0,200 m /día DBO: 300 mg/lt Calcular: a) PE ; b) % Solución: 3 3 a)Población: 0,200 m /día x 300 mg/lt x 1000 lt/m => Pob= 60 gr/día x hab 3 3 Industria: Vol= 4 m /h x 10 h/d=> Vol= 40 m /día 3 3 40 m /día x 3000 mg/lt x 1000 lt/m = 120.000 gr/día 60 gr/día => 1 hab 120.000 gr/día => X= 2000 hab b) 40000 => 100 % 2000 => X= 5 % 3. DBO/DQO < 0,2 ¿ Qué tratamiento hago ? Rta: Físico-químico

TEMA 15: GESTION DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS TIPOS DE RESIDUOS SOLIDOS El residuo solido es todo material resultante de un proceso de fabricación, transformación, utilización, consumo o limpieza destinado al abandono. Es cualquier basura o material de desecho incluyendo lodos semisólidos producidos por las actividades o procesos domésticos, comerciales o industriales. 

CLASIFICACION SEGÚN SU ORIGEN  Domésticos o domiciliarios (composición heterogénea; restos de comida  Municipales ;envases, papeles,  Comerciales cartones, ramas)  Hospitalarios → residuos patológicos y especiales, deben incinerarse  Mineros → escombros de minas y residuos de inst. metalúrgicas  Industriales → residuos peligrosos o especiales; se recuperan en fabrica  Agrícolas y ganaderos  Forestales  De construcción y/o demolición

COMPOSICION Y CARACTERISTICAS DE LOS RESIDUOS SOLIDOS URBANOS Conocer la composición, tanto en calidad como en cantidad, es necesario para evaluar la metodología más adecuada de tratamiento y disposición, proyectar la infraestructura y realizar el planeamiento correcto.  La composición depende de:  Regímenes alimenticios  Costumbres de la población  Costos de los productos  Estación del año  Tipo de industrias locales  Factores climáticos  Cantidad de basura → conocer la cantidad generada y el % recolectado (kg/hab.dia)  Calidad de basura → Parámetros:  Componentes físicos: % de mat orgánica e inorgánica para poder separar y recuperar  Componentes orgánicos  Componentes físico químicos o Densidad → vol aparente muy grande que se debe reducir, varia con el tiempo y su manipuleo

o Humedad → varia con las estaciones, lugar geográfico, lluvia…factor determinante para tratamientos como incineración o compost. o pH → controlado y regulado ya que puede interferir en los procesos biológicos (bacterias para la degradación biologica→pH entre 7,2 y 8,6) o Poder calorífico → para la evaluación económica del tratamiento por incineración o Contenido de nitrógeno orgánico y fosforo → se obtiene abono En nuestro país las basuras en general son más ricas en materia orgánica y menos en papeles, cartones, maderas, metales, dependiendo de las ciudades y dentro de las ciudades del área de las mismas. La característica principal de nuestra basura es su fácil putrescibilidad a causa de su elevado contenido de elementos perecederos, lo que va unida a un alto contenido de agua que lixivia de la misma basura o por el agua de imbibición (varia por lluvia y humedad ambiental). RECOLECCION Es el 1° paso de la operatoria de disposición de residuos. La recolección es la más costosa de las fases de gestión de residuos sólidos porque además de la infraestructura necesaria para realizarla, incluye el transporte al lugar de tratamiento o disposición final. Las estaciones de transferencia (en caso que se necesite) son instalaciones receptoras que transfieren los residuos desde la recolección a los centros de disposición final (se justifica cuando la distancia entre él mismo y baricentro de la ciudad > 30km). Los puntos de emplazamiento y sitio de disposición final se determinan mediante un estudio de factibilidad Técnico – económico. APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS La gestión de los residuos sólidos implica operaciones de:  Recolección  Transporte  Tratamiento o aprovechamiento  Disposición final o eliminación Por medio del aprovechamiento de los residuos sólidos se puede contribuir o aliviar los problemas ambientales de sobre explotación de los recursos naturales no renovables, disminuir las dificultades y costes de eliminación, evitar una mayor contaminación del ambiente y ayudar a la conservación del ambiente.

Una de las bases del aprovechamiento es la separación y concentración selectiva.



Las técnicas que se utilizan son:  Trituración y molienda  Tamizado  Factores que afectan el movimiento de partículas  Magnéticos  Eléctricos  Separadores ópticos

TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS  METODOS  Incineración → con o sin aprovechamiento de energía Pirolisis o destilación seca Recuperación y reciclado de materiales Producción de compost – complementación sistema lombricultivo Relleno sanitario PAUTAS PARA LA ELECCION DEL METODO MAS ADECUADO  Viabilidad y limitación de c/ sistema  Factibilidad de equipamiento y espacio disponible  Grado de Tecnología disponible  Aspectos económicos – financieros. Evaluación de costos  Condiciones locales → propios, políticos, geográficas. Cualquier alternativa debe evitar la contaminación del medio: agua – aire – suelo INCINERACION →Con recuperación de energía →Sin recuperación de energía Utilizado para la eliminación de residuos sólidos patológicos. Consiste en introducir las basuras en hornos crematorios donde al elevar la temperatura los residuos se secan y alcanzan posteriormente el punto de inflamación. En ese momento se introduce el aire necesario para la combustión. Los residuos y cenizas se evacuan. Para mejorar el rendimiento, el secado se efectúa con los humos de la combustión. La combustión tiene como objeto la conversión de residuos sólidos urbanos en gases y residuos inertes, con el objeto principal de reducir el volumen.  FACTORES QUE DETERMINAN O CONDICIONAN EL SISTEMA Volumen de residuos a incinerar Toneladas por día que determinan la capacidad de la planta Poder calorífico interior de las basuras Gestión de inversión

Gastos de explotación  INCINERACION CON APROVECHAMIENTO DE ENERGIA Incineradores de residuos → el calor es aprovechado para calentar agua (agua caliente o calefacción) Incorporación de desechos → acondicionado en calderas, como combustible complementario Turbinas → movidas por gas de combustión  VENTAJAS Requerimientos del terreno para una planta son pequeños Operación no depende de condiciones meteorológicas Se puede ubicar en áreas urbanas reduciendo distancia de transporte Reducción del volumen de residuos, 80% al 90% No atrae roedores ni insectos  DESVENTAJAS Basura tiene bajo poder calorífico, con humedad alta lo hace poco apto de incineración Si! Incide el clima Debe comprarse combustible (carbón petróleo) por si acaso Difícil de mantener la temperatura ideal de combustión Gasto inicial superior a otros métodos PIROLISIS O DESTILACION SECA DE PRODUCTOS ORGANICOS Se diferencia de la incineración, en la ausencia de aire durante el proceso. La pirolisis es un proceso físico-químico capaz de transformar materiales orgánicos de poco valor en productos orgánicos de alto contenido energético. ESQUEMA DEL PROCESO DE PIROLISIS Residuo bruto   →Separación → Fracción no combustible Fracción combustible →Secado → Agua Residuo seco → PIROLISIS ________________ ____________________     Carbón Líquidos Gases Ceniza y metal Vegetal   Agua CO2 Metanol CO Alquitrán H2 Acido acético CH4 Otros liq orgánicos

PRODUCCION DE COMPOST Una vez realizada la recuperación selectiva de materiales, es posible recuperar la materia orgánica mediante distintos mecanismos entre los que podemos mencionar el compostaje y el lombricultivo. Cuando se vierten basuras orgánicas, sobre el terreno en capas de no mas de 1,5 m de altura, la fermentación de las basuras se inicia con una fase aeróbica activa, seguida por otra muy lenta. El mejorador de suelos orgánicos que se obtiene después de la fermentación recibe en nombre de compost. PROCESOS DE COMPOSTAJE  TRATAMIENTO FISICO PRIMARIO → Cribado para la eliminación de elementos grandes, trituración y homogenización; y por ultimo selección mecánica o manual de los subproductos.  FERMENTACION ACTIVADA → Enviar el producto que pasa la etapa de tratamiento físico primario, a silos o celdas de fermentación de tipo aeróbico, para que toda la masa de basura disponga de aire y obtener como productos finales: agua – anhídrido carbónico, nitrógeno, fosfato y sulfatos.  TRATAMIENTO FISICO SECUNDARIO → Similar al primario; medios físicos de cribado para sacar elementos gruesos que pasaron la 1era operación y molienda para obtener un compost granulado homogéneo.  ALMACENAMIENTO Y FERMENTACION LENTA → Almacenar el compost ya refinado al aire libre, para facilitar la fermentación lenta, completándose en condiciones aeróbicas.  Tamaño < 30 mm – Tiempo de estabilización: 25 a 60 días – Condición sanitaria desarrollada durante la fermentación a 70°C. El compost final es un producto negro, homogéneo, sin restos gruesos y en general de forma granulada. Es un producto húmico y cálcico, un fertilizante químico.  VENTAJAS Aprovechamiento de la basura como producto útil al suelo Medio económico para producir un compuesto húmico Sin contaminación en el proceso No necesita mucha extensión de terreno  DESVENTAJAS Necesita mayor espacio que la incineración La descarga de basuras produce olores La calidad del compost varia en función de la composición de la basura fresca

 Para el mejoramiento de la calidad se utiliza el sistema de compostaje controlado. o Aplicaciones:  Recultivación  Áreas verdes  Horticultura  Fruticultura  Vinicultura  Agricultura

LOMBRICULTIVO Es un tratamiento físico-biológico complementario para los residuos sólidos, teniendo como base la separación selectiva. El compuesto orgánico elaborado en base a residuos sólidos resulta de un proceso de bioestabilizacion y maduración de sus componentes orgánicos degradables biológicamente y con la eliminación de todos los elementos no degradables o inertes. 

Primera fase (10 días) del proceso fermentativo → semicurado o bioestabilizado El producto se denomina compuesto fresco  Segunda fase (63 días: natural; 136 días: lombricultivo), maduración → humificación. El producto se denomina compuesto maduro; obtiene las características de corrector de suelos. *Las Lombrices utilizadas son las lombrices rojas californianas; hacen de los residuos orgánicos su hábitat natural y transforman desechos orgánicos en lombricompuesto constituida por estiércol de lombriz que es un producto más uniforme que el logrado por fermentación y maduración, de granulometría pequeña y homogénea. *El accionar de la lombriz promueve un ajuste de la relación Carbono/Nitrógeno logrando un balance más favorable que el compostaje microbiológico. *Las lombrices airean, sanean y desodorizan el medio donde se desarrollan.

RELLENO SANITARIO Técnica para la disposición final de los residuos en el terreno, sin causar perjuicio para el ambiente y sin ocasionar molestias o peligros para la salud ni el bienestar y seguridad pública. Tiene en cuenta principios de ing sanitaria a fin de evitar todo tipo de contaminación. ESQUEMA Y PARTES DE UN RELLENO SANITARIO

1) Modulo cerrado y parque 2) Capas de basura tapadas con tierra compactada 3) Tubos de monitoreo de gases 4) Frente de descarga 5) Terraplén perimetral 6) Extracción de líquidos lixiviados 7) Bermas que delimitan celdas de llenado 8) Polietileno de alta densidad como impermeabilizante 9) Aguas subterráneas 10) Pozos de monitoreo de aguas subterráneas EMPLAZAMIENTO → Selección de un terreno adecuado para la ejecución.  UBICACIÓN: Las normativas establecen distancias mínimas a los tejidos urbanos. La distancia de transporte es un factor decisivo por la incidencia en los costos. Distancias mínimas a aeropuertos, por las aves que atraen los rellenos pueden interferir en las aeronaves. Tener en cuenta la planificación de usos futuros de la zona.  ACCESOS: Caminos en condiciones durante todo el año para los camiones de transporte.  DURACION DEL RELLENO: Parámetro para definir la superficie de terreno necesario. En situación inversa se cuenta con el terreno y calcula el tiempo que se podrá usar.  ESTUDIOS PREVIOS: Datos preliminares imprescindibles para la planificación.

OBTENCION DE DATOS  ESTUDIO HIDRAULICO → modificaciones en la cuenca hídrica. Prever un adecuado drenaje para evitar filtración de agua en el relleno y la erosión de la cobertura. Se proyectan canales. Se tiene en cuenta las crecidas de los cursos de agua cercanos.  HIDROGEOLOGIA → propiedades mecánicas y estructurales del suelo, permeabilidad, ubicación y condición de la napa. Permite conocer las limitaciones del suelo y el proyecto.  TOPOGRAFIA → curvas de nivel y cortes transversales que permiten realizar el balance de suelos y si los volúmenes existentes cubren las necesidades de la obra. Además se conocerán la existencia de redes eléctricas, comunicaciones, cursos de agua, vías férreas en el área.  LEGISLACION VIGENTE → leyes, decretos, ordenanzas. Gestión de recursos en todas sus etapas. Protección del medio ambiente. Normas para la construcción. Uso del suelo.  DATOS ESTADISTICOS → características del área de influencia. Cantidad y calidad de residuos generados (cantidad de hab. y tasa de crec.). Frecuencia de vehículos recolectores p/ día. Sistema de descarga. Actividades principales de la zona → características de los residuos.  DATOS CLIMATICOS → intensidad y dirección del viento predominantes, precipitaciones, Tmax y medias, evapotranspiración. Viento→ prevenir olor, polvo, residuos livianos Precipitación→ escurrimiento sup, caminos, influencia en la lixiviación… Evapotranspiración→ generación de lixiviación, humedad aceptable para la vegetación de la cobertura Temp→ proceso de degradación rápida a lenta  IMPACTO AMBIENTAL → alteración ambiental Se requiere análisis previo y EIA Deben considerarse las etapas de: -preparación de la infraestructura previa -periodo de recepción de residuos -etapa de cierre y control del área rellenada

DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN RELLENO SANITARIO Con los estudios previos se obtiene un balance de suelo del terreno elegido para la ejecución del Relleno Sanitario. Se conocerá en consecuencia si el volumen existente resulta suficiente para los requerimientos totales de la obra. El manto de suelo vegetal se retira, acopia y utiliza como cobertura final. El suelo adyacente conforma el núcleo de terraplenes perimetrales, la base y protección de la membrana y como primera capa de cobertura de los residuos, caminos secundarios y bermas interiores.  MODULOS → Recinto estanco, circundado perimetralmente por un terraplén de cerramiento y circulación; que impide la migración de líquidos lixiviados hacia el exterior o que se infiltren hacia el acuífero. Debe evitar el ingreso de agua del exterior (crecidas, lluvias).  SECTORES → Subdivisión del modulo mediante bermas de separación (terraplenes de menor altura) generalmente impermeable.  CELDAS → División de los sectores en unidades menores, circundadas por bermas removibles, para mantener el liquido lixiviado perfectamente encerrado en la menor área posible y evitar su contacto con el agua de lluvia. El fondo de las celdas y sectores debe poseer una superficie impermeable, uniformemente tratada en todo el modulo, con pendientes que posibiliten el escurrimiento, concentración, control y extracción del lixiviado.  CONTROL Y EXTRACCION DEL LIXIVIADO → Se transportan a plantas de tratamiento donde son depuradas para alcanzar los estándares de calidad permitidos para su vuelco. En los sitios previstos para la acumulación de lixiviados se colocan caños para el control y extracción del mismo.  IMPERMEABILIZACION → El fondo y taludes debe ser impermeable a fin de evitar la migración de líquidos y gases hacia el exterior del modulo disminuyendo la contaminación de suelos y aguas superficiales y subterráneas. Se debe contar con suelo de baja permeabilidad (barrera geológica) y una membrana flexible impermeable para completar el cierre hidráulico. Contenido de % de agua para relleno sanitario Menor al 30%

METODOLOGIA OPERATIVA  DISTRIBUCION Y COMPACTACION → los residuos son de descargados al borde de la celda en operación y una topadora sobre orugas procede a empujarlos hacia el interior y en acción combinada con un compactador de ruedas de acero realizan la distribución en espesores < 0,3 m (ya compactado) alejándolos del área de descarga. Simultáneamente con la distribución por acción del compactador de ruedas de acero se efectúa la trituración y compactación de los residuos.  COBERTURA → Entre capa y capa de residuos se coloca una capa intermedia de 0,20 m de material compactado. Alcanzada la cota final, se procede a la cobertura con una capa de suelo de 0,20 m, segundo por una capa de suelo arcilloso compactado de 0,40 m y sobre esta, se coloca la capa de suelo vegetal de 0,20 m removida y acopiada previamente. La superficie superior del modulo debe quedar uniforme y libre de depresiones que permitan o faciliten la acumulación de agua sobre el terreno, y en el caso de producirse asentamientos corregirlos.  DISPOSICION DE RESIDUOS – ETAPAS DE AVANCE → El servicio prestado es en forma ininterrumpida; permanentemente debe existir capacidad receptiva para recibir residuos por 6 meses. Al comenzar a recibir residuos en la 1era celda del sector, dicha celda es la única donde se acumula líquido lixiviado debido al cerramiento de las bermas. Comienza la instalación de tubos de control y extracción del lixiviado. Alcanzada las bermas, estas son removidas hasta completar el modulo; luego puede realizarse la disposición en la parte superior.  MANEJO DE GASES → En la parte superior del modulo terminado se colocan tubos verticales para monitoreo de gases del relleno. También se pueden captar estos gases para su tratamiento y aprovechamiento.  CONTROL DE ASENTAMIENTOS → Se realizan relevamientos con instrumental topográfico. OPERATORIA DE RECEPCION DE RESIDUOS  Ingreso al relleno sanitario (alambrado perimetral)  Control de recepción  Pesaje de los residuos  Control técnico en la descarga  Descarga de los residuos  Tareas de distribución y compactado  Verificación de la tara del vehículo transportador  Entrega de comprobante de recepción de residuos  Residuos permitidos:  Domiciliarios (mat. orgánica)

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 Limpieza de vía publica (ramas, hojas)  Comerciales (oficinas, colegios)  Barros y/o semisólidos  Residuos sólidos o semisólidos ind no peligrosos  Patógenos tratados  Cenizas de incineración de patógenos o industriales Residuos No permitidos:  Líquidos/barros riesgosos  Especiales o peligrosos (inflamables, reactivo, tóxicos, patógenos, explosivos)

VARIANTES DE LA APLICACIÓN DEL METODO Teniendo en cuenta las características topográficas existen diferentes variantes:  METODO DEL AREA → Donde no sea posible excavar zanjas para depositar basuras por lo tanto se colocan sobre el TN. Las ondulaciones del terreno se aprovechan para la compactación.  METODO DE ZANJAS → Excavaciones de zanjas de dimensiones variables. No hay problema con la disponibilidad de material de cobertura pero si con la acumulación de las aguas de lluvia que deberán ser bombeados.  ZONAS PANTANOSAS → Por su nula capacidad portante es necesario la construcción de una sup de trabajo resistente utilizando mat de demolición, residuos industriales… EQUIPOS UTILIZADOS EN RELLENOS SANITARIOS  Depende de:  Tipo y cantidad de basura  Tipo de terreno a rellenar  Material de cobertura  Métodos de operación  Costo repuestos  Atención mecánica  EQUIPOS:  Tracción de orugas  Tracción de ruedas metálicas o neumáticas CONTROL AMBIENTAL EN RELLENOS SANITARIOS Antes de la instalación, durante la operación y luego del cierre se controla que no se afecte el aire, suelo y agua.

MONITOREO DE LA CALIDAD HIDRICA El lixiviado de la basura y su percolación es el factor de mayor contaminación en rellenos sanitarios. El lixiviado es el producto en estado líquido de la descomposición de los residuos depositados contribuida por la filtración de aguas subterráneas y las lluvias. Posee una alta concentración de mat orgánica y elementos tóxicos o peligrosos. La contaminación puede reducirse, disminuyendo la cantidad de agua que penetra en el residuo, recogiéndolo antes que llegue a las aguas subterráneas por medio de un fondo impermeable, y su posterior depuración. Para controlar los efectos que produce sobre las napas se realizan monitoreos en los entornos del relleno sanitario, pozos a 20 m aguas arriba que lleguen a la 1era y 2da napa y aguas abajo siguiendo una pluma de dispersión. Las captaciones se realizan con frecuencia quincenal desde 6 meses antes de comenzado el relleno y hasta su clausura. Luego semestralmente hasta 2 años después. Luego mantener un control hasta 10 años después.

POS CIERRE Una vez cerrados los núcleos del relleno sanitario, los trabajos continúan. Durante la descomposición de los residuos depositados, estos disminuyen su volumen, descendiendo el nivel superior del modulo cerrado. Por lo tanto y debido a la heterogeneidad de los residuos; se producen asentamientos que se deben corregir. También puede producirse un deterioro de la cobertura o producir horadaciones por efecto de la erosión hídrica por lo tanto también deben corregirse. Continúan las tareas de control y extracción de lixiviados y gases. Se controlan el estado de canales de desagüe y alcantarillados para asegurar su correcto funcionamiento.

VENTAJAS DE UN RELLENO SANITARIO  Elimina los inconvenientes de basurales a cielo abierto (humos, olores, insectos, roedores)  Puede enterrarse gran variedad de basura  No se necesita clasificación previa  Operaciones no influenciadas por las variaciones del volumen diario  Permite recuperar terrenos inútiles, revalorizarlos y a sus áreas linderas también  Equipo necesario reducido  Con condiciones favorables es el procedimiento más sencillo  Si se realiza bien no produce olores, moscas, roedores  Inversión inicial reducida comparada con otros métodos  Gastos de operación y mantenimiento menor que otros métodos DESVENTAJAS DE UN RELLENO SANITARIO  Terrenos recuperados no utilizables para construir viviendas  Peligro de emanaciones de gases (años después)  Peligro de contaminación de la napa  Control posterior por varios años  Dificultad de operación en días de lluvia

¿ Cuál es la Cantidad aproximada de desecho por persona? Rta: 0,8 kg/día x hab. ¿ Qué parámetros uso en cada uno, referido a cantidad y calidad? Rta: Cantidad( determinar la cantidad de kg por persona y se usa para sacar las toneladas en el período de diseño en kg/hab x día). 3 Calidad( densidad t/m , sirve para determinar el área de relleno; para saber la cantidad de camiones, PH; Humedad; Valor calorífico)