Saneamiento Trabajo Final 1.docx

1)Estructuras de disposición de excretas establecidas en la normativa sanitaria vigente de Venezuela. Definiciones fundamentales.

Criterios básicos para el manejo y disposición sanitaria de las excretas El saneamiento comprende los medios para recoger y eliminar las excretas y las aguas residuales de la colectividad de una manera higiénica, para no poner en peligro la salud de las personas y de la comunidad en su conjunto. Las excretas o heces son el resultado de la transformación de los alimentos en el aparato digestivo de personas y animales, luego de haber sido consumidos. En las excretas existen microbios, parásitos y huevos de parásitos que causan diversas enfermedades. La eliminación higiénica de las excretas y aguas residuales se efectúa de manera convencional mediante el sistema de alcantarillado, el que exige disponer de agua y es varias veces más caro que las instalaciones in situ, lo que limita su utilización en las poblaciones rurales y en pequeñas localidades. Frente a ello se emplean las tecnologías no convencionales como las letrinas, que proveen de una solución higiénica y satisfactoria para esas comunidades. En ambos casos las familias deben practicar adecuados hábitos de higiene al interior de la vivienda y a nivel comunitario. Emisor Canal o tubería que recibe las aguas residuales de un sistema de alcantarillado hasta una planta de tratamiento o de una planta de tratamiento hasta un punto de disposición final. Al conjunto de estructuras ubicadas entre el punto de entrega del emisor y los procesos de tratamiento preliminar se le denomina estructuras de llegada. En términos generales dichas estructuras deben dimensionarse para el caudal máximo horario. Se deberá proyectar una estructura de recepción del emisor que permita obtener velocidades adecuadas y disipar energía en el caso de líneas de impulsión. Inmediatamente después de la estructura de recepción se ubicará el dispositivo de desvío de la planta. La existencia, tamaño y consideraciones de diseño de estas estructuras se justificarán debidamente teniendo en cuenta los procesos de la planta y el funcionamiento en condiciones de mantenimiento correctivo de uno o varios de los procesos. Para lagunas de estabilización se deberán proyectar estas estructuras para los períodos de secado y remoción de lodos. La ubicación de la estación de bombeo (en caso de existir) dependerá del tipo de la bomba. Para el caso de bombas del tipo tornillo, esta puede estar colocada antes del tratamiento preliminar, precedida de cribas gruesas con una abertura menor al paso de rosca. Para el caso de bombas centrífugas sin desintegrador, la estación de bombeo deberá ubicarse después del proceso de cribado.

TRATAMIENTO PRELIMINAR

Las unidades de tratamiento preliminar que se puede utilizar en el tratamiento de aguas residuales municipales son las cribas y los desarenadores.

CRIBAS Las cribas deben utilizarse en toda planta de tratamiento, aun en las más simples. Se diseñarán preferentemente cribas de limpieza manual, salvo que la cantidad de material cribado justifique las de limpieza mecanizada.

El diseño de las cribas debe incluir: - una plataforma de operación y drenaje del material cribado con barandas de seguridad; - iluminación para la operación durante la noche; - espacio suficiente para el almacenamiento temporal del material cribado en condiciones sanitarias adecuadas; - solución técnica para la disposición final del material cribado; y - las compuertas necesarias para poner fuera de funcionamiento cualquiera de las unidades. El diseño de los canales se efectuará para las condiciones de caudal máximo horario, pudiendo considerarse las siguientes alternativas: - tres canales con cribas de igual dimensión, de los cuales uno servirá de bypass en caso de emergencia o mantenimiento. En este caso dos de los tres canales tendrán la capacidad para conducir el máximo horario; - dos canales con cribas, cada uno dimensionados para el caudal máximo horario; - para instalaciones pequeñas puede utilizarse un canal con cribas con bypass para el caso de emergencia o mantenimiento

2) Procedimientos de diseño y cálculo de Letrinas de Hoyo. Ubicación de las letrinas de hoyo con o sin ventilación: Art. 5: para la ubicación de letrinas de hoyo modificadas con o sin ventilación se deben considerar los siguientes criterios:

*El suelo debe presentar una consistencia que permita la excavación del poso sin deformaciones en su interior. *Debe ubicarse en terrenos que no presentes riesgo de deslizamiento de tierra. *Debe ubicarse en terrenos secos y en zonas libre de inundaciones previa observación de los niveles de inundación en época de invierno. *La distancia minima vertical entre el fondo de foso de letrina y el nivel freático debe ser de 3 metros en época de lluvia. *Que no exista riesgo de contaminación de fuentes de agua existentes, como pozos, afloramientos superficiales, ríos y similares. *La distancia minima de la tetrina y una vivienda tine que ser minimo de 2 metros de distancia.

3) Procedimientos de diseño y cálculo de Letrinas de Tanque.

Los tanques sépticos se utilizarán por lo común para el tratamiento de las aguas residuales de familias que habitan en localidades que no cuentan con servicios de alcantarillado o que la conexión al sistema de alcantarillado les resulta costosa por su lejanía. El uso de tanques sépticos se permitirá en localidades rurales, urbanas y urbanas marginales. Las aguas residuales pueden proceder exclusivamente de las letrinas con arrastre hidráulico o incluir también las aguas grises domésticas (generadas en duchas, lavaderos, etc.). El tanque séptico con su sistema de eliminación de efluentes (sistema de infiltración), presenta muchas de las ventajas del alcantarillado tradicional. No obstante, es más costoso que la mayor parte de los sistemas de saneamiento in situ. También requiere agua corriente en cantidad suficiente para que arrastre todos los desechos a través de los desagües hasta el tanque. Los desechos de las letrinas con arrastre hidráulico, y quizás también de las cocinas y de los baños, llegan a través de desagües a un tanque séptico estanco y herméticamente cerrado, donde son sometidos a tratamiento parcial. Tras un cierto tiempo, habitualmente de 1 a 3 días, el líquido parcialmente tratado sale del tanque séptico y se elimina, a menudo en el suelo, a través de pozos de percolación o de zanjas de infiltración. Muchos de los problemas que plantean los tanques sépticos se deben a que no se tiene suficientemente en cuenta la eliminación del efluente procedente del tanque séptico. Principios de diseños de letrinas de tanque: Los principios que han de orientar el diseño de un tanque séptico son los siguientes: - Prever un tiempo de retención de las aguas servidas, en el tanque séptico, suficiente para la separación de los sólidos y la estabilización de los líquidos. - Prever condiciones de estabilidad hidráulica para una eficiente sedimentación y flotación de sólidos.

- Asegurar que el tanque sea lo bastante grande para la acumulación de los lodos y espuma. - Prevenir las obstrucciones y asegurar la adecuada ventilación de los gases. Diseño de tanque séptico a) Periodo de retención hidráulica (PR, en días) PR =1,5− 0,3log(P×Q) Donde: P: Población servida. Q: Caudal de aporte unitario de aguas residuales, litros/ (habitante * día). El periodo de retención mínimo es de 6 días. b) Volumen requerido para la sedimentación (Vs, en m3) Vs = 10Exp-3 × P×Q × PR c) Volumen de digestión y almacenamiento de lodos (Vd, en m3) Vd = 70 × 10Exp-3 × P × N Donde: N: Intérvalo deseado en años, entre operaciones sucesivas de remoción de lodos.

d) Volumen de lodos producidos2 La cantidad de lodos producidos por habitante y por año, depende de la temperatura ambiental y de la descarga de residuos de la cocina. Los valores a considerar son: Clima calido 40 litros/habxaño Clima frió 50 litros/habxaño En caso de descargas de lavaderos u otros aparatos sanitarios instalados en restaurantes y similares, donde exista el peligro de introducir cantidad suficiente de grasa que afecte el buen funcionamiento del sistema de evacuación de las aguas residuales, a los valores anteriores se le adicionara el valor de 20 litros/habxaño.

e) Volumen de natas Como valor se considera un volumen mínimo de 0,7 m3

f) Profundidad máxima de espuma sumergida (He, en m) He= 0,7/A Donde: A: Área superficial del tanque séptico en m2

g) Profundidad libre de espuma sumergida Distancia entre la superficie inferior de la capa de espuma y el nivel inferior de la Te de salida o cortina deflectora del dispositivo de salida del tanque séptico, debe tener un valor mínimo de 0,10 m.

h) Profundidad libre de lodo (Ho, en m) Ho = 0,82 − 0,26× A

i) Profundidad mínima requerida para la sedimentación (Hs, en m) Hs= Vs/A j) Profundidad de espacio libre (Hl, en metros)3 Comprende la superficie libre de espuma sumergida y la profundidad de lodos. Seleccionar el mayor valor, comparando la profundidad del espacio libre mínimo total (0,1+Ho) con la profundidad mínima requerida para la sedimentación (Hs).

k) Profundidad neta del tanque séptico. La suma de las profundidades de natas, sedimentación, almacenamiento de lodos y la profundidad libre de natas sumergidas.

4) Procedimientos de diseño y cálculo de Retretes Químicos Los retretes químicos con unidades de saneamiento portátiles que consisten en un aparato sanitario para sentarse o un contenedor para acuclillarse, ubicados sobre un tanque hermético que almacena las excretas y que generalmente contiene una solución química para facilitar la digestión y disminuir los malos olores. Está contenido en una unidad de plástico pre-fabricada con una puerta que se puede cerrar. Varían en calidad desde unidades muy básicas hasta unidades completas de lujo con instalaciones para lavarse las manos con agua caliente. Loes baños químicos se han adoptado como soluciones temporales cuando las letrinas de pozos o tanques sépticos resultan inadecuados o inaceptables. El contenido inicial de la sustancia química

alcanza para 40 o 160 usos, según el modelo. Los pisos generalmente están hechos de material no absorbente y el acabado permite su limpieza fácilmente. Muchas hay un medio de ventilación a través de una tubería revestida que se extiende hasta el techo. La ubicación de los baños es importante, ya que estos deben ser revisados y vaciados regularmente para evitar el rebose. Es decir, deben estar en un área a la que pueda ingresar un camión grande. Otro aspecto importante que se debe considerar es que debido al fuerte olor que emanan, principalmente durante la limpieza, es preferible que no se encuentren cerca de vías públicas o de áreas donde se encuentren personas. Loes baños deben estar en una superficie plana para evitar que se vuelquen. Ventajas: Portátiles, higiénicos; minimizan los malos olores, y se pueden movilizar rápidamente. Limitaciones: Alto costo, difícil de transportar, insostenible, requiere revisión y vaciado regulares, no son comunes fuera de Europa, Norteamérica y partes de américa latina.

5) Procedimientos de diseño y cálculo de Tanques Sépticos. El tanque séptico es la unidad fundamental del sistema de fosa séptica ya que en este se separa la parte sólida de las aguas servidas por un proceso de sedimentación simple; además se realiza en su interior lo que se conoce como proceso séptico, que es la estabilización de la materia orgánica por acción de las bacterias anaerobias, convirtiéndola entonces en lodo inofensivo para calcular la capacidad del tanque séptico se debe conocer el número de usuarios del sistema, luego se adopta un gasto de aguas servidas en términos de volumen por persona y por día sugiriendo como una medida un gasto de 150 litros/persona/día y un periodo de recepción de 24 horas, debiéndose tomar la proporción de esta en caso de no utilizar el sistema el otro día, como es el caso de escuelas rurales donde el lapso de utilización es de 6 a 8 horas diarias. Para determinar el volumen del tanque séptico se multiplica en número de usuarios por el gasto que V=nq Fórmula en la que q es el gasto proporcional con relación a las 24 horas, así si la escuela rural trabaja 8 horas diarias q será igual a 8/24 del gasto diario.

6) Procedimientos de diseño y cálculo de Sumideros. Sumideros de acuerdo al funcionamiento a) Dependiendo de la altura del agua en la cuneta y de la abertura del sumidero colector las que funcionan como vertedero y orificio respectivamente, siendo estas más frecuentes en puntos bajos y en la mayoría con rejas.

B) La elección del tipo del sumidero colector es de esencial importancia para la eficiencia del drenaje de las aguas de superficie. Para que esta opción sea correcta, se debe analizar diversos factores físicos e hidráulicos, tales como el punto de localización, caudal de proyecto, pendiente transversal y longitudinal de la cuneta y de la calle, interferencia en el tráfico y las posibilidades de obstrucciones.

A) Sumidero lateral (figura 9): -Puntos intermediarios en cunetas con pequeña pendiente longitudinal (I ≤ 5 %). - Presencia de materiales obstructivos en las cunetas - Calles de tráfico intenso y rápido. - Aguas arriba de los cruces. b) Sumidero con reja: - Cunetas con limitación de depresión. - Inexistencia de materiales obstructivos. - En puntos intermedios en calles con alta pendiente longitudinal (I ≥ 10 %). c) Combinada: - Puntos bajos de las calles. - Puntos intermedios de la cuneta con pendiente media entre 5 y 10 %. - Presencia de residuos o basura. d) Múltiple: - Puntos bajos - Cunetas con grandes caudales

Diseño de sumideros: Los sumideros deben dimensionarse para que en conjunto puedan captar las aguas de escurrimiento esperadas para el período de retorno de diseño .Como paso inicial en el dimensionamiento de los sumideros colectores, se debe observar que las de punto bajo deben ser dimensionadas con una holgura adicional, considerando la posibilidad de obstrucciones en sumideros situados a aguas arriba, encaso existan, en las cunetas contribuyentes. Aún, si su localización fuese en puntos donde no hubiere cruce de calles la unidad deberá captar obligatoriamente 100 % de los caudales afluentes. La capacidad de una boca de tormenta/sumidero, cualquiera sea su tipo, depende de la altura de agua en el tramo de acera aguas arriba del sumidero. Si ésta estuviese ubicada en un tramo de pendiente uniforme, la altura de agua en la cuneta dependerá de sus Características como conducto libre. Tales características incluyen la sección transversal, la pendiente y la rugosidad de la cuneta y de las superficies del pavimento sobre el cual escurre el agua. En la determinación de la capacidad del sumidero, la primera condición es que las características de escurrimiento en conducto libre de la cuneta aguas arriba sean conocidas. El dimensionamiento de la tubería de conexión del sumidero al sistema de alcantarillado, desde una cámara receptora, debe tener un diámetro mínimo de 200 mm(8 plg), pendiente superior al 2 % y en general, no debe tener una

longitud mayor de 15m.Se conectará directamente la boca de tormenta con la cámara de inspección. El diámetro mínimo de los tubos de descarga de los sumideros será de 200 mm (8 plg).

7) Procedimientos de diseño y cálculo de Zanjas de Absorción. Funcionamiento de las zanjas de Absorción: * Mientras que el efluente fluye continuamente hacia el suelo, los microbios que digieren los componentes de las aguas negras Forman una capa biológica. La capa reduce el movimiento del agua por el suelo y ayuda a evitar que el área debajo de la capa se sature. *El agua debe correr por el suelo que no esté saturado para que los microbios que se encuentran allí y en la capa puedan ingerir los desperdicios y los nutrientes del efluente. *El césped que cubre el sistema de campo de absorción también usa los nutrientes y el agua para crecer. Diseño de las zanjas de Absorción: * Primero, es recomendable realizar un análisis cualitativo de las principales propiedades indicativas de la capacidad absorbente del suelo, como lo son: textura, estructura, color y espesor de los estratos permeables. *Por otra parte, las características de permeabilidad de un suelo se miden a través de una prueba de infiltración, que permite obtener un valor estimativo de la capacidad de absorción de un determinado sitio

Prueba de infiltración:

*Realizar como mínimo seis pozos espaciados uniformemente dentro del área propuesta para el campo de infiltración. Los pozos deben tener lados o un diámetro de 0,30 m, excavados hasta la profundidad de la zanja de absorción propuesta. * Las paredes del pozo deben ser raspadas, con el propósito de lograr una interfase natural del suelo, y agregar una capa de arena gruesa o grava fina de 0,05 m de espesor para proteger el fondo. *Inundar el pozo con un tirante de 0,30 m al menos 4 horas * A las 24 horas de haberse llenado el pozo, determinar la tasa de infiltración de acuerdo a las siguientes consideraciones * Si permanece agua en el pozo, ajustar el tirante de agua hasta aproximadamente 0,25 m sobre la grava. Medir el descenso de nivel durante un periodo de 30 minutos. Este descenso se usa para calcular la tasa de infiltración.

*Si no permanece agua en el pozo, añadir agua hasta lograr un tirante de 0,15 m por encima de la capa de grava. Medir el descenso del nivel de agua a intervalos de 30 minutos aproximadamente, durante un periodo de 4 horas. * El descenso que ocurre durante el periodo final de 30 minutos se usa para calcular la tasa de infiltración. * En suelos arenosos el intervalo entre las mediciones debe ser de 10 minutos y la duración de la prueba una hora. * El descenso que ocurra en los últimos 10 minutos se usa para calcular la tasa de infiltración

8) Procedimientos de diseño y cálculo de Zanjas Filtrantes.

Cargas hidráulicas correspondientes a cada tiempo de infiltración, a partir de la definición del tiempo preciso para un descenso de la lámina de agua en los ensayos de infiltración de 2.5 cm. La distancia mínima entre las paredes verticales de dos zanjas será de un metro.

*Dimensiones y separaciones mínimas requeridas para las zanjas de infiltración. Su longitud no debe ser superior a 30 m.

*Procedimiento: -Se excavan las zanjas con las dimensiones necesarias -Se extiende sobre el fondo una capa de 15 m como mínimo de material filtrante -Se tienden las tuberías con la pendiente deseada -Se recubren las tuberías con material filtrante hasta formar una capa de 5 cm, al menos, por encima de la parte superior de la tubería -El resto de la zanja se rellena de arena -Como material filtrante, se puede utilizar grava lavada, piedra machacada, escoria metálica o escoria de hulla limpia de 1.2 a 6 cm de tamaño

*Es necesario: -Desviar las aguas superficiales del terreno de evacuación a fin de evitar que éste se inunde, especialmente durante lluvias intensas -Construir uno o varios pozos de infiltración al final de las zanjas para recoger el exceso de efluente y para facilitar la ventilación de las zanjas.

MENCIONE Y EXPLIQUE: 4) Para cuantas edificaciones son permitidas c/u De acuerdo al tamaño e importancia del sistema de tratamiento, deberá considerarse infraestructura complementaria: casetas de vigilancia, almacén, laboratorio, vivienda del operador y otras instalaciones que señale el organismo competente. Estas instalaciones serán obligatorias para aquellos sistemas de tratamiento diseñados para una población igual o mayor de 25000 habitantes y otras de menor tamaño que el organismo competente considere de importancia.