Bomba booster
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Pérdidas de cargas singulares:
Tipo de pérdidas que se originan en puntos singulares de las tuberías (cambios de dirección, codos, juntas...) y que se deben a fenómenos de turbulencia.
Pérdidas de cargas totales:
Pérdidas de carga accidentales o localizadas más las pérdidas por rozamiento.
Pérdidas de carga localizadas: Sólo se pueden determinar de forma experimental, son debidas a una disipación de energía motivada por las turbulencias, pueden expresarse en función de la altura cinética corregida mediante un coeficiente empírico (K).
El coeficiente "K" depende del tipo de singularidad y de la velocidad media en el interior de la tubería.
h = K * (v2 / 2g) h= pérdida de carga o de energía (m)/ K= coeficiente empírico (adimensional).
v= velocidad media del flujo (m/s)./ g= aceleración de gravedad (m/s2).
Redes de alcantarillado:
Finalidad esencial el saneamiento ambiental, evacuando racionalmente las aguas residuales.El
-
La población debe considerarse formando un todo indivisible con las áreas adyacentes, de acuerdo con los diferentes factores topográficos, demo gráficos y urbanísticos que pueden influir en el proyecto. Proyecto.
-capacidad de las tuberías, debe considerar las posibles variaciones urbanísticas y de densidad demográfica dentro de la parte urbanizada actualmente y posibles áreas de expansión del lugar, fijando dotaciones de consumo adecuadas.
-Las tuberías deben proyectarse para ser construidas en tramos rectos, de acuerdo con la constitución topográfica del terreno donde se emplazarán las obras y con un trazado que permita el escurrimiento gravitacional desde el inicio de la uníón domiciliaria. Las tuberías en general deben seguir las pendientes del terreno natural y formar las mismas hoyas primarias y secundarias que él, en los casos que sea posible.
*En los trazados paralelos a redes de agua potable, se debe mantener una distancia libre mínima en planta de 2,00 m, entre las tuberías de ambos sistemas.
*En los cruces de ambos sistemas, se debe dejar una distancia libre mínima de 0,30 m.
*No debe existir conexión física entre un sistema de recolección de aguas residuales y un sistema de agua potable, que permita el paso de aguas residuales a este último.
Cálculos Hidráulicos
El dimensionamiento total o parcial de un sistema de alcantarillado se debe efectuar teniendo en consideración los conceptos, las estadísticas, los coeficientes y los factores que se indican a continuación:
1.Estadísticas:
1.Se deben emplear las estadísticas de consumo y de saneamiento que manejan las empresas sanitarias, según la importancia del estudio.
2.En caso de no disponer de información, se deben establecer valores referenciales.
3.Los nuevos sistemas pueden dimensionarse mediante la utilización de las estadísticas existentes de localidades con similares carácterísticas geográficas, socioeconómicas y poblacionales.
2.BASES DE Cálculo DE CAUDALES: 1
Se debe determinar la cobertura. 2.
Se debe determinar el área a sanear a base del área tributaria.
*Población:
Se deben analizar los planes de desarrollo de la empresa sanitaria, las estadísticas censales, el crecimiento de la población a servir, el plano regulador vigente y los estudios de población efectuados en la misma área, para el agua potable y fuentes propias. Se deben considerar posibles áreas de expansión del lugar, de modo de poder proyectar la población total y por servir, incluyendo áreas industriales, la cual debe ser debidamente justificada por el proyectista.*Consumos:
Se debe considerar la dotación de consumo de agua potable y de fuentes propias, para uso doméstico e industrial, de acuerdo con el nivel socioeconómico de la población o tipo de industria a servir y su variación durante el período de previsión.*Infiltración:
Cuando corresponda, se debe determinar el caudal de infiltración de las aguas subterráneas a las redes de alcantarillado.COEFICIENTES Y FACTORES:
Coeficiente de recuperación:
Refleja el porcentaje de agua consumida (potable y de fuentes propias), que se descarga al alcantarillado y depende entre otros factores, de la estructura urbana del sector, del nivel socioeconómico de la población y del uso que se le dé al agua. En general, el coeficiente de recuperación está comprendido entre 0,7 y 1,0. En cualquier caso, el valor aplicado debe estar debidamente justificado por el proyectista.CAUDAL MEDIO DIARIO DE AGUAS RESIDUALES:
Corresponde a la suma de los caudales medios diarios de las aguas servidas y de los RILES.
CAUDAL MEDIO DIARIO DE AGUAS SERVIDAS:
Se calcula en base al caudal medio diario consumido de agua (potable y fuentes propias). Se utiliza la dotación de consumo, la población a servir por el sistema de alcantarillado y el coeficiente de recuperación, de acuerdo con la siguiente relación:
QmdAS = (P * D * R) / 86.400 (l/seg)
QmdAS= Caudal medio diario de aguas servidas (l/seg). P = Población a servir. D= Dotación de consumo de agua potable (l/hab/día). R= Coeficiente de Recuperación.CAUDAL MEDIO DIARIO DE RILES:
Se calcula en base del caudal medio diario consumido de agua (potable y fuentes propias), real o esperado, y de las carácterísticas propias del sector industrial.
CAUDALES DE DISEÑO:
Se utilizan para el dimensionamiento de las tuberías del sistema de alcantarillado. Incluyen el caudal máximo horario de aguas servidas, el caudal de RILES y el de infiltración.
CAUDALES MÁXIMOS:
Caudal máximo horario de aguas servidas. Es el mayor caudal que puede escurrir en un determinado período del día. Este caudal se utiliza para determinar la capacidad del sistema de alcantarillado, calculado para el final del período de previsión.
a) Para determinar este caudal en áreas con 1.000 o más habitantes se utiliza:
El Coeficiente de Harmon, el que, multiplicado por el caudal medio diario, entrega el caudal máximo horario.
QmáxhAS = M *m QmdAS M = 1 + 14 / ( 4 + (P/1000)M = Coeficiente de Harmon. P = Población servida (P > 1.000 habitantes) .
QmáxhAS = Caudal máximo horario de aguas servidas.
QmdAS = Caudal medio diario de aguas servidas.
B) Para poblaciones de menos de 100 habitantes (20 casas):
Se debe utilizar la Tabla de caudales máximos instantáneos de Boston Society of Civil Engineering (B.S.C.E.):
C) Para poblaciones comprendidas entre 100 y 1.000 habitantes:
Se interpola entre el valor entregado por la B.S.C.E. Para 20 casas, que es 3,6 (l/seg) y el caudal máximo horario calculado para 1.000 habitantes con el coeficiente de Harmon.
CAUDAL DE RILES:
Se debe considerar el caudal máximo horario de RILES, real o esperado, debidamente justificado, dependiendo del tipo de industria
CAUDAL DE Infiltración:
El caudal aportado por agua de infiltración tendrá en cuenta, entre otros, la permeabilidad del suelo, la altura del nivel freático, si es que llega a alcanzar a las tuberías, el tipo de tuberías y juntas empleadas, la forma de uníón de las conexiones domiciliarias y las paredes, radieres y conexiones de las cámaras de inspección, tomándose en consideración la posibilidad de fisuras y roturas de juntas debido a temblores de tierra.
CAUDALES MÍNIMOS:
Este caudal se utiliza para verificar si se produce autolavado en las tuberías del sistema de alcantarillado.
Tuberías Nacientes y Laterales:
Cuando corresponda, se debe utilizar el valor del caudal máximo instantáneo entregado por la B.S.C.E.
Cañerías:
1.Cuando corresponda, se debe utilizar el caudal medio diario.
2.Colectores, Interceptores y Emisarios. 3
Se debe utilizar el caudal correspondiente a un 60% del caudal medio diario.4.En los casos anteriores, cuando corresponda, debe considerarse, además, el caudal de infiltración.
CAPACIDAD DE LAS Tuberías:
El diámetro nominal de las tuberías (D), debe calcularse de modo que la altura del agua (h) dentro de la tubería quede entre los límites que se indican:
A)Para el caudal máximo de diseño, h:
0,70 y 0,80 para casos debidamente justificados.B) Para el caudal mínimo, h > 0,30 D, o el valor equivalente en altura al caudal entregado por la B.S.C.E
VELOCIDADES:
Las velocidades del agua en la tubería quedarán dentro de los límites:
a) máxima: 3 (m/seg).
b) mínima para boca llena (h = D): 0,60 (m/seg).
PENDIENTES:
Para caudales reales que produzcan autolavado, en la Tabla siguiente se indican las pendientes mínimas a considerar en el diseño:
Se deben considerar pendientes mayores que las pendientes mínimas, si ello es técnicamente posible. Las pendientes deben ser calculados entre los centros respectivos de las cámaras de inspección de c/tramo.
Verificación DE AUTOLAVADO
1.-
Se verifica Q (caudal) a boca llena con v velocidad mínima autolavado para hmin/D igual a 0,94.
2.-
Se obtiene de la curva qs/Q para N/n variable, un valor de d/D.3.-
Con d/D se obtiene de la curva i/I el valor de i/I.
4.-
Se calcula i de autolavado multiplicando i/I por I a boca llena.5.-
Se verifica el i dado con el i de autolavado.I = n2*v2 / R4/3
R = A / P (R:radio hidráulico, A:
área, P:
perímetro mojado).
Colocación de Cámaras de Inspección:
Se deben instalar cámaras de inspección en los siguientes casos:
1.Al comienzo de los nacientes.
2.Cambios de dirección.
3.Cambios de pendientes.
4.Cambios de diámetro.
5.Cambios de material.
6.Confluencia de dos o más tuberías, exceptuando los empalmes directos de uniones domiciliarias.
7.y a una distancia máxima de:
a) 120 m para diámetros nominales de tuberías ≤ de 500 mm.
b) 150 m para diámetros mayores a 500 mm.
Carácterísticas de las cámaras y chimeneas de inspección:
*Cámaras circulares con diámetros de cuerpo igual a 1,30 metros (Dc=1,30 m), en tuberías de diámetro nominal hasta 500 mm.
*Cámaras circulares con diámetro de cuerpo igual a 1,80 metros (Dc=1,80 m), en tuberías de diámetro nominal mayor de 500 mm hasta un valor menor o igual a 1 000 mm, o en cualquier diámetro, si el ángulo que forman la tubería de llegada y la tubería de salida es igual o menor a los 60º.
*Cámaras de carácterísticas especiales o chimeneas en casos debidamente justificados.
*En las cámaras de inspección debe existir un desnivel entre la cota de radier de cada tubería de llegada y la cota de radier de la tubería de salida. Este desnivel debe absorberse en la canaleta de radier de la cámara.
El desnivel debe calcularse como sigue: a)
Si la pendiente de una tubería de llegada es mayor que la pendiente de la tubería de salida, el desnivel debe ser igual a la mayor pendiente por el diámetro del cuerpo de la cámara.
b) Si la pendiente de una tubería de llegada es menor que la pendiente de la tubería de salida, el desnivel debe ser igual al promedio de las pendientes por el diámetro del cuerpo de la cámara.
c) Si el diámetro de la tubería de salida es mayor que el diámetro de la tubería de llegada, el desnivel debe ser igual a la diferencia de los diámetros.
El desnivel que se debe adoptar es el mayor valor de los determinados anteriormente. En el caso de que este desnivel sea menor a 2 cm se debe usar como mínimo este valor.
La Autoridad Competente puede autorizar para casos calificados un desnivel inferior a 2 cm.
*En el interior de la cámara, el desnivel máximo entre las tuberías de llegada y la tubería de salida no debe ser mayor de 0,50 m; en caso contrario, deben usarse cámaras de inspección con caída exterior o con un diseño especial.
*Las caídas exteriores a una cámara de inspección deben quedar siempre ubicadas dentro del cuerpo de ésta.
*Las cámaras de inspección iniciales de tramos nacientes, se deben ubicar de preferencia sobre las tuberías existentes o proyectadas.
Diámetros de tuberías:
El diámetro nominal mínimo a utilizar en tuberías laterales y cañerías debe ser 200 mm, salvo en casos especiales de pasajes o calles sin posibilidades de conexión de futuras extensiones de red, con tramos que sumados no superen los 200 m, en cuyo caso se podrá utilizar el diámetro nominal de 175 mm.
El diámetro nominal mínimo de las tuberías en uniones domiciliarias debe ser 100 mm
No podrán considerarse reducciones de diámetro en el sentido de escurrimiento, aun cuando la tubería de menor diámetro tenga capacidad suficiente; la Autoridad Competente podrá aceptar el empalme a tuberías de menor diámetro en casos debidamente justificados.
Profundidad de tuberías:
La profundidad mínima a la clave de la tubería debe ser 1,6 m, excepto en el caso de condiciones técnicas debidamente justificadas ante la Autoridad Competente.
Refuerzos y otras obras:
Cuando corresponda, debe considerarse el diseño de refuerzos estructurales en las tuberías, machones de anclaje y otras obras adecuadas que aseguren la estabilidad y funcionamiento del sistema de alcantarillado.
Empalmes de uniones domiciliarias a tuberías: 1
Empalmes directos:
Se permiten empalmes directos en las redes que se proyecten, cuando el diámetro nominal máximo de la uníón domiciliaria sea de 150 mm.2.Empalmes con cámaras de inspección:
Se deben considerar cámaras de inspección cuando se trate de empalmes de uniones domiciliarias, de diámetros nominales de 150 mm o superiores, a tuberías cuya relación diámetro de tubería/uníón domiciliaria sea igual o inferior a 2, con la excepción de lo indicado anteriormente.PLANTAS ELEVADORAS DE AGUAS SERVIDAS:
Sistemas que permiten evacuar las aguas residuales en sectores donde no es posible un escurrimiento gravitacional hacia colectores, emisarios, plantas de tratamiento y disposición final, considerando principalmente el caudal a evacuar y la energía para vencer la altura geométrica total de elevación, las pérdidas por roce y singularidades.
Requisitos generales de diseño
A)De seguridad: 1
Las instalaciones deben asegurar su operación y mantenimiento.
2.Deben contar con protecciones físicas que impidan la intervención de terceros.
3.Deben contar con protección contra incendio cuando sea necesario, dando cumplimiento a los criterios que fija la Ordenanza General de la Construcción y Urbanismo para establecimientos industriales.
4.Cuando corresponda, el almacenamiento de combustible debe estar separado de la cámara o sala de bombeo, y debe cumplir con las regulaciones de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC).
B) Otros requisitos generales
*El diseño de la planta elevadora de aguas residuales debe evitar la sedimentación de los sólidos, las obturaciones de las tuberías, la emanación al exterior de malos olores y no superar los límites de ruido establecidos por la Autoridad Competente.
Las motobombas seleccionadas deben ser especiales para elevar aguas residuales.
Deben incluir cámaras de rejas al ingreso de las aguas residuales para retener los sólidos que las bombas no pueden impulsar, salvo justificación técnica en contrario. El diseño debe contemplar además, las condiciones adecuadas para el retiro de los sólidos retenidos; accesibilidad, ventilación, drenado, así como las exigencias sanitarias previas a su disposición final.
Deben disponer de accesos adecuados para la entrada y salida del transporte que permita el traslado de las piezas especiales y equipos más voluminosos o pesados.
La cámara o sala de bombeo debe ser lo suficientemente amplia y con un diseño tal, que permita el acceso del personal autorizado para realizar adecuadamente la operación y mantenimiento de los equipos.
El pozo de aspiración y cámara húmeda deben disponer, cuando técnicamente sea posible, de un sistema ante emergencias, para evitar que las aguas contaminadas se devuelvan a las uniones domiciliarias o rebasen a las calles.
La arquitectura del recinto de una planta elevadora debe ser coherente con el medio ambiente urbano o rural en que se construye.
La planta elevadora debe contar con la iluminación adecuada, de acuerdo con los requerimientos de operación y mantenimiento de la misma. El diseño debe privilegiar el aprovechamiento de la iluminación natural y las necesidades de iluminación artificial. Se debe disponer de iluminación de emergencia para el caso de corte del suministro eléctrico.
Las instalaciones deben estar provistas de un sistema de ventilación que asegure una atmósfera de trabajo adecuada para los operadores, los requerimientos de aire de los equipos electromecánicos y que evite la acumulación de gases peligrosos.
El acceso al pozo de aspiración o cámara húmeda debe ser solamente desde el exterior.
El área destinada a la planta elevadora propiamente tal, debe ser independiente de cualquier otra instalación cercana, como vivienda, camarines, baño, oficina y lugar de almacenamiento de materiales.
Las plantas elevadoras deben contar con un sistema de control con comando manual y automático.
La instrumentalización utilizada se debe seleccionar en función de las carácterísticas particulares de cada planta (caudales, alturas de elevación, entre otros). En todos los casos se debe asegurar: capacidad eléctrica, controles de partidas y paradas de las motobombas, medición de los consumos eléctricos del nivel de combustibles y de las horas de funcionamiento de las motobombas. Debe disponer de una alarma, cuya señal sea recibida en un lugar definido por el prestador.
Las plantas deben disponer de equipo electrógeno, salvo justificación técnica del prestador en contrario. El equipo electrógeno debe contar con almacenamiento de combustible para su funcionamiento y una accesibilidad permanente. Los niveles de existencia de combustible deben ser fácil de detectar.
El grupo de motobombas debe contar con un sistema de transferencia automática hacia el grupo electrógeno, para operar cuando el pozo de aspiración o cámara húmeda indique el nivel de partida, y así evitar que éstas trabajen en vacío.
El grupo electrógeno que se use como respaldo de suministro de energía para el funcionamiento de las plantas elevadoras debe contar con los elementos que le permita operar instantáneamente.
Requisitos específicos
Requisitos del pozo de aspiración o cámara húmeda
*Debe asegurar un tiempo de retención máximo de 30 minutos para el caudal medio de diseño de la planta elevadora, con un ciclo de operación adecuado al tamaño del equipo, el que en todos los casos debe ser superior a 10 minutos.
*Como referencia, para el cálculo del volumen del pozo de aspiración o cámara húmeda comprendido entre los puntos de arranque y parada de una sola bomba o un solo escalón del control de velocidad para bombas de dos velocidades, se puede utilizar la fórmula siguiente:
V = t x q / 4 V = volumen necesario en m3.
q = capacidad de la bomba enm3/min, o incremento de la capacidad cuando una bomba se encuentra en funcionamiento o arranca una segunda o cuando se aumenta la velocidad del motor (caudal de bombeo).
t = tiempo en minutos de un ciclo de bombeo (tiempo entre arranques sucesivos o cambios de velocidad de una bomba que funciona entre los límites de un intervalo)
*El tiempo mínimo del ciclo para el funcionamiento con una sola bomba tiene lugar cuando el caudal entrante es exactamente la mitad de la capacidad de la bomba.
*El máximo nivel de las aguas residuales en el pozo de aspiración o cámara húmeda debe ser inferior al nivel de llegada del conducto afluente y así evitar que éste entre en carga.
*La instalación de las motobombas, sea sumergida o seca, debe evitar la formación de vórtices. Para esto se debe tener en cuenta la velocidad de aspiración y la sumergencia de la boca de aspiración.
*Cuando la motobomba esté instalada en cámara seca, la boca de aspiración vertical, debe estar a una distancia máxima de D/2 del fondo y no menor de D/3, siendo D el diámetro de la tubería de aspiración.
*La instalación de las motobombas debe evitar fluctuaciones que afecten la altura de aspiración y rendimiento de las bombas.
*El fondo de la cámara húmeda y del pozo de aspiración deben tener una pendiente suficiente hacia las motobombas o bien, hacia las tuberías de aspiración, para facilitar el vaciado y extracción de las aguas residuales. La pendiente mínima debe ser definida por la Autoridad Competente.
*El pozo de aspiración o cámara húmeda puede estar dividido en dos o más compartimentos, para su inspección y limpieza.
Requisitos de Obras Civiles asociadas al pozo de aspiración o cámara húmeda
*Debe ser estructuralmente resistente a las condiciones sísmicas y de trabajo, y completamente estanco.
*Debe contar con escalera de acceso desde el exterior y hacia el interior, la cual debe llevar elementos de protección cuando las condiciones de seguridad lo requieran.
*Se recomienda que los atraviesos de muro y losa sean ejecutados con tubos pasamuros, los que se deben instalar antes de las faenas de hormigonado.
*El encuentro entre muros, radier y losa debe llevar un chaflán, evitando aristas vivas.
Requisitos para la cámara o sala de bombeo
*Debe estar protegida de las inundaciones. En caso de construcciones bajo el nivel del terreno natural, el piso de éstas debe tener una pendiente mínima de 2% hacia un sumidero en el cual se dispondrá de un sistema de elevación hacia la superficie, para su adecuada disposición.
*El diseño debe asegurar el cumplimiento de los requisitos generales citados anteriormente, de ventilación, ruido y seguridad, dejando además los espacios necesarios para la limpieza, mantenimiento e instalación de dispositivos. Adicionalmente, debe incluir las protecciones antiruido y antivibraciones.
Requisitos de los equipos de bombeo
*El caudal de bombeo debe asegurar una velocidad de escurrimiento que evite sedimentación y acumulación de aire al interior de las tuberías.
*El diámetro de la impulsión debe ser mayor que el diámetro de paso del rodete.
*Cuando la motobomba esté instalada en cámara seca, el diámetro de la boca de aspiración debe ser mayor que el diámetro de la tubería de aspiración de la bomba.
*Las velocidades den la tubería de aspiración deben ser del orden de 1 m/seg a 2 m/seg.
La velocidad mínima en la tubería de impulsión debe ser tal, que permita el arrastre de los sólidos que se depositen en la tubería al detenerse las motobombas. Si los caudales de bombeo no son suficientes para producir el arrastre de sólidos, a lo menos una vez a la semana, el sistema se debe operar manualmente para lograr el arrastre de los depósitos.
*Se debe disponer como mínimo de dos motobombas.
En caso de instalar sólo dos motobombas, cada una debe poder cubrir el total de los requerimientos del caudal máximo de diseño.
*Si la instalación se diseña con más de dos motobombas, éstas se deben proyectar de modo tal que, si una de ellas falla, las otras puedan cubrir el caudal máximo de diseño, a través de todo el período de vida programada de las motobombas.
*Los diseños deben considerar los riesgos de explosión asociados a la volatilización y septización. Cuando corresponda, los equipos eléctricos y de control deben ser a prueba de explosión.
*El diseño debe considerar la instalación de dispositivos de alarma no acústica y protección para las motobombas. Ellas deben operar dentro del rango de su capacidad sin que sufran sobrecargas fuera del rango recomendado por los fabricantes.
*Cada motobomba debe tener un manómetro en la tubería de impulsión.
Requisitos de operación y mantenimiento de la planta elevadora
*Las plantas elevadoras deben contar con elementos y accesorios para su limpieza. Deben contar con abastecimiento de agua potable cuando existe factibilidad para ello.
*Debe incluir un sistema de partida y detención de las motobombas, regulado para satisfacer los caudales entrantes y salientes a la planta elevadora. Cada motobomba debe contar con un elemento que permita medir las horas de funcionamiento.
*Cada planta debe tener un manual o cartilla de operaciones, a la vista, donde se especifique en forma simple y esquemática los procedimientos de verificación general, puesta en servicio, detención y supervisión general de la operación de la planta elevadora. También debe especificar instrucciones para casos de emergencia.
*Cada planta elevadora debe tener un interruptor de parada de emergencia, a la vista.
Requisitos de las interconexiones hidráulicas
*Cada motobomba debe disponer de mecanismos que le permitan quedar fuera de servicio, sin interrumpir la operación de la planta elevadora.
*Las interconexiones hidráulicas deben contemplar antes del inicio de la impulsión la instalación de una tubería de desagüe conectada a las tuberías de impulsión de las motobombas, con una válvula de corta, que permita en casos de emergencia el desagüe del sistema hacia el pozo de aspiración o cámara húmeda.
*Se deben colocar válvulas de corte en las tuberías de impulsión de cada bomba. Además, una válvula de retención instalada entre la válvula de corte y la motobomba. De ser necesario, se debe considerar la instalación de dispositivos de protección contra fenómenos transientes.
*En la cámara o sala de bombas se deben prever juntas desmontables para la instalación y mantenimiento de los equipos. Cuando sea necesario, también se deben incorporar juntas de expansión o aisladores de vibración.
*Las piezas especiales con y sin mecanismo deben cumplir con las normas chilenas aplicables.
*En todos los casos de plantas elevadoras se deben estudiar los fenómenos transientes (golpe de ariete), arrastre de aire y cavitación.
*Todos los elementos en contacto con las aguas residuales deben estar compuestos de materiales compatibles con este empleo y estar protegidos contra la corrosión.
Requisitos de la impulsión
*Se debe evitar la acumulación de aire al interior de la tubería de impulsión. Cuando se requiera, se deben colocar dispositivos que admitan la entrada y salida de aire.
*Cuando se requiera, en los puntos bajos se deben instalar dispositivos de desagüe.
Para el desagüe se deben tomar las medidas que eviten cualquier contaminación del entorno.
*Los materiales de las interconexiones hidráulica y de la impulsión deben cumplir con las carácterísticas técnicas que eviten su deterioro por la calidad de las aguas a elevar.
*Cuando se requiera, las piezas especiales con y sin mecanismo y las tuberías deben estar afianzadas en machones de hormigón u otro sistema equivalente.
*La impulsión de agua servida debe descargar en una cámara especialmente diseñada para tal efecto.
*La tubería de salida de la cámara de inspección que reciba una impulsión debe ser capaz de portear en escurrimiento libre, tanto el caudal de bombeo como otro caudal adicional.
Dimensionamiento de una Planta Elevadora
*Para trasladar las aguas servidas desde un punto bajo, que no tiene posibilidades gravitacionales, se requiere de la materialización de una planta elevadora de aguas servidas, generalmente en consideración de las condiciones topográficas del terreno. Por lo tanto, el dimensionamiento de las obras civiles se efectúa para el caudal máximo, conforme a la población proyectada en el loteo.
Cálculo de Cámara Húmeda
*Para el cálculo de la cámara húmeda se ha considerado que el volumen de acumulación, se determina de la siguiente manera:
*La bomba funcionará como máximo 6 partidas por hora.
*Las aguas servidas deberán permanecer como máximo 30 minutos en el pozo.
*El volumen de acumulación se determinará con la situación más desfavorable, esto es, considerando el gasto máximo horario de aguas servidas y el mínimo de tiempo entre partidas del equipo, con la condicionante que el tiempo de retención no supere los 30 minutos.
T = t1 + t2 (T=
Tiempo entre partidas (10 minutos como mínimo)
t1= tiempo de llenado.
t2= tiempo de vaciado
t1=vol.Acumulación/caudal max horario= V/Qmax
t2=vol.Acumulación/caudar bombeo-caudal max horario=V/Qb-Qmax
Ejemplo de Aplicación
Número de Personas Futuras : 276 personas
Dotación de Diseño : 150 (l/hab/día)
Coeficiente de Recuperación : 0,80
Caudal Medio : 0,383 (l/seg)
Caudal Máximo Horario : 3,954 (l/seg)
Caudal de Bombeo : 5,000 (l/seg)
- Para efectos de diseño, se adoptará un volumen de 0,531 m3, considerando un caudal de bombeo de 5,00 l/seg.
- De esta forma, para una cámara de diámetro D = 1,30 m.
Se requiere una altura entre aguas máximas y aguas mínimas de 0,40 m.
Verificación de volumen de acumulación propuesto:
Para el caudal máximo:
Para Qmáx.= 3,954 l/seg
Tiempo de llenado = 531/3,954 = 134,29 seg = 2,24 minutos
Tiempo de vaciado = 531/(5,00 – 3,954) = 507,65 seg = 8,46 minutos
Tiempo entre partidas = 10,7 minutos (5,61 partidas por hora)
Para el caudal medio:
Para Qmed.= 0,383 l/seg
Tiempo de llenado = 531/0,383 = 1.386,42 seg = 23,11 minutos
Tiempo de vaciado = 531/(5,00 – 0,383) = 115,01 seg. = 1,92 minutos
Tiempo entre partidas = 25,03 minutos (2,40 partidas por hora)
Para ambos casos se cumple con las restricciones exigidas.
TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS:
El objetivo principal del tratamiento de aguas servidas es eliminar las sustancias contaminantes para la salud humana y el entorno, existentes en ellas. Lo normal es controlar la DBO, SS y Coliformes fecales.
Normalmente se requiere un tratamiento secundario para lograr cumplir con estos parámetros. Los valores normales de DBO5 son de 200 mg/l y los SS son no más de 30 mg/l.
Los contaminantes en suspensión, coloidales y disueltos (orgánicos e inorgánicos) en las aguas servidas se pueden separar físicamente, transformarse por medios biológicos o someterse a modificaciones químicas. Los componentes básicos que llevan a cabo todo esto en una planta de tratamiento de aguas servidas.
Los contaminantes en general se eliminan de las aguas servidas en orden de dificultad creciente.
Tratamiento Primario: Primero se retienen trapos, palos y diversos objetos grandes en tamices (con espacio de hasta 150 mm) para proteger bombas.
(Cámara de Rejas) Después se separa la arenilla en estanques o cámaras desarenadoras, ya que es un material que desgasta los equipos y ocupa espacio. A esta altura la mayoría de los sólidos pequeños todavía están en suspensión y la parte sedimentable de ellos (50% aprox.) se puede separar y concentrar en estanques primarios de sedimentación por gravedad.
Los sólidos concentrados llamados lodos crudos, se bombean a un digestor anaeróbico para su descomposición biológica y el efluente del tanque primario clarificado fluye a las unidades de tratamiento secundario.
Tratamiento Secundario
Primero, de una sección de oxidación biológica en donde la materia disuelta y coloidal de las aguas residuales sirve de alimento a microorganismos, los cuales después convierten las sustancias orgánicas en CO2 y H2O y, Segundo, un tanque de sedimentación final por gravedad en donde los microorganismos se sedimentan. Una porción de estos lodos biológicos se devuelven para “resembrar” la sección de oxidación, pero la mayor parte pasa al digestor anaeróbico después de espesamiento adicional. La última etapa del tratamiento de aguas servidas es la desinfección del efluente de la planta antes de que se descargue en las aguas receptoras. Muchos de los procesos que se aplican para el tratamiento de agua potable también son aplicables al tratamiento de aguas servidas, modificados de manera apropiada con el fin de eliminar cantidades mayores de contaminantes.
PROCESOS
1.- Procesos físicos
La sedimentación por gravedad es el proceso mas común para separar los sólidos en suspensión de las aguas servidas. Este procedimiento se emplea para:
*Separar la arenilla (definida como partículas de arena de 0.2 mm de diámetro o más).
*Clarificar las aguas servidas que están sin tratar y concentrar los sólidos sedimentados (llamados lodos crudos o primarios).
*Clarificar suspensiones biológicas y concentrar los flóculos sedimentados (llamados lodos biológicos, activados o secundarios).
*Espesar por gravedad los lodos primarios o secundarios.
Sedimentación ideal
La ley de Stokes para partículas esféricas pequeñas en flujos laminares es aplicable, para sedimentar partículas discretas, como es este caso. En palabras simples, lo que se requiere es que se disponga del tiempo necesario para que las partículas sedimenten, dado un caudal y un largo del tanque considerando la velocidad de sedimentación Ut , o sea si tenemos un tiempo de retención t0 dado por la expresión.
T0 = V/Q
Para la separación completa de las partículas de un tamaño determinado, la velocidad Ut , debe ser igual o superior a H/t0, de otra forma, deben tener el tiempo suficiente para que sedimenten hasta el fondo del estanque dentro de los límites de tiempo de retención, o sea:
Ut = H/t0 = H/((A * H)/Q) = Q/A
Q/A se describe como régimen de derrame, régimen de carga de superficie o régimen de clarificación, se expresa como caudal/área de superficie (esto es Q/A) o distancia/tiempo (esto es H/t0) y se informa como m3/(m2xdía).
De hecho se trata de la velocidad de sedimentación de las partículas que entran al estanque en la superficie. Este concepto se usa para el diseño de estanques de sedimentación.
En teoría, todas las partículas con velocidad de sedimentación Ut igual o superior que una velocidad de sedimentación específica U0 (=Q/A) se separan totalmente, en tanto las partículas con Ut menor a U0 se separan en proporción a la relación entre la velocidad de sedimentación de la partícula y la velocidad elegida. Esto es
Proporción separada = Ut/U0 = Ut/(Q/A)
Esta ecuación muestra que al contrario de lo que dice la intuición, la proporción de partículas que se separan en un estanque de sedimentación es independiente de la profundidad de estanque: para un flujo dado Q, varía sólo con el área A del estanque. Es obvio que desde un punto de vista práctico, la profundidad debe ser lo suficiente para la recolección y extracción de lodos. También se debe limitar la velocidad de arrastre horizontal del líquido.
2.- Procesos biológicos
La mayor parte de los componentes orgánicos de las aguas servidas sirven como alimento que proporciona energía para el crecimiento microbiano.
Este es el principio que se utiliza en el tratamiento biológico de los residuos, en donde ciertos microorganismos, principalmente bacterias, transforman el sustrato orgánico en dióxido de carbono, agua y células nuevas.
Los microorganismos pueden ser aerobios (necesitan oxígeno libre), anaerobios (no requieren oxígeno libre) o facultativos (crecen con o sin oxígeno).
La rapidez del crecimiento microbiano varía de manera directa con la cantidad de sustrato disponible.
Cuando el alimento no es limitante la población microbiana después de un periodo de latencia inicial, crece con rapidez a una velocidad logarítmica.
A medida que el alimento desaparece , el crecimiento se retarda hasta que en un punto determinado, se detiene y el número de células que se producen se equilibra con el número de células que se mueren.
Cuando el sustrato se ha agotado, el número de microorganismos disminuye conforme las células viejas se descomponen y liberan sus nutrientes para ser utilizados por microorganismos nuevos.
Estas 4 fases se designan como latencia (A), de crecimiento logarítmico (B), de crecimiento menguante (C), y endógena (de autoxidación) (D).
3.- Procesos químicos
Muchos procesos químicos que incluyen oxidación, reducción, precipitación y neutralización, son de uso común para el tratamiento de aguas servidas industriales o RILES. Para las aguas servidas domesticas la precipitación y la desinfección son los únicos procesos que encuentran amplia aplicación.
El tratamiento químico solo o combinado con otros procesos, suele ser necesario para residuos que no son susceptibles de tratamiento por medios biológicos.
Los procesos químicos son útiles además en el tratamiento de residuos domésticos en donde la concentración de fósforo se reduce y se mejora la separación de sólidos por precipitación de estos contaminantes con sales metálicas.
La desinfección del efluente de plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS), generalmente por cloración, es deseable cuando existe un riesgo potencial para la salud. La incertidumbre en cuanto a la existencia de un riesgo, ha dado origen a una amplia variedad de prácticas. Por un lado, que se cloren los efluentes durante todo el año (en EEUU), donde se especifica un remanente de 0,5 mg/l, después de un tiempo de contacto de 15 a 30 minutos.
En otras partes esta definición empírica se ha cambiado por el requisito de que los Coliformes totales no sean más de 200 en 100 ml en el efluente final.
En casi todas las PTAS una dosificación media de cloro de 6 a 9 mg/l al efluente y un tiempo de contacto de 30 minutos en condiciones de caudal máximo permite alcanzar estos objetivos y conseguir una destrucción adecuada de los patógenos.
El cloro es el producto químico más económico y de uso más frecuente para la desinfección de aguas servidas, aunque produce algunos efectos colaterales no deseados.
La materia orgánica presente se combina con el cloro para formar trihalometanos y otras sustancias orgánicas cloradas, algunas de las cuales son cáncerígenas o lo podrían ser.
Otra preocupación es la toxicidad de los residuos de cloro para la vida acuática.
Cuando la desinfección por cloración es inevitable, pero los desechos clorados afectan la vida de los peces, el efluente se debe desclorar o se tendrán que considerar alternativas a la cloración.
Otro método que se puede usar es la desinfección por radiación UV, que no deja residuos, pero no es muy eficaz en desechos turbios y bastante más cara que la cloración. La desinfección con ozono es otra alternativa, pero también más cara que la cloración.
EN BASE A TERRENOS
Los métodos de tratamiento de AS consideran sistemas de infiltración a terrenos o suelos en los cuales las AS se rocían o se distribuyen en el suelo y sistemas de captación o recepción en los cuales las AS se retienen en pantanos, estanques o lagunas. Los métodos que consideran infiltración al suelo consideran grandes áreas de terreno, para tratar las aguas, para la descarga de efluente y para aislar el suelo para que no afecte a otras zonas. Las ventajas de estos métodos frente a las PTAS es su sencillez y también en la mayoría de los casos su baja inversión y bajos costos de operación.
Sistemas de aplicación a terrenos
Hace más de 250 años en algunas ciudades de Europa se dispónía las aguas servidas en grandes terrenos como disposición final, pero no con el ánimo de tratar las aguas, sino de mejorar agrícolamente el terreno. En Australia también se hace en la actualidad en algunas ciudades, pero en EEUU no se aceptan este tipo de disposiciones por considerar que los elementos patógenos son peligrosos. En unas pocas ciudades si lo han implementado. Finalmente la decisión de que sistema implementar dependerá de cada país o sector. Lo que si hay que considerar, es el fin para el cual será utilizado el efluente y tratar, como mínimo, de eliminar los sólidos de mayor tamaño.
Sistema de infiltración lenta
El uso de este sistema (irrigación por aspersión)
, es el proceso más popular que existe en el mundo, considera la aplicación intermitente del efluente secundario (normalmente)
a cultivos, vegetación o terrenos forestales.
El efluente se aplica mediante rociadores o tubos con aberturas y luego el suelo hace las funciones de colador hacia la napa subterránea o se pierde por evapotranspiración. Hacer lo anterior con efluentes primarios se permite sólo si el acceso de personas al sector es restringido. Lo que normalmente se considera es que se usa 1 Hás para 22 Kg de DBO5 aplicada.
Sistemas de infiltración rápida
Estos sistemas requieren de suelos muy permeables en los cuales se aplica gran cantidad de agua en estanques poco profundos y sin vegetación. El percolado se usa como recarga de napas o se recupera por medio de desagües inferiores o pozos de recuperación para un tratamiento posterior o su eliminación. Para mantener buenos caudales de tratamiento se recomienda hacer un pretratamiento secundario o terciarios para evitar el taponamiento del suelo. Este es el sistema de tratamiento natural que mejor se adapta a climas fríos pero no da los resultados de una infiltración lenta.
Sistemas de embalse
Las aguas residuales se pueden retener en embalses que van desde pantanos a estanques de oxidación hasta complejas lagunas aireadas.
Pantanos
Los pantanos naturales o artificiales, ciénagas o marismas, con su vegetación, proporcionan un microentorno ideal para la sedimentación, filtración, adsorción y descomposición bacteriana de los componentes de las AS. Sin embargo, los AS deben cumplir con la reglamentación de la zona. Los pantanos artificiales tienen una aplicación mucho más amplia y se utilizan para tratar efluentes primarios, aguas industriales, desagüe de ácido de minas, lixiviado de rellenos de tierras y desagües urbanos.
Las profundidades normales de este tipo de estanques son de 10 a 60 cm.
Aunque la eliminación de nutrientes tiende a ser variable, los pantanos son, por lo general, muy eficaces en la eliminación de metales pesados, lo que los hace muy útiles en el caso de las aguas lluvias de caminos, ya que contienen altas concentraciones de plomo, cobre y zinc.
Estanques o lagunas de oxidación
*También se puede llamar estanques de estabilización que consisten en piscinas de profundidades que van desde a 1 a 2 metros y que se utiliza para el tratamiento biológico de AS y RILES.
*Las condiciones varían desde aeróbicas, facultativas hasta anaeróbicas.
Esto depende del suministro de aireación complementaria, de la profundidad del estanque y del grado de mezcla inducida.
*Normalmente todos los estanques son facultativos, dado que es casi imposible mantener condiciones de aeróbicas en ellas. Los sólidos sedimentables sufren descomposición anaeróbica en el fondo del estanque, en tanto los residuos orgánicos solubles son transformados en CO2 y agua por las bacterias aeróbicas de los niveles superiores.
*Las algas fotosintéticas utilizan el CO2 y producen oxígeno para las bacterias (una relación simbiótica). Estos estanques normalmente se colocan en serie y cuando se descargan altas cargas de DBO se complementan con aireación.
Desafortunadamente es muy complejo eliminar las algas en suspensión de los estanques, ya que tienden a escapar por el efluente, por lo cual en ocasiones las cantidades de DBO y los sólidos en suspensión no cumplen con la normativa.
*No son eficientes en condiciones de frío y producen malos olores cuando la capa de hielo se rompe.
Lagunas aireadas
Son un perfeccionamiento lógico de los estanques de oxidación. En vez de oxígeno de las algas o de su incorporación natural del ambiente, se introduce aire en la laguna por medios mecánicos, como tubos de aire difuso, mezcladores mecánicos o distribuidores de aire. El suministro continuo de aire permite que las lagunas aireadas tengan un área superficial más pequeña y sean más profundas que un estanque de oxidación. Estas son más parecidas a las plantas de tratamiento que a los sistemas de terrenos.
Plantas de tratamiento de aguas servidas:
Si los sistemas sencillos son poco prácticos o lentos o costosos o inviables por algún motivo, ya sea también por los costos de los terrenos, se debe pensar en tratar las aguas a través de una planta de tratamiento de aguas servidas (PTAS).
Estas están dotadas de mecanismos y controles y pueden satisfacer las necesidades para efluente en espacios reducidos y en menos tiempo, en comparación a las antes mencionados.
Se utilizan procesos físicos, biológicos, y químicos.
Normalmente estos procesos se encuentran dentro de una misma PTAS, pero en unidades separadas.
Lo que normalmente proporciona una PTAS es clarificación, tratamiento secundario (biológico), desinfección y procesamiento de lodos.
La clarificación y la desinfección son comunes a casi todas las plantas. Los otros dos procesos son los que hay variaciones significativas.
En el tratamiento secundario, en la cual se eliminan los sólidos y la DBO restantes, el tratamiento biológico se lleva a cabo en un sistema de crecimiento en suspensión o por un proceso de película fija.
En el primero, los microorganismos se mantienen en suspensión en las AS por medio de dispositivos de mezcla y aireación.
Con el sistema de película fija los microorganismos activos crecen en la superficie de las rocas, plástico u otro medio con el cual los residuos se ponen en contacto.
Sistemas de crecimiento en suspensión
1.Lodos activados convencionales:
La aplicación más corriente de crecimiento en suspensión es la de lodo activados. Los microorganismos se mantienen en suspensión durante 4 u 8 horas en un estanque de aireación por medio de mezcladores o difusores y su concentración en el estanque se mantiene por el retorno continuo de los flóculos biológicos sedimentados en un estanque de sedimentación secundaria al estanque de aireación
.
Los autores de investigación Arden y Locket, en el año 1914, le dieron a la suspensión floculenta que se sedimenta y se devuelve para “resembrar” el estanque de aireación el nombre de lodos activados, quizás porque encontraron que, al devolver estos sólidos, la oxidación del sustrato se aceleraba o activaba. El contenido del estanque de aireación se denomina licor mixto y los sólidos se designan como sólidos en suspensión en licor mixto (SSLM).
Estos últimos incluyen material inerte además de células microbianas vivas y muertas. No es fácil determinar la proporción viva o activa y se supone que la porción volátil de los sólidos (SVSLM), que constituyen el 80% de los SSLM, representa la masa activa.
2.Aireación prolongada:
El diagrama de flujo de este proceso es similar al convencional (LAC), aunque sin estanques primarios. La aireación prolongada es de 24 horas, contra 6 de la LAC, la cual confiere estabilidad al proceso, pero aumenta sus costos de operación. El tiempo de retención en los estanques finales es de aproximadamente el doble del tiempo de una convencional.
El foso de oxidación es una variante del proceso de aireación prolongada en el cual dicha aireación y la sedimentación se combina en un canal poco profundo (de 1 m de profundidad aproximada), por el cual se hacen circular los residuos por medio e paletas o escobillas giratorias. Su sencillez de operación ha motivado un uso amplio del proceso de aireación prolongada en pequeñas instalaciones y plantas prefabricadas.
3.Estabilización por contacto : también llamado “biosorción”
Los lodos biológicos, no el licor mixto, sufren una aireación prolongada. El proceso es ideal para residuos con alta proporción de contaminantes orgánicos en forma de partículas, puesto que depende de la adsorción de éstos por parte de los lodos estabilizados durante un periodo de contacto breve (20 a 40 minutos).
La asimilación de las sustancias orgánicas adsorbidas se llevan a cabo en el estanque de estabilización (reaireación de lodos)
a lo largo de un periodo de 4 horas.
Dado que no hay estanques primarios, no se producen lodos primarios y la estabilización de los lodos residuales aerobios se ha llevado a cabo en general por digestión aeróbica. Los altos costos de energía hacen inviable esta solución para plantas pequeñas.
4Lodos activados con oxígeno
: El proceso de lodos activados con oxígeno, en el cual se usa oxígeno puro en vez de aire puro en estanques cubiertos, es un proceso que tiene ciertas ventajas en relación a lodos activados con aire. Puede operar con cargas mas grandes, con lo cual se reducen los tamaños de los estanques y es capaz de aceptar fluctuaciones mas amplias, en cuanto a carga y residuos mas concentrados que los lodos activados con aire. El control de procesos de inyección de oxígeno se controla con sensores. Cuando es necesario inyectar grandes cantidades de oxígeno, cuando hay residuos muy concentrados, este sistema es mejor que el convencional con aire. Otra situación en que es mejor, es cuando se debe tener un control sobre los olores y los estanques de aireación se pueden cubrir.
Sin embargo, los altos costos lo hacen poco viable en plantas pequeñas.
Sólo es aplicable para grandes plantas.
4.Procesos de película fija
En el método de tratamiento secundario de película fija, o de crecimiento adherido, las aguas servidas se ponen en contacto con microorganismos adheridos a un medio sólido, como pueden ser rocas, plásticos o arenas. Los Filtros Percoladores y los Contactores Biológicos Rotatorios, 2 de los procesos mas comunes, pertenecen a esta categoría.
Filtro Percolador
Por mucho tiempo se ha considerado que el rendimiento de este método es inferior al de los sistemas de crecimiento en suspensión. Un índice que se puede mencionar es que para un mismo proceso con el sistema convencional se puede obtener 30 mg/l de DBO5 y STS a diferencia de los 45 mg/l de DBO5 y STS que se puede conseguir con este método. Sin embargo, las mejoras en el diseño y operación han permitido que estos índices bajen llegando a valores inferiores a 30 mg/l de lo indicado, además de la baja en los contenidos de nitratos y fósforo.
Los filtros percoladores, en realidad no filtran el agua. Lo que hacen es funcionar como lechos de contacto, en donde las aguas servidas sedimentadas son extendidas por un distribuidor rotatorio sobre lechos circulares que contiene medios inertes con una alta relación de huecos. Al pasar por el lecho, las sustancias orgánicas coloidales y solubles de las aguas son adsorbidas y asimiladas por una capa de lama microbiana que se encuentra en la superficie del medio. El oxígeno necesario para la oxidación bioquímica se suministra por circulación de aire natural o forzada por los espacios vacíos del medio.
Cuando la capa de lama alcanza un cierto espesor, el exceso de biomasa se desprende de manera continua a un ritmo constante.
Contactores Biológicos Rotativos (CBR), también conocidos como “biodiscos”.
Son sistemas de tratamiento de las aguas residuales, en los que los microorganismos se hallan adheridos a un material de soporte, que gira semisumergido (aproximadamente el 40% de su superficie) en el agua a depurar. Estos sistemas, junto con los filtros percoladores, suponen una alternativa tecnológica al proceso convencional de Fangos Activos. Los CBR han sido empleados, en los últimos años, en el tratamiento de varios tipos de aguas residuales, incluidas las urbanas. Al girar lentamente (1-2 rpm)
, el soporte expone su superficie alternativamente al agua y al aire.
Sobre el soporte se desarrolla, de forma natural y gradualmente, una pequeña película de biomasa bacteriana, que emplea como sustrato la materia orgánica soluble presente en el agua residual y, que toma el oxígeno necesario para su respiración del aire atmosférico, durante la fase en que el soporte se encuentra fuera del agua. La biomasa presente en el tanque en el que se dispone el elemento rotor, que se mantiene en suspensión gracias al giro de éste, ejerce una contribución muy pequeñas a los rendimientos de depuración que se alcanzan con la aplicación de los CBR. Se estima que un 90% de la biomasa activa se encuentra adherida al rotor.
El crecimiento de la biopelícula continúa hasta que llega un momento en que su espesor es tal (unos 5 mm), que se ve muy dificultada la difusión de oxígeno y sustrato hasta las capas bacterianas más profundas, producíéndose en estas zonas fermentaciones y burbujeo gaseoso. En estas condiciones, el esfuerzo cortante producido por la rotación del soporte en el seno del líquido, es suficiente para producir su desprendimiento.
Una vez desprendida una porción de película bacteriana comienzan en ese lugar el crecimiento de nueva biomasa, repitiéndose el proceso indefinidamente, regulándose, de esta forma, el espesor de la biopelícula. La biomasa desprendida se separa de efluente depurado en la etapa de decantación, que sigue al tratamiento biológico.
Situación del tratamiento de A:S en Chile:
La disponibilidad de agua en Chile es muy variable, tanto estacional como geográficamente.Esto genera diferencias considerables en cuanto a la oferta de agua para la población y las actividades económicas, las cuales se ven condicionadas a la disponibilidad existente.
Por otro lado, el desarrollo de una institucionalidad formal y funcional en Chile ha permitido que el abastecimiento de agua potable y su tratamiento alcance un 99,8% y 96,1% de cobertura nacional.
Esta amplia cobertura permite el desarrollo de la población y aporta al desarrollo de actividades económicas como la agricultura.
Esta última, aprovecha indirectamente en algunos casos las descargas de aguas servidas realizadas en los cauces. La situación actual indica que existe las capacidades y la tecnología, sin embargo, no hay antecedentes de casos prácticos de gran escala en el uso de aguas servidas para agricultura.
La cobertura nacional de agua potable y el alcantarillado urbano alcanzaron un
Uso/ vertidos de agua servidas:
A nivel nacional, el caudal de aguas servidas se distribuye en: 24,74 m3/s (caudal medio mensual) de aguas tratadas y 6,62 m3/s (caudal medio mensual) de aguas servidas que se descargan directamente al mar a través de emisarios submarinos.
En la condición actual, solo las aguas servidas tratadas, pueden ser utilizadas en la agricultura, porque las aguas servidas de los emisarios submarinos, requieren de tratamiento para cumplir con los parámetros de la NCh 1.333, uso en riego.
De estos 24,74 m3/s, más del 50% corresponden a la cuenca del Maipo, el 10,6 % corresponde a la zona Centro - Norte (entre regiones de Arica-Parinacota y Valparaíso) y el 38,5 % (equivalente a 9,6 m3/s) se descargan en la zona Centro – Sur, entre O´Higgins y Punta Arenas. Bajo el supuesto que esta agua se pudiese utilizar en la agricultura, y considerando una tasa de riego de 1 L/s/hás, el caudal de 24,74 m3/s de aguas servidas tratadas, equivaldría a una superficie de 24.745 hás a nivel nacional, es decir un aumento de superficie de riego aproximado de 2,3% a nivel nacional.
Si se considera que dentro de las 24.745 hectáreas hay una composición de 50% de frutales y 50% de hortalizas, con márgenes brutos por hectárea de $1.000.000 para los frutales y $ 500.000 para las hortalizas, el impacto económico de incorporar ese caudal para la agricultura, sería de $ 18.558.750.000 al año, equivalente a US$ 39.335.000 al año.
Es importante relevar el caso de la Regíón Metropolitana, que es la regíón que mayor caudal de aguas servidas tratadas genera y que además tiene el mayor costo por m3 de agua cruda. Últimas mediciones indican que la Regíón Metropolitana, dispone de una superficie actual regada, de 136.756 hás.
(INE, 2007). Bajo el supuesto de que el agua de los sistemas de tratamiento es hoy utilizada solo para dar seguridad de riego a los cultivos, si esta se saca de los cauces (Mapocho y Maipo), lo que equivaldría a 12,52 m3/s menos en el sistema. En el escenario de que esta agua de las plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) actualmente no se utiliza en la agricultura, se podría suponer que al adquirir estos 12,52 m3/s efluentes de las PTAS, se incorporan a la superficie total de riego de la Regíón Metropolitana, 12.526 hás. Nuevas, lo que equivale a un aumento del 9,15 % de la superficie actual.
En ingresos, considerando un margen en cultivos de frutales de $1.000.000/hás/año, de frutales, se tendría un monto anual adicional de $ 12.526.000.000 al año (US$ 26.548.822 al año).
Actualmente no existen estimaciones de caudales o hectáreas agrícolas regadas con aguas servidas. Sin embargo, se debe destacar que el principal motivo de que estas estimaciones no se encuentren disponibles es debido a que las aguas servidas tratadas son vertidas a los cauces de los ríos, de esta manera si bien pudiese existir un uso de esas aguas en agricultura, este sería indirecto. Respecto de la calidad del agua, las aguas descargadas por las Empresas Sanitarias están regidas por
Conclusiones y/o información importante sobre el tema:*
Existe normativas de uso y calidad vigentes y aprobadas, y normas de calidad secundarias en desarrollo. *Como país se posee de una gestión definida y usuarios claros. *A nivel de gobierno, existe una institucionalidad formal la cual tiene funciones claras de supervisión, medición, control de precios, control de volúMenes y calidad de descarga, y entrega de los derechos de aprovechamiento de agua así como las concesiones a privados para implementación de sistemas de abastecimiento y tratamiento. Esta institucionalidad actualmente funciona y se encuentra en mejora continua. *A nivel de privados, están definidos en el Código de Aguas, las Organizaciones de Usuarios de Agua, quienes tienen la misión de supervigilar las cuencas y controlar las extracciones y descargas en los cauces y canales. *El mercado está funcionando ajustado a la reglamentación establecida. *Existen diferencias considerables de distribución de agua en Chile, por lo mismo se estudian opciones de infraestructura que permita abastecer de mejor forma y entregar seguridad hídrica a zonas que actualmente se encuentran con abastecimiento promedio menor al que lo indica parámetros internacionales. *Esta infraestructura hidráulica abarca desde embalses y canales, para regular y mejorar la eficiencia de conducción, hasta trasvases de agua intercuencas terrestres y submarinos.