CAPITULO IV SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DE SOLUCION

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1 CAPITULO IV SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DE SOLUCION

2 4.1. INTRODUCCION El proceso de selección del sistema de tratamiento de aguas residuales domiciliares a usar en la ciudad de La Unión, será el que permita cumplir con los parámetros de eliminación establecidos en los permisos de vertido en la legislación actual (Ver Cap. II, Tema 2.3.) y además, se deberá tomar en cuenta las variaciones del caudal a tratar. El conocimiento de la variabilidad de las condiciones del afluente será un aspecto muy importante a considerar en el diseño definitivo de un sistema de tratamiento, ya que estas deben tener la suficiente capacidad para absorber y amortiguar dichas variaciones de manera satisfactoria. En la tabla siguiente 8, podemos observar el grado de tratamiento obtenido mediante diversas operaciones y procesos unitarios empleados en el tratamiento primario y secundario del agua residual. 8 FUENTE: Ingeniería de Aguas Residuales Tratamiento, Vertido y Reutilización de Metcalf &Eddy 109

3 Rendimiento de eliminación del constituyente, porcentaje Unidades de tratamiento DBO DQO SS P b N-Org c NH 3 -N Rejas de Barras Nulo Nulo Nulo Nulo Nulo Nulo Desarenadores 0-5 d 0-5 d 0-10 d Nulo Nulo Nulo Sedimentación Primaria Fangos Activados (Proceso convencional) Filtros Percoladores Alta Carga, medio pétreo Carga muy alta, medio sintético Biodiscos (RBCs) Cloración Nulo Nulo Nulo Nulo Nulo Nulo b = fósforo total c = N-Org = Nitrógeno orgánico d = los límites superiores corresponden al caso de que no se lava la arena 4.2. PROPUESTA DE TRAYECTORIA PARA LA CONSTRUCCION DE UNA LINEA INTERCEPTORA En vista que la red de alcantarillado existente posee varios colectores independientes que descargan directamente en la bahía, hemos considerado como primer paso en la alternativa de solución para el tratamiento de las aguas residuales una propuesta de trayectoria para la construcción de una línea interceptora, para transportar las dichas aguas, a una zona que sea factible para su tratamiento. 110

4 Se tomó como base la nivelación de la red de alcantarillado existente y la proyección futura del estudio realizado en tesis Diseño de Sistema de Alcantarillado de Aguas Negras de la Ciudad de La Unión (abril 1999) y se realizaron estudios altimétricos en las zonas que proponemos la construcción de la línea interceptora (Ver estudio en Capítulo III, Tema ). A continuación se detallan los trabajos requeridos, para la construcción de la línea interceptora: Entre los puntos 96 y 85, pasando por 97, 98 y 84 (290 mts. de longitud de tramo), y entre los puntos 74 y 59 (130 mts. de longitud de tramo), se deberá reemplazar la tubería existente por una de mayor diámetro y como consecuencia habrá que modificar los pozos existentes, según diseño requerido (Ver plano 3.4.4). Entre los puntos A y 96, pasando por B, C, 93 y 94 (Interceptor Poniente. Ver plano 3.4.1), entre los puntos 85 y 74 (Interceptor Central. Ver plano 3.4.2), y entre los puntos 59 y F, pasando por D y E (Interceptor Oriente. Ver plano 3.4.3), se deberá construir línea interceptora, apegándose a las normas y reglamentos competentes. Dicha construcción, será de aproximadamente 2,434 mts. 111

5 Debido a la topografía del terreno, la evacuación de aguas residuales no se pueden llevar por gravedad, por lo que se deberá construir estaciones de bombeo para la línea interceptora en los puntos A, C, D, E y en la entrada del lugar seleccionado para la construcción del la planta de tratamiento de aguas residuales domiciliares para la ciudad (para este caso, Parque Punta La Rábida). Ver plano Cabe mencionar que este es un estudio de factibilidad técnica y no un diseño definitivo, por lo que no hemos dimensionado la línea interceptora, ni las estaciones de bombeo, ya que para esto, será necesario un nivel de estudio más detallado SELECCIÓN DEL SITIO PARA LA CONSTRUCCION DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Áreas Disponibles. En la zona urbana de la ciudad de La Unión, existen pocos lugares disponibles para instalar un sistema de tratamiento de aguas residuales. La mayor parte de estos, están ubicados en las afueras de la ciudad, lo que trae como consecuencia, el alto costo económico de la ejecución y mantenimiento del 112

6 proyecto, ya que se tendrá que transportar con seguridad y eficiencia las aguas residuales hasta el lugar propuesto. Dentro de los terrenos disponibles tenemos: Instituto Nacional de los Deportes (INDES) Este terreno se encuentra ubicado sobre la 5ª Calle Oriente y final Av. General Cabañas, Barrio El Centro, con un área de parcela de 31,756 m 2 (Ver croquis de ubicación ), propiedad del Ministerio de Defensa Nacional (Gobierno Central), en el cual se encuentra ubicado el INDES. No posee Antecedente Registral en Catastro 9, debido a que dicho terreno fue construido en la bahía (se fue ganando terreno al mar mediante proceso artificial, en el año de 1968 aproximadamente). La longitud del terreno es de 170 mts aproximadamente, medidos desde la acera de las instalaciones, hasta el final de esté (de sur a norte), donde podemos observar que la distancia sanitaria para construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales exigida por ANDA, se cumple. El terreno es completamente plano, es utilizado en las fiestas de agosto y diciembre para celebrar las fiestas patronales de la ciudad. Este tiene la ventaja de 9 Fuente: Centro Nacional de Registro (CNR) 113

7 estar ubicado a la orilla de la Bahía de La Unión, lo cual facilitaría la disposición final del agua residual (Ver figuras a. y b.). Croquis de Ubicación INDES 114

8 Figura a. INDES - Vista de Sur a Norte Figura b. INDES Vista del Sector Oriente (de sur a norte) 115

9 Parque Punta La Rábida Este terreno se encuentra ubicado sobre la 3ª Calle Oriente y final 7 Av. Norte, Barrio Concepción, (Ver croquis de ubicación ), con un área total de 13,000 m 2 aproximadamente, propiedad Nacional (Gobierno Central), ya que dicho terreno no posee Antecedente Registral en Catastro 10, debido a que este fue construido en la bahía (se fue ganando terreno al mar mediante proceso artificial, en el año de 1984 aproximadamente), al igual que el INDES. La longitud de este terreno es de 172 mts, medidos desde la acera hasta el final de este (de sur a norte), por lo que cumple la distancia sanitaria para la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales exigida por ANDA. Este terreno es completamente plano y actualmente es utilizado por vendedores de la zona. Este al igual que el INDES, tiene la ventaja de estar ubicado a la orilla de la Bahía de La Unión, lo cual facilita la disposición final de las aguas residuales (Ver figuras a. y b.). 10 Fuente: Centro Nacional de Registro (CNR) 116

10 Croquis de Ubicación Parque Punta La Rábida Figura a. Parque La Rábida Vista de Sur a Norte 117

11 Figura b. Parque La Rábida Zona de Ventas Campo Irapuato Este terreno se encuentra ubicado en la final Av. San Antonio, Calle San Luis y limitado al oriente por la quebrada El Rastro (Ver croquis de ubicación ). Dicho terreno es propiedad del Ministerio de Defensa Nacional (Gobierno Central), y tiene un área aproximada de 60,000 m 2. Durante el conflicto armado en nuestro país, el campo era utilizado como centro de entrenamiento para miembros del ejército, pero actualmente se encuentra abandonado. Este terreno tiene la desventaja de poseer una elevación mucho mayor que la ciudad y por ende a la red de alcantarillado (Ver figuras a. y b.). 118

12 Croquis de Ubicación Campo Irapuato Figura a. Campo Irapuato Vista de Norte a Sur 119

13 Figura b. Campo Irapuato Vista de Oriente a Poniente Selección del Sitio Conociendo los tres posibles sitios para la construcción de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de La Unión, hemos construido una matriz simple de ponderación-puntuación, la cual evaluará de manera sistemática la mejor opción para la selección de este. 120

14 Criterios de Evaluación La matriz que se presenta a continuación, fue elaborada tomando en cuenta, los siguientes criterios: Se usaron dos grupos de peso de importancia; los factores que tenían asignadas una importancia de 2, eran considerados más importantes que los factores con una importancia asignada de 1. El estudio puntuó cada una de estas 3 ubicaciones; sobre una escala de 1, 5 y 10, donde 1 implica el peor emplazamiento, 5 implica un emplazamiento regular y 10 el mejor emplazamiento, según cada uno de los 12 factores de decisión considerados. La puntuación final para cada ubicación, resulta de la sumatoria de la multiplicación del peso de importancia por la puntuación asignada en cada uno de los factores de decisión. 121

15 Evaluación Matriz simple de ponderación-puntuación, para la selección del sitio para la construcción de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de La Unión. 11 N Factores de Decisión Importancia Peso de Importancia (2: el más grande) 1: INDES Calificación Resultado U B I C A C I O N 2: Parque Punta La Rábida Calificación Resultado 3: Campo Iracuato Calificación Resultado 1 Capacidad de Realización Problemas de adquisición de terreno Costo del terreno Inversión económica Superfie del emplazamiento disponible Obra requerida para afluente Accesibilidad al cuerpo receptor de agua 6 Distancia sanitaria 7 Altimetría Capacidad y flexibilidad para expansiones futuras Cantidad de obra adicional para transportar el caudal a tratar de la red de alcantarillado. Cantidad de obra adicional para transportar el caudal de agua tratada al cuerpo receptor Cumplimiento de distancia sanitaria exigida por ANDA Elevación del terreno con respecto a la red de alcantarillado Estaciones de Bombeo 9 Nivel Freático Salud de los Habitantes de la zona Cantidad de estaciones de bombeo Riesgo a contaminar las aguas subterráneas (Se considera una construcción segura) Riesgo de contaminación del aire (por viento) Otros conflictos con usos del suelo Posible interferencia con terrenos residenciales Costo de Explotación Gastos por servicios básicos (Agua potable y energía eléctrica) Puntuación por importancia (Número mas alto = mejor ubicación) * Puntuación de la Calificación (1: Peor; 5: Regular; 10: Mejor) ** Resultado: Peso de Importancia x Calificación 11 FUENTE: Elaboración Propia. Basado en el Manual de Evaluación de Impacto Ambiental (Canter) 122

16 Resultado de la Evaluación A continuación, haremos una breve descripción de los resultados obtenidos de acuerdo con los factores de decisión tomados en cuenta en la evaluación: 1) Capacidad de realización: Esta característica está relacionada con la adquisición del terreno. Consideramos que no existirán inconvenientes para la obtención de estos ya que todos pertenecen al Gobierno Central. 2) Costo del terreno: Puesto que los terrenos son propiedad del Gobierno Central, consideramos que los costos de los terrenos estarán acorde a su plusvalía y no habrá intereses económicos particulares. 3) Superficie del emplazamiento disponible: Los terrenos evaluados cuentan con la suficiente área necesaria para expansiones futuras y no existirá limitante en la adaptación de nuevas tecnologías en lo que a espacio se refiere; aunque para efectos de evaluación, el campo Irapuato posee un área superior a los otros terrenos evaluados. 4) Obra requerida para afluente: El parque Punta La Rábida, requerirá menos obra para transportar las aguas residuales desde la red de alcantarillado, debido a que se encuentra cerca del punto más bajo de la ciudad, por lo que se califica con la mayor puntuación. 123

17 5) Accesibilidad al cuerpo receptor de agua: El parque Punta La Rábida y el INDES están situados a la orilla de la bahía, por lo que se les da una puntuación mayor. 6) Distancia sanitaria: Los tres terrenos cumplen con las distancias sanitarias requeridas por ANDA (Mayor de 100 mts de la zona habitada). 7) Altimetría: El parque Punta La Rábida y el INDES, poseen la mejor elevación con respecto a la red de alcantarillado. 8) Estaciones de bombeo: El Parque Punta La Rábida, requerirá la menor cantidad de estaciones de bombeo, por lo que se le da la mejor puntuación. 9) Nivel freático: En el parque Irapuato, el nivel freático se encuentra a una distancia considerable, por lo que tiende a ser mas seguro en casos de contaminación. Cabe mencionar que la no contaminación de las aguas subterráneas, dependerá de la construcción y mantenimiento del sistema de tratamiento. 10) Salud de los habitantes de la zona: Los métodos de tratamiento de aguas residuales propuestos son muy seguros en cuanto a polución del aire, y disponen de un buen margen de distancia sanitaria con respecto a zona poblada, aunque para efectos de evaluación, el más seguro es el parque Irapuato, ya que los vientos primarios corren de norte a sur. 124

18 11) Otros conflictos con usos del suelo: Este factor es directamente proporcional con el factor anterior, por lo que se les da la misma ponderación. 12) Costo de Explotación: El INDES y el parque Punta La Rábida, por estar en de la zona urbana, cuenta con todos los servicios básicos, en cambio, el parque Irapuato no cuenta con todos los servicios básicos Conclusión de la Evaluación La mejor localización según la evaluación compuesta de los datos presentados fue la de la ubicación 2 (Parque Punta La Rábida), ya que obtuvo una puntuación de 177. En el caso de existir algún inconvenientes no considerado en este estudio, el cual imposibilite esta opción, la segunda alternativa es la ubicación 1 (INDES). En última opción tenemos la ubicación 3 (Campo Irapuato), pero por estar en una zona muy elevada y lejos del sistema de alcantarillado, encarecería grandemente los costos del proyecto. Es de aceptación general que opiniones públicas distintas pueden tener diferentes puntos de vista sobre la importancia relativa de los factores de decisión en un estudio como este. 125

19 4.4 SELECCIÓN DEL TIPO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Para la selección del tipo de tratamiento de las aguas residuales, es necesario conocer algunos aspectos de criterios de diseño, terrenos disponibles, costo de mantenimiento, eficiencia, entre otros; por lo que al igual que en la selección del sitio, hemos optado por tomar como herramienta base, la matriz simple de ponderación-puntuación, ya que en esta se evalúan diferentes criterios de forma comparativa y sistemática, lo cual facilita la toma de decisiones. En dicha matriz evaluaremos 3 diferentes tipos de tratamientos, los cuales consideramos son más apropiados para ser utilizados en la zona Cabe mencionar, que en esta evaluación, no se consideraron los métodos de Lagunas de Estabilización, ni Humedales, ya que requieren extensiones de terreno muy grandes. Asimismo, no se consideró el método de Emisarios Submarinos, ya que en 1998 se realizó la tesis llamada: Evaluación de Aplicación de Emisario Submarino para la Descarga de Aguas Negras en los Principales Puertos de El Salvador, en la cual se llegó a la conclusión que la construcción de un emisario submarino para la ciudad de La Unión no es factible económicamente, debido a que se presentan los siguientes inconvenientes: 126

20 La profundidad promedio del suelo en la bahía no es suficiente. El movimiento del agua en la bahía no es el adecuado para la difusión de las aguas residuales. La distancia entre el punto de descarga y el punto factible de difusión de las aguas residuales es de aproximadamente 25 Kms Criterios de Evaluación La matriz que se presenta a continuación, fue elaborada tomando en cuenta los siguientes criterios: Se usaron tres grupos de peso de importancia; los factores que tenían asignadas una importancia de 3, eran considerados más importantes, que los factores con una importancia asignada de 1. El estudio puntuó cada uno de estos 3 métodos; sobre una escala de 1, 5 y 10, donde 1 implica el peor emplazamiento, 5 implica un emplazamiento regular y 10 el mejor emplazamiento, según cada uno de los 8 factores de decisión considerados. La puntuación final para cada ubicación, resulta de la sumatoria de la multiplicación del peso de importancia por la puntuación asignada en cada uno de los factores de decisión. 127

21 Evaluación Matriz simple de ponderación-puntuación, para la selección del sistema de tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de La Unión 2 N Factores de Decisión Importancia Peso de Importancia ( 3: el más grande) Método de Tratamiento de Aguas Residuales 1: Filtros Biológicos Calificación Resultado 2: Lagunas Aireadas Calificación Resultado 3: Lodos Activados Calificación Resultado 1 Superficie del emplazamiento disponible 2 Operatividad Capacidad y flexibilidad para expansiones futuras Requerimiento de mano de obra calificada Costo de construcción El menor costo de inversión Equipo de Bombeo 5 Costo de Explotación 6 Calidad del agua 7 Tratamiento de lodos 8 Posibles olores Menor dimensionamiento de equipo de bombeo Gasto continuo, incluye mantenimiento y operación Eficiencia del método de tratamiento Facilidad en el tratamiento de lodos Se asume un buen diseño y funcionamiento Puntuación por importancia (Número mas alto = mejor método) * Puntuación de la Calificación (1: Peor; 5: Regular; 10: Mejor) ** Resultado: Peso de Importancia x Calificación 128

22 Resultado de la Evaluación A continuación, haremos una breve descripción de los resultados obtenidos de acuerdo con los factores de decisión tomados en cuenta en la evaluación: 1) Superficie del emplazamiento disponible: Hemos ponderado con una calificación mayor a los Lodos Activados, ya que este método requiere un área menor que los otros métodos evaluados. 2) Operatividad: Los Filtros Biológicos requieren menos personal calificado para la operación de la planta y los Lodos Activados requieren personal altamente calificado. 3) Costo de Construcción: Los Lodos Activados, nos permiten construir el proyecto por etapas, de acuerdo a la necesidad del problema, por lo que su costo es relativamente bajo. La ampliación de la planta, va estrechamente relacionada con las necesidades de la población. 4) Equipo de Bombeo: Los filtros biológicos requieren menor equipo de bombeo con respecto a los otros métodos. 5) Costos de Explotación: Todas las plantas requieren de una operación y mantenimiento adecuados, pero algunas requieren menos cuidados que 129

23 otras, por lo que hemos calificado a los Filtros Biológicos con mayor calificación. 6) Calidad del Agua: Todos los métodos expuestos en este trabajo son muy eficientes con una operación y mantenimiento adecuado, pero sabemos que los Lodos Activados son más eficientes, por lo que lo hemos calificado con mayor calificación. 7) Tratamiento de Lodos: El método de Lodos Activados tienen la ventaja de proporcionar los lodos de una manera más fácil de tratar. 8) Posibles Olores: El método que proporciona la menor posibilidad de generar malos olores es el de Lodos Activados, por lo que le damos la mejor calificación Conclusión de la Evaluación El método de tratamiento de aguas residuales más conveniente según la evaluación compuesta de los datos presentados, fue el de Lodos Activados, que obtuvo una puntuación de 150. Como segunda opción tenemos el método de filtros biológicos, con una puntuación de 118 y por último tenemos el método de lagunas aireadas, con una puntuación de

24 Consideramos que para obtener mejores resultados del método seleccionado (Lodos Activados), se puede adicionar la modalidad de Aireación Extendida. Asimismo, por los costos de inversión y por el crecimiento poblacional, se recomienda que la planta de tratamiento de aguas residuales, se construya de manera modular, ya que es muy versátil para la expansión la misma. 131