INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO EN INGENIERÍA DEL AGUA POSIBLE. DESARROLLO DE CANALES ABIERTOS DE SANEAMIENTO (CAS).

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Juan Manuel Alcaraz Fidalgo
hace 7 años
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1 INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO EN INGENIERÍA DEL AGUA POSIBLE. DESARROLLO DE CANALES ABIERTOS DE SANEAMIENTO (CAS). HITO 3. DEFINICIÓN DE LOS DISPOSITIVOS UNITARIOS A PILOTAR SOBRE EL CANAL Fosa Anaerobia: Los resultados obtenidos en los ensayos realizados para la fosa anaerobia y recogidos en el Hito 2 del presente proyecto, muestran unos rendimientos que entran dentro de los valores que cabria esperar estableciendo una comparación con un lagunaje anaerobio. Por tanto, y teniendo en cuenta la relativa facilidad de autoconstrucción que entrañan estos sistemas, se concluye la idoneidad de montar en cabecera del canal abierto de saneamiento una fosa anaerobia. El agua negra afluente a esta fosa deberá recibir un tratamiento previo mediante dispositivos unitarios familiares de saneamiento. Es importante aclarar que la fosa séptica convencional tiene importantes grados de mezcla, por lo que no pueden eliminarse totalmente los patógenos a la salida del agua, por ello cobra especial relevancia estudiar un nuevo diseño, que pueda ser fácilmente autoconstruido y que permita la separación del caudal de entrada y salida para beneficiar la desinfección. Se ha trabajado en este sentido en colaboración con el Dr. Iván Medina Hoyos. (Grupo TAR en Bolivia) que está desarrollando el reactor RAB y bajo cuya dirección podremos mejorar el diseño de fosa. El sistema se muestra a continuación: 1

2 Control de patógenos RAB vs UASB o RAFA V RAB =V UASB Cf RAB <<Cf UASB ef RAB <<ef UASB 1 r a V RAB 1 r a V UASB Cf RAB Cfo Cf UASB Cfo FA, HAH, Lagunas alargadas, etc. Lagunas cuadradas, RALF, TS, Imhoff, etc. Dicho sistema se pondrá en funcionamiento por el GrupoTAR entarija (Bolivia) bajo la dirección del Dr.Medina como cabecera de un CAS piloto cuyos resultados podrán enriquecer el presente estudio tanto para mejora de la fosa ensayada como por mayor aporte de datos expermientales. Escalera de oxigenación: Los resultados obtenidos en los ensayos realizados para la escalera muestran la necesidad de trabajar con elevados caudales de agua y confirman la existencia de unos valores mínimos de caudal a partir de los cuales el efecto cascada hace entrar oxígeno del aire de una forma eficaz. Por tanto, el objetivo principal perseguido que era el aumento del oxígeno disuelto en agua, se cumple a partir de unos mínimos de caudal, pero sobre los otros parámetros no se han conseguido resultados concluyentes ya que se hace muy difícil la combinación del régimen alto y turbulento de caudales con el respeto a la formación de la biopelícula que requiere regímenes de funcionamiento mucho más bajos y mayores tiempos de retención hidráulicos. 2

3 Dichos caudales requeridos son, en general, inalcanzables en canales abiertos de saneamiento que recogen aguas negras de viviendas aisladas, o aglomeraciones con pocos habitantes, y en muchos casos muy poca agua accesible. Concluimos por tanto, que los sistemas de oxigenación por escalera son sistemas que pueden proporcionar muy buenos resultados de oxigenación, y en los casos en que los caudales sean significativos, puede considerarse su utilización, pero en general será difícil que sean considerados como tecnología adecuada para los CAS. Canales piedras: A la vista de los resultados arrojados por los ensayos, se han observado rendimientos inferiores a los que podrían haberse obtenido con un tratamiento mediante tecnología de FSH pero bastante aceptables. Uno de los grandes problemas de los FSH y que no podemos obviar en estas conclusiones, es la colmatación que experimentan al cabo de determinados tiempos de utilización a causa principalmente de los fangos anaerobios que, como consecuencia del proceso biológico que en ellos se da lugar, se generan. Dichos fangos colmatan bastante más que los aerobios por lo que en el diseño y construcción del CAS piloto se debe prestar especial atención en este punto, estableciendo medidas que eviten o mimicen las posibilidades de colmatación. En todo caso los canales de piedras horizontales dan buenos resultados en eliminación de materia orgánica y son muy eficaces para la su disposición en toda clase de caminos comunales, y urbanos e incluso, facilitan el acceso de los ciudadanos a sus viviendas. Por tanto, consideramos conveniente utilizar los canales de piedras para el diseño del CAS piloto. Dichos canales deberán ser el tratamiento que recoja las aguas de salida de la fosa negra. Macrofitas flotantes: Se ha comprobado que la utilización de macrófitas se está realizando con resultados aceptables en distintos entornos. No obstante, el entorno de los canales de macrofitas, con ramas u hojas, plantas flotantes y aguas negras, permite y facilita posarse a los mosquitos para poner sus huevos, por tanto, constituyen una amenaza para la salud de los ciudadanos del entorno, que 3

4 están expuestos a enfermedades todavía peores que las digestivas, tales como malaria, enfermedad del sueño, dengue. Por ello, en la medida de lo posible, en los canales nos prohibimos todo tipo de vegetación en la ribera, si hay agua circulante en la superficie. Prohibido juntar vegetales con aguas negras. Esto limita el uso de vegetales a canales de piedras, con circulación subsuperficial de aguas negras. Nunca circulación horizontal. No obstante si se dieran especiales circunstancias en algún entorno para la instalación de FMF, estos siempre deberían ir protegidos por mosquiteras tal y como se muestra en el prototipo del Hito 1. A modo de ejemplo de calculo de los mismos ya que no se van a pilotar se ha realizado el ejemplo que se adjunta para una potación de 2600 hab-eq. Datos de partida Nº habitantes 2600 Dotación (l/hab*d) 95,8 Dotación (g*dbo/hab*día) 60 Contaminación del Agua Unidades (mg/l) (kg/dia) SST 193,7 48,25 DBO ,60 DQO 495,5 123,42 Caudal Unidades (m³/día) (m³/hora) Caudal Diario Medio 249,08 Coef. Punta 2 Coef. Maximo 2,5 RESUMEN (m3/h) Caudal medio Caudal punta Caudal máx 10,38 20,76 25,95 4

5 Resultados Unidades (%) (mg/l) (kg/dia) (mg/l) SST ,80 6 DBO ,79 3 DQO ,25 25 Canales de filtros de macrofitas flotantes Profundidad de los canales (m) 0,5 Altura de resguardo (m) 0,2 Superficie de plantación por hab-eq (m2/hab-eq) 2 Ancho de los canales (m) 3,5 Nº plantas macrofitas por m2 de canal 10 Superficie entre los canales (m2/hab-eq) 1,5 Longitud de cada canal plantado (m) 78 Toneladas de hierba producida por ha Tn/ha 50 Superficie de los canales de plantación (m2) 5200 Volumen de los canales plantados (m3) 2600 Trh (días) 10,4 Volumen de cada canal plantado (m3) 136,5 Nº de canales plantados 19,05 Nº de canales plantados adoptados 19 5

6 Superficie total de separación entre los canales plantados (m2) 3900 Superficie Total (m2) 9100 Nº de plantas macrofitas mínimas necesarias Toneladas de hierba producida al año (Tn/año) 25,94 Sobreoxidación. Trampa de oxígeno: A la vista de los resultados obtenidos, se concluye que la trampa de oxígeno se convierte en una herramienta más que oportuna para la mejora de la calidad del agua, en cuanto a eliminación de materia orgánica y para su reutilización posterior por la eliminación de patógenos. Por tanto, en la construcción del CAS piloto deberá considerarse este tratamiento en serie con la salida del canal de piedras. Dique aguas tratadas: Los diques de aguas tratadas permitirán el aprovechamiento de los efluentes del canal, en mayor o menor medida, y siempre en función de los rendimientos obtenidos en cuanto a mejora de la calidad del agua tras su circulación por el canal. Los problemas de mosquitos en estas aguas mejoradas, serán menores debido a esa mejoría de calidad citada, ya que necesitan aguas más negras para su ciclo de vida, o aguas de buena calidad, pero estancada lo cual en ningún momento debe permitirse. En todo caso estos usos deben considerar prioritariamente esta exigencia. 6

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