Guía para la Selección de Tecnologías de Depuración de Aguas Residuales por Métodos Naturales

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1 Guía para la Selección de Tecnologías de Depuración de Aguas Residuales por Métodos Naturales En poblaciones menores a 5000 habitantes de la Provincia de Loja Loja Ecuador 2010

2 Guía para la Selección de Tecnologías de Depuración de Aguas Residuales por Métodos Naturales Abril de 2010 UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA San Cayetano Alto Loja - Ecuador Editorial UTPL Diseño y Diagramación Contactos: Campus Universitario - San Cayetano Alto Telef.: , Exts.: 2511, 2509 Ing. Mónica Cisneros Abad - mjcisneros@utpl.edu.ec Ing. Lorena Bermeo Castillo - lebermeo@utpl.edu.ec Ing. Celso Romero Jaramillo - cmromero@utpl.edu.ec Se autoriza la reproducción total o parcial de este documento, previo reconocimiento de los autores Impreso en la Editorial de la Universidad Técnica Particular de Loja. Loja, Ecuador, 2010

3 Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnología Universidad Técnica Particular de Loja Pedro Montalvo Carrera Secretario Nacional de Ciencia y Tecnología José Barbosa Corbacho Rector Canciller de la UTPL Ramiro Yépez Bravo Director de Investigación Juan Carlos Moreno Analista de Investigación Verónica Sánchez Analista de Innovación Vinicio Suárez Chacón Director Unidad Ingeniería Civil UCG Omar Malagón Avilés Director del Instituto de Química Aplicada IQA Mónica Cisneros Abad Directora del Proyecto Celso Romero Jaramillo Sub-director del Proyecto Diana Hualpa Salinas Nathaly Solano Cueva Yadira Ordoñez Vivanco Julio González Zúñiga Silvio Aguilar Ramírez Isabel Robles Valdés Docentes Investigadores Lorena Bermeo Castillo Mercedes Villa Achupallas Carlos Merino González Cristian Muñoz Jaramillo Diego Coronel Carrión Jorge Santín Torres Jorge Guerrero Pesántez Leonardo Aguirre Azanza Luis Cuenca Alvarado Olger Quille Carpio Patricio Castillo Elizalde Pasante

4 Índice General 1. GENERALIDADES 1.1. INTRODUCCION ANTECEDENTES OBJETIVO DEL ESTUDIO METODOLOGÍA TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 2.1. INFILTRACIÓN RÁPIDA (IR) INFILTRACIÓN LENTA (IL) ESCORRENTÍA SUPERFICIAL (ES) HUMEDALES Humedales de Flujo libre o superficial (HFL) Humedales de Flujo Subsuperficial (HSS) VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS TECNOLOGÍAS NATURALES DE TRATAMIENTO SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS 3.1. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO NATURALES MATRICES DE SELECCIÓN Consideraciones preliminares Factores demográficos Características del terreno Características del agua residual Características del suelo Características climatológicas Aspectos tecnológicos Costos Periodos de diseño de las depuradoras TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES i

5 3.3. MATRIZ DE SELECCIÓN FINAL EJEMPLO TIPO MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 4.1. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA DEPURADORA PUESTA EN MARCHA PROBLEMAS Y SOLUCIONES CONCLUSIONES 5.1. CONCLUSIONES APÉNDICE 1 ESTUDIO DE ESTACIONES DEPURADORAS PARA LOS CANTONES DE CELICA, GONZANAMA, OLMEDO, ZAPOTILLO Y PINDAL POR METODOS NATURALES 1.1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO SOCIO-ECONÓMICO SANITARIO DE LAS ZONAS DE ESTUDIO CARACTERIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES Toma de muestras Parámetros físicos-químicos y bacteriológicos Resultados de la caracterización físico-química y bacteriológica CARACTERIZACIÓN DEL SUELO Toma de muestras Parámetros físicos-químicos e hidráulicos Resultados de la caracterización física-química e hidráulica CLIMATOLOGÍA E HIDROLOGÍA Precipitación Temperatura Vientos Evapotranspiración Balance Hídrico IMPACTO AMBIENTAL Método de Leopold Área de influencia Acciones y factores ambientales que afectan en la construcción y operación de las plantas de tratamiento Análisis de resultados Medidas de Mitigación que se deben tomar en cuenta en la ejecución del proyecto ii TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

6 1.7. DISEÑO DE LAS TECNOLOGÍAS Infiltración rápida Infiltración lenta Escorrentía Superficial Humedal de flujo Superficial Humedal de flujo Subsuperficial ANEXO 1-A DISEÑO DE LAS TECNOLOGÍAS 1. Infiltración Rápida Infiltración Lenta Escorrentía Superficial Humedal de Flujo Superficial Humedal de Flujo Subsuperficial ANEXO 2-A PLANOS DE LAS TECNOLOGÍAS INFILTRACIÓN RÁPIDA Planta depuradora Pre-tratamiento Cortes de balsas de infiltración Bodega, cerramiento INFILTRACIÓN LENTA Implantación de la planta de tratamiento, cortes, canal de salida, detalles Detalles de bodega, cerramiento, tanque almacenamiento, tanque distribución, detalle surcos Pre-tratamiento,corte y detalle de compuerta Cortes, planilla hierros ESCORRENTÍA SUPERFICIAL Planta de tratamiento, detalle de accesorios y perfil del suelo Detalles de la bodega, cerramiento, planilla de hierro, corte B-B del terreno Esquema del pre-tratamiento, cortes, planilla de hierros Tanque de almacenamiento, cortes, detalle de compuerta TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES iii

7 HUMEDALES DE FLUJO SUPERFICIAL Planta de tratamiento Detalles de la planta y accesorios Pre-tratamiento: Planta, elevación y cortes Bodega, detalle cerramiento, caja de revisión y tanque receptor del efluente HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL Esquema del tratamiento, cortes y detalles constructivos del humedal Planta, cortes y detalles constructivos del desarenador Planta, cortes y detalles constructivos del desengrasador Caseta del guardia y detalle del cerramiento ANEXO 3-A Características Climatológicas ANEXO 4-A Ecuaciones utilizadas GLOSARIO REFERENCIA BIBLIOGRÁFICAS ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE GENERAL Figura 1. Mapa político del Ecuador... 1 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES Figura 2. Esquema de trayectoria hidráulica de aplicación para IR... 6 Figura 3. Esquema de trayectoria hidráulica de aplicación para IL... 7 iv TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

8 Figura 4. Esquema del sistema de Escorrentía superficial... 8 Figura 5. Esquema de trayectoria de un Humedal de flujo superficial... 9 Figura 6. Esquema de un Humedal de flujo Subsuperficial SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS Figura 7. Flujograma del proceso de selección de tecnologías naturales MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Figura 8. Estructuras de tratamiento preliminar Figura 9. Rejilla de desbaste Figura 10. Limpieza manual de rejilla de desbaste Figura 11. Desarenador de doble cámara y rejas de desbaste Figura 12. Limpieza manual de los desarenadores Figura 13. Extracción manual de grasas en el desengradasor APÉNDICE 1-A Figura 1-A. Toma de muestras de agua residual en campo y análisis en laboratorio Figura 2-A. Toma de muestras en campo y análisis de laboratorio ANEXO 3-A Figura 3A-1 Precipitación Media Mensual Figura 3A-2 Temperatura Figura 3A-3 Velocidad del Viento Figura 3A-4 Evapotranspiración Media Mensual Figura 3A-5 Balance Hídrico de las cabeceras cantonales en estudio ÍNDICE DE TABLAS TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES Tabla 1. Ventajas y desventajas de las tecnologías de tratamiento SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS Tabla 2. Criterios de Selección Tabla 3. Descripción de la topografía según la pendiente del terreno TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES v

9 Tabla 4. Composición del agua residual doméstica Tabla 5. Descripción de los suelos según su textura Tabla 6. Descripción de permeabilidad para suelos no saturados Tabla 7. Período de diseño MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Tabla 8. Cuadro de resumen de las actividades de operación y mantenimiento de las unidades de pre-tratamiento Tabla 9. Actividades de operación y mantenimiento del sistema por IR Tabla 10. Actividades de operación y mantenimiento del sistema por IL Tabla 11. Actividades de operación y mantenimiento del sistema por ES Tabla 12. Actividades de operación y mantenimiento del sistema HFL Tabla 13. Actividades de operación y mantenimiento del sistema por HSS Tabla 14. Problemas y soluciones APÉNDICE 1-A Tabla 1-A. Aspectos del programa de muestreo Tabla 2-A.Ensayos de caracterización de las aguas residuales con los métodos de ensayo utilizados en el laboratorio del IQA-UTPL Tabla 3-A. Composición físico-química y bacteriológica de las aguas residuales Tabla 4-A. Aspectos para la toma de muestras de suelos Tabla 5-A. Ensayos físicos, químicos e hidráulicos del suelo con la norma o método de ensayo Tabla 6-A. Caracterización física del suelo Tabla 7-A. Caracterización químicas del suelo Tabla 8-A. Interpretación de los rangos de ph y C.E. del suelo (Sierra) Tabla 9-A.Interpretación de los rangos de concentraciones de los componentes químicos del suelo (Sierra) Tabla 10-A. Interpretación de los rangos de CIC Tabla 11-A. Caracterización química del suelo Tabla 12-A. Caracterización hidráulica del suelo Tabla 13-A. Caracterización climática de las zonas de estudio Tabla 14-A. Valoración de la matriz de Leopold Tabla 15-A. Descripción de las acciones Tabla 16-A. Factores ambientales Tabla 17-A. Parámetros de diseño para IR Tabla 18-A. Dimensiones del tratamiento de IR Tabla 19-A. Parámetros de diseño para IL Tabla 20-A. Dimensiones del tratamiento de IL Tabla 21-A. Parámetros de diseño para ES Tabla 22-A. Dimensiones del tratamiento de ES Tabla 23-A. Parámetros de diseño para HFS Tabla 24-A. Dimensiones del tratamiento de HFS Tabla 25-A. Parámetros de diseño de HSS Tabla 26-A. Dimensiones del tratamiento de HSS vi TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

10 ANEXO 3-A Tabla 3A-1 Precipitaciones Medias Mensuales Tabla 3A-2 Temperaturas Medias Mensuales Tabla 3A-3 Velocidades Medias Mensuales del Viento Tabla 3A-4 Evapotranspiración Media Mensual Tabla 3A-5 Balance Hídrico de las Cabeceras Cantonales en estudio Tabla 3A-6 Zonificación Climática de Thornwaite ÍNDICE DE MATRICES Matriz 1. Cobertura de Agua potable Matriz 2. Existencia y tipo de alcantarillado Matriz 3. Población Matriz 4. Características del terreno Matriz 5. Características del agua residual Matriz 6. Características del suelo Matriz 7. Características climáticas Matriz 8. Eficiencia de las unidades de pre-tratamiento Matriz 9. Remoción de los parámetros básicos Matriz 10. Impacto ambiental sobre el entorno Matriz 11. Tecnologías de tratamiento y su necesidad de obra civil Matriz 12. Operación y mantenimiento para cada tecnología de tratamiento Matriz 13. Costos de construcción de obra civil para los tratamientos naturales Matriz 14. Costos mensuales de operación & mantenimiento para los tratamientos naturales Matriz 15. Matriz de selección final ÍNDICE DE ECUACIONES Eq: 1A-1 Caudal de aguas residuales domésticas Eq: 1A-2 Caudal medio diario Eq: 1A-3 Factor de mayoración Eq: 1A-4 Caudal máximo horario Eq: 1A-5 Constante de velocidad Eq: 1A-6 Tirante de agua en el canal Eq: 1A-7 Velocidad Eq: 1A-8 Altura total del canal Eq: 1A-9 Ancho del canal de cribado Eq: 1A-10 Número de rejillas Eq: 1A-11 Longitud de transición Eq: 1A-12 Superficie necesaria de sedimentación Eq: 1A-13 Caudal Eq: 1A-14 Volumen de sedimentos TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES vii

11 viii Eq: 1A-15 Longitud total del desarenador Eq: 1A-16 Carga hidráulica Eq: 1A-17 Sección del desengrasador Eq: 1A-18 Longitud del desengrasador Eq: 1A-19 Volumen del desengrasador Eq: 1A-20 Volumen del afluente Eq: 1A-21 Volumen del tanque Eq: 1A-22 Tasa de carga hidráulica Eq: 1A-23 Carga de nitrógeno Eq: 1A-24 Carga de DBO Eq: 1A-25 Área de infiltración Eq: 1A-26 Ciclos de operación Eq: 1A-27 Área de cada balsa Eq: 1A-28 Tiempo de caída Eq: 1A-29 Pérdida de carga en barras Eq: 1A-30 Área del canal Eq: 1A-31 Altura de la lámina de agua Eq: 1A-32 Longitud de la rejilla Eq: 1A-33 Volumen retenido Eq: 1A-34 Longitud del desarenador Eq: 1A-35 Periodo de retención útil Eq: 1A-36 Cara de agua sobre la cresta del vertedero Eq: 1A-37 Altura del desengrasador Eq: 1A-38 Percolación de diseño Eq: 1A-39 Carga hidráulica con base en la permeabilidad del suelo Eq: 1A-40 Área requerida Eq: 1A-41 Superficie del desengrasador Eq: 1A-42 Carga hidráulica de diseño Eq: 1A-43 Área Eq: 1A-44 Caudal de aguas ilícitas Eq: 1A-45 Caudal por infiltraciones Eq: 1A-46 Caudal en el aliviadero Eq: 1A-47 Velocidad para orificios sumergidos Eq: 1A-48 Diámetro de una circunferencia Eq: 1A-49 Constante de temperatura Eq: 1A-50 Constante de temperatura a 20 o Eq: 1A-51 Área superficial requerida para eliminar la DBO Eq: 1A-52 Tiempo de retención hidráulica Eq: 1A-53 Carga hidráulica Eq: 1A-54 Concentración en el efluente Eq: 1A-55 Constante de temperatura a 25 o Eq: 1A-56 Concentración de nitrógeno total en el efluente Eq: 1A-57 Área superficial requerida para eliminar el fósforo Eq: 1A-58 Coeficiente de simultaneidad Eq: 1A-59 Caudal máximo teórico Eq: 1A-60 Caudal medio de diseño Eq: 1A-61 Caudal máximo de diseño Eq: 1A-62 Distancia a la que debe ir la pantalla Eq: 1A-63 Pérdida de energía Eq: 1A-64 Volumen de material retenido Eq: 1A-65 Altura del desengrasador TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

12 Eq: 1A-66 Temperatura del humedal Eq: 1A-67 Coeficiente de calor Eq: 1A-68 Tenperatura de cambio en el humedal Eq: 1A-69 Temperatura del efluente Eq: 1A-70 Temperatura promedio del humedal Eq: 1A-71 Área de cada humedal Eq: 1A-72 Ancho del humedal Eq: 1A-73 Longitud del humedal Eq: 1A-74 Concentración de sólidos en el efluente Eq: 1A-75 Carga hidráulica promedio anual TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES ix

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14 1. Generalidades 1.1. Introducción En un gran porcentaje de comunidades urbanas y rurales de la provincia de Loja, y en general del Ecuador, con poblaciones menores a 5000 habitantes las aguas provenientes de los alcantarillados sanitarios, ya sean separados o combinados, son descargadas directamente a los cauces naturales, ya que no cuentan con un sistema de tratamiento adecuado de aguas residuales urbanas. Al verter estas aguas directamente a los cauces naturales se los contamina y aguas abajo, los mismas son utilizados como fuentes de abastecimiento para dotarse de agua potable, por lo que el porcentaje de enfermedades de origen hídrico es cada vez mayor poniendo en riesgo la salud de sus habitantes. Figura 1. Mapa político del Ecuador Fuente: Adaptado de Actualmente existen numerosas alternativas de tratamiento de aguas residuales, sin embrago, el desconocimiento sobre el funcionamiento, operación y mantenimiento, así como, su baja adaptación al medio, la baja capacidad local para su sostenimiento y manejo han conducido a la implementación de sistemas inoperantes que no han funcionado como se esperaba lo que ha traído consigo su abandono. Debido a los costes de construcción y mantenimiento las plantas convencionales no constituyen una alternativa para poblaciones pequeñas, y, por lo tanto, se ha visto la necesidad de investigar nuevas tecnologías de depuración, donde los costos de inversión y mantenimiento sean bajos, de tal manera que puedan ser asumidos por los Municipios, que al ser pequeños cuentan con pocos recursos para dotar de infraestructura sanitaria a las comunidades. La búsqueda de soluciones sostenibles, debe ser por lo tanto, el resultado de la integración de aspectos sociales, económicos, ambientales y tecnológicos propios de cada población. Es así que, los métodos naturales se presentan como una alternativa tecnológica sostenible para las comunidades con poblaciones menores a 5000 habitantes, debido a su alta eficiencia, bajos costos de construcción, operación y mantenimiento, facilidad en la operación y mantenimiento, bajos costos energéticos y el aprovechamiento final de los efluentes de este tipo de tratamiento, que no solo representan una fuente de agua, sino también una fuente de entrada de nutrientes con beneficios ambientales y económicos, lo que los convierte en una alternativa viable que cada vez es más considerada a nivel mundial. TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 1

15 Con la ejecución de este proyecto se ha pretendido, con datos reales hacer una investigación de las tecnologías de tratamientos naturales, buscando las más económicas, eficientes, ambientalmente sostenibles que se adapten al medio y sean aplicables a comunidades pequeñas cuyos vertidos sean aguas residuales típicamente urbanas, y, en base a ello elaborar una guía de selección para que otras poblaciones de la región con características similares puedan escoger la tecnología que mejor se adapte en función de las consideraciones iniciales que se han desarrollado. Por lo que este trabajo pretende orientar a los Municipios, Juntas Parroquiales, Barrios, Empresas prestadoras del servicio de Alcantarillado y tratamiento de Aguas Residuales, Operadores de estos sistemas, Consultores del sector de saneamiento interesados en emprender y/o apoyar proyectos de rehabilitación y optimización de este tipo de sistemas, a seleccionar una tecnología apropiada, sostenible y eficiente de fácil operación y mantenimiento que garantice su correcto funcionamiento durante su tiempo de vida útil; y, además contribuir con la descontaminación de los cauces naturales y/o la reutilización de los vertidos ANTECEDENTES La importancia de la calidad del agua ha tenido un lento desarrollo, en los países de América Latina y especialmente en el Ecuador. En el 2001 se empieza a reconocer al agua como origen de enfermedades infecciosas y se da énfasis al saneamiento y con ello al tratamiento de las aguas residuales en pequeñas y medianas comunidades, para tratar de disminuir la contaminación de los cauces naturales. Se pone inicialmente empeño en los sistemas convencionales de tratamiento, pero por sus elevados costes de construcción y por su complejo mantenimiento se los desecha. Los tratamientos naturales se presentan como una opción tecnológica sostenible por su alta eficiencia, bajos costos de operación y mantenimiento y fácil construcción. Además, el aprovechamiento de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales, no solo representa una fuente de agua, sino también una fuente potencial de entrada de nutrientes, con beneficios económicos y ambientales, convirtiéndose de este modo en una alternativa que toma fuerza a nivel mundial y que es conveniente considerar. Bernal y sus colaboradores (2002) investigaron sobre tratamientos de aguas residuales domésticas por métodos naturales para pequeñas poblaciones de Colombia proponiendo una guía de selección de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales domésticas por métodos naturales para lagunas de estabilización, sistemas de tratamiento en el terreno y sistemas de tratamiento con plantas macrófitas que incluyen humedales artificiales, llegando a establecer estándares de vertimiento, condiciones climáticas, características del terreno, disponibilidad de recursos, operación y mantenimiento, rehúso, costos, capacidad y disponibilidad de pago. Aportando de manera significativa a la investigación aplicada sobre el tratamiento de aguas residuales utilizando métodos naturales para aplicarlos en pequeñas y medianas localidades. En lo referente al estudio de tecnologías relacionadas a la depuración de contaminantes presentes en el agua residual urbana por medios naturales, como es el suelo, Luis Moreno y sus colaboradores (2003) describieron un modelo experimental a escala real para la investigación de las aguas residuales urbanas mediante infiltración directa sobre el terreno, basados en investigaciones como las hechas en Israel en el proyecto de reutilización de las aguas residuales de la región de Dan, que tiene como finalidad el tratamiento de las mismas, la recarga y el almacenamiento del efluente tratado en un acuífero y su reutilización posterior en las explotaciones agrícolas del Negev. Llegando a concluir que los sistemas naturales como Infiltración rápida, infiltración lenta, escorrentía superficial son apropiados y eficientes para depurar aguas residuales de pequeños núcleos urbanos donde la contaminación sea de origen doméstico. Raul Alberto Ruiz (Tucumán) realizó una investigación referente a Criterios de selección y comparación de plantas depuradoras en poblaciones rurales de Argentina, en las que se ha 2 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

16 establecido un proceso de preselección y selección de los tratamientos que se ajusten a los requerimientos y disponibilidades de una población. Resulta evidente que los pequeños núcleos de población precisan de una tecnología de depuración de aguas residuales sostenible y que, en la medida de lo posible, haga uso de la capacidad de depuración del medio natural, siempre que los vertidos generados sean totalmente biodegradables, es decir, el agua residual sea netamente de origen doméstico. Basados en estas investigaciones y queriendo aportar al desarrollo de la región sur del Ecuador, especialmente de la Provincia de Loja, donde los Municipios pequeños cuentan con recursos económicos limitados y tomando en cuenta que los sistemas convencionales no constituyan una alternativa para las comunidades urbanas y rurales pequeñas, se ha creído conveniente investigar sobre los tratamientos naturales de depuración y elaborar una guía que les permita a los Municipio siguiendo un proceso determinado escoger el tipo de tratamiento que mejor se adapte a sus condiciones y de esta manera contribuir a mejorar el saneamiento básico en esta región y en genral en el país Objetivos del Estudio Objetivo General: Establecer criterios para la selección de las tecnologías naturales más adecuada de depuración de aguas residuales domésticas en comunidades urbanas y rurales con poblaciones menores a 5000 habitantes, para de esta manera contribuir a la disminución de la contaminación de los cauces naturales, disminución de enfermedades de origen hídrico y por ende mejorar la calidad de vida de estas localidades. Objetivos Específicos: Determinar los Factores y las variables a considerar en el proceso de selección de tecnologías de Tratamiento de aguas residuales. Definir las zonas de estudio. Definir los puntos de muestreo. Realizar la toma de muestras de las aguas residuales en cada una de las zonas de estudio, ensayos de laboratorio, análisis, interpretación y discusión de resultados. Realizar la toma de muestras de suelos, ensayos de laboratorio, análisis y discusión de resultados. Hacer el estudio hidrológico en cada sector. Determinar los objetivos y tipos de tratamiento Estructurar las alternativas para selección de tecnologías para cada sector. Diseñar las tecnologías seleccionadas. Elaborar una guía de selección de la tecnología más adecuada con el respectivo Manual de operación y mantenimiento. Hacer la transferencia de resultados con la finalidad de reducir la contaminación de los cauces naturales por descarga directa de las aguas residuales urbanas Metodología Los estudios se iniciaron con la investigación bibliográfica de las tecnologías naturales de depuración de aguas residuales que mejor se adapten para pequeñas poblaciones, recopilación de información y análisis de experiencias relacionadas. Para llevar a cabo esta investigación de todas las poblaciones urbanas y rurales de la provincia de Loja-Ecuador con menos de 5000 habitantes, se escogió como plan piloto para el TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 3

17 trabajo de campo las cabeceras cantonales de Celica, Gonzanamá, Olmedo, Pindal y Zapotillo. Estas poblaciones fueron seleccionadas en función del número de habitantes, características climatológicas, servicio de alcantarillado y ausencia de plantas de tratamiento de aguas residuales o sistemas inoperantes. Se inicia realizando las visitas de campo a cada sector, con la finalidad de efectuar un diagnóstico de la situación actual en cada zona, conocer las actividades a las que se dedica la población para definir posibles contaminantes y determinar los puntos de muestreo en los sitios donde convergen todas las aguas recolectadas de los colectores principales y secundarios del sistema de alcantarillado, así como definir los factores y las variables a considerar. Luego se procede a estructurar un programa de muestreo, el cual consistió en tomar muestras de agua residual en 6 días diferentes de la semana a partir de las 06H00 hasta las 18H00 con un total de 30 muestras por cada día, distribuidas de la siguiente manera: 13 muestras para ensayos físico-químicos, 13 muestras para ensayos de metales pesados y pesticidas (organoclorados y organofosforados) y 4 muestras para ensayos bacteriológicos. A la par con la toma de muestras se midio la temperatura del agua residual y se aforó en la descarga para determinar el caudal de salida. Cada muestra se preservó en un equipo de refrigeración a una temperatura de 4oC, hasta su traslado a los laboratorios del Instituto de Química Aplicada (IQA) en la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL). Al ser el suelo un factor muy importante para la exitosa depuración del agua residual ya que es el medio en el que se desarrollaran los procesos depuradores, su estudio inicia en el campo definiendo los sitios de muestreo. De esta forma, fue posible definir 3 a 4 puntos de muestreo por hectárea, obedeciendo a la homogeneidad del terreno y ubicándolos de tal forma que cubran toda el área disponible. Para una adecuada caracterización del suelo se realizó el estudio físico, químico e hidráulico del sitio donde se podría implantar el sistema de tratamiento. El estudio hidrológico se inició con la recopilación de la información de los registros de varios años de: precipitaciones, temperaturas, vientos, y evapotranspiraciones, disponibles en el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología del Ecuador (INAMHI) para las estaciones climatológicas cercanas a las zonas de estudio. Con lo cual empleando métodos hidrológicos y estadísticos se llegó a obtener las precipitaciones medias mensuales, temperaturas medias mensuales, velocidad del viento media mensual, evapotranspiración media mensual y balance hídrico de cada zona de estudio. También se ha realizado un estudio de Impacto ambiental para determinar la afectación positiva o negativa que sufrirán las zonas de estudio por la implantación del sistema de tratamiento y para establecer las medidas necesarias de mitigación o compensación por los daños ambientales. Se ha utilizado el método de Leopold para la identificación y valoración de los impactos ambientales provocados en el aire, suelo, agua, fauna, agricultura, flora, paisaje, empleo. En base a los estudios antes mencionados, se han realizado las matrices correspondientes para una adecuada selección de la tecnología más apropiada utilizando métodos naturales de depuración para cada zona de estudio. Las mismas se fueron complementadas con el diseño y elaboración de los planos de las plantas de tratamientos de la tecnología seleccionada en cada zona de estudio, quedando así: Infiltración rápida para el cantón Zapotillo, Infiltración lenta para Olmedo, Escorrentía superficial para Celica, Humedal de flujo subsuperficial para Pindal y Humedal de flujo superficial para Gonzanamá. Adicionalmente, estas matrices se las puede aplicar para seleccionar la tecnología más adecuada para otras comunidades urbanas y/o rurales con poblaciones menores a 5000 habitantes y con características similares. Para que este proceso sea más sencillo se ha elaborado un diagrama de flujo, en el mismo se detalla paso a paso el procedimiento para que pueda ser utilizado sin ningún inconveniente. Además se elaboró un Manual de Operación y Mantenimiento para garantizar que las depuradoras puedan cumplir con su vida útil. 4 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

18 2. Tecnologías de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas por Métodos Naturales Los tratamientos por métodos naturales son aquellos, en los que la acción de la vegetación, el suelo y los microorganismos son los encargados de la depuración de aguas residuales. En los últimos años este tipo de tratamientos han recobrado gran interés debido a sus ventajas económicas, reducido consumo energético, baja producción de fangos, fácil operación y mantenimiento con respecto a los sistemas convencionales, y por tanto, se convierten en alternativas sostenibles para las pequeñas comunidades. Dentro de los métodos naturales generalmente se diferencian dos grandes grupos: los métodos de aplicación sobre el terreno y los métodos acuáticos. Los métodos de aplicación en el terreno se caracterizan por la aplicación controlada de agua residual sobre la superficie de un terreno, para alcanzar un grado determinado de tratamiento a través de procesos físicos, químicos y biológicos. (Crites Tchobanoglous, 2000). Por otra parte, dentro de los métodos acuáticos se incluyen aquéllos cuya acción principal de depuración se ejerce en el seno del medio acuático, participando en el proceso plantas emergentes y los microorganismos. Los principales tipos de sistemas de tratamiento naturales para aguas residuales incluyen: Métodos de aplicación en el terreno: Infiltración Rápida Infiltración Lenta Escorrentía Superficial Métodos acuáticos: Humedales de flujo superficial Humedales de flujo subsuperficial TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 5

19 2.1 Infiltración Rápida (IR) La infiltración rápida es un método de inundación del suelo, apropiada para tratamiento de aguas residuales domésticas, limitada por las características del suelo, los costos del terreno y los impactos sobre las aguas subterráneas, (Romero R, 1999). En los sistemas de infiltración rápida el agua aplicada se infiltra por la superficie y percola por los poros del suelo. Se realiza sobre suelos muy permeables de textura gruesa, por lo que las superficies necesarias son relativamente pequeñas con cargas hidráulicas elevadas. El tratamiento se realiza en el suelo sin la intervención de plantas. Es un sistema de recarga y posible protección de los acuíferos, remoción de contaminantes, es fácil de operar y necesita menos área que otros métodos de aplicación sobre el suelo. Su principal limitación es el peligro de contaminación de las aguas subterráneas en caso de deficiente operación. Para evitarlo se necesita las siguientes características: Pendiente del 3 al 10% para evitar remociones excesivas de terreno Nivel freático a una profundidad mínima de 3m Permeabilidad del suelo rápida Área de terreno por habitante necesaria por la tecnología 2 a 20 m 2 /hab Figura 2. Esquema de trayectoria hidráulica de aplicación para IR Fuente: Adaptado de Metcalf y Eddy, TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

20 2.2 Infiltración Lenta (IL) El proceso de infiltración lenta consiste en la aplicación de un caudal controlado del agua residual sobre la superficie del suelo con cubierta vegetal para lograr tanto el crecimiento de la vegetación existente y el grado necesario de tratamiento del agua contaminada. El agua residual se aplica mediante uso de aspersores, surcos y zanjas. Una vez aplicada el agua con previo tratamiento primario, está se infiltra por la superficie de terreno o percola vertical y horizontalmente en el terreno, además puede consumirse por evapotranspiración. Los sistemas de IL se pueden clasificar como tipo I (infiltración lenta) o de tipo II (irrigación en cultivo), dependiendo de los objetivos del diseño. Cuando el objetivo principal es el tratamiento de aguas residuales se clasifica como tipo I, y se trata la mayor cantidad de agua residual en la menor área de terreno posible. (Crites Tchobanoglous, 2000). Los sistemas tipo II se diseñan con la finalidad de reutilizar el agua para la producción agrícola, y consisten en aplicar un caudal suficiente de agua residual cumpliendo con los requerimientos de irrigación de un cultivo. Para la instalación de este sistema es primordial: Pendiente del 5 al 20% Nivel freático de 1 a 1.5 m Permeabilidad del suelo lenta o moderadamente rápida. Área de terreno necesaria para la tecnología: 8-20 m 2 /hab. Figura 3. Esquema de trayectoria hidráulica de aplicación para IL Fuente: Adaptado de Metcalf y Eddy, 1995 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 7

21 2.3 Escorrentía Superficial (ES) La Escorrentía superficial se emplea en terrenos con pendiente de 3 al 8%, capa superficial de suelo poco permeable o con subsuelo impermeable y requiere cobertura vegetal para evitar la erosión. La escorrentía superficial es esencialmente un proceso biológico en el cual se aplica el agua residual sobre las zonas de un terreno donde fluye a través de la superficie vegetal, hasta unas zanjas de recolección. A medida que el agua fluye sobre el suelo, una porción se infiltra, otra se evapora y el resto fluye a los canales de recolección. La renovación del agua se lleva a cabo por medios físicos, químicos y biológicos (Moreno M., 2003). Este sistema es viable, de costo bajo, eficiente para tratamiento de aguas residuales con materia orgánica degradable y sometidas a pre-tratamiento de cribado más sedimentación. Para la instalación de este sistema es necesario: Pendientes del orden del 3 al 8%. Profundidad del nivel freático no crítica. Suelos con permeabilidad lenta tales como arcillas y limos arcillosos. Área requerida por la tecnología de 2,5-6 m 2 /hab. Figura 4. Esquema del sistema de escorrentía superficial Fuente: Adaptado de Metcalf y Eddy, TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

22 2.4 Humedales Los humedales pueden ser naturales o artificiales y, son sistemas de tratamiento natural por medios acuáticos en los cuales las plantas y animales son los principales medios que intervienen en el tratamiento de aguas residuales municipales, eliminando grandes cantidades de materia orgánica, sólidos, nitrógeno, fósforo. Los humedales artificiales son de superficie libre de agua (con espejo de agua, o de de flujo subsuperficial (sin espejo de agua). Los humedales tienen dos funciones básicas que los hacen tener un atractivo potencial para el tratamiento de aguas residuales: Fijar físicamente los contaminantes en la superficie del suelo. Lograr niveles de tratamiento consistentes con un bajo consumo de energía y bajo mantenimiento Humedales de Flujo libre o superficial (HFL) Los HFL con espejo de agua son balsas, una ciénaga, pantano o canales paralelos con la superficie del agua expuesta a la atmósfera (Romero R., 1999). Para la instalación de este sistema es necesario: Suelos arcillosos de baja permeabilidad. Vegetación inundada hasta una profundidad de 10 a 60 cm. La vegetación puede ser cañas o juncos. Pendiente del terreno < 5 % La profundidad del nivel freático no es un limitante. Área requerida por el tratamiento: 2,5 a 9 m 2 /hab. Figura 5. Esquema de trayectoria de un humedal de flujo superficial Fuente: Adaptado de Romero R., TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 9

23 2.4.2 Humedales de Flujo Subsuperficial (HSS) Los HSS son métodos acuáticos en el que el agua fluye por debajo de la superficie de un medio poroso de grava gruesa o arena sembrado de plantas emergentes (Romero R, 1999). Para la instalación de este sistema es necesario: Suelos arcillosos relativamente impermeable La profundidad del lecho va desde 0.5 a 0.9 m Pendiente del terreno < 5%. La profundidad del nivel freático no es un limitante. Área requerida por el tratamiento: 1,5-7 m 2 /hab. Este tipo de tratamiento tiene la ventaja de evitar posibles problemas de mosquitos y generación de malos olores, ya que el nivel del agua está por debajo de la superficie. Como desventaja, sin embargo presentan mayores costos por el medio de depuración (grava) y riesgo de taponamiento. Figura 6. Esquema de un Humedal de flujo Subsuperficial Fuente: Adaptado de Romero R., VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS TECNOLOGÍAS NATURALES DE TRATAMIENTO Los tratamientos naturales tienen muchas ventajas relacionadas con la aplicación de plantas de tratamiento convencionales, en cuanto a costos de construcción, operación y mantenimiento, consumo energético, etc. Así también, presentan limitaciones para su aplicación. 10 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

24 En la tabla 1 se presentan las ventajas y desventajas de cada tecnología de tratamiento, en función de las tecnologías diseñadas y su aplicación en poblaciones menores a 5000 habitantes. Tabla 1. Ventajas y Desventajas de las tecnologías de tratamiento TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO INFILTRACIÓN RÁPIDA VENTAJAS Rendimientos altos de depuración. Reutilización del agua depurada. Bajo costo de operación y mantenimiento de las instalaciones. No precisa el empleo de aditivos. Mantenimiento de personal poco especializado. Reducciones medias de DBO 5 y sólidos en suspensión alrededor del 90% Elevada eliminación de patógenos. Eliminación del fósforo y reducción considerable de nitrógeno y metales pesados No existen limitaciones climáticas. Segura desde un punto de vista ambiental siempre y cuando se cumplan con las restricciones propias del método. Las pendientes no es un factor crítico, sin embargo pendientes muy grandes obligan a gran movimiento de tierras Reducida producción de fangos Estabilidad frente a variación de temperatura. Opcional el tipo de distribución. Agua tratada apta para riego. Aceptación por parte de la sociedad del reciclaje completo del agua residual. Fuente: Crites Tchobanoglous, INFILTRACIÓN LENTA Fuente: Crites Tchobanoglous, Se puede usar en terrenos irregulares, con pendiente de hasta 10%. Se aplica en terrenos donde el nivel freático se encuentre entre 1.0 y 1.5 m de profundidad. Se puede usar en suelos fácilmente erosionados y de moderada permeabilidad.. Usualmente no es necesario el control aguas abajo. Reduce el impacto ambiental en los causes naturales. No precisa personal especializado para el control de la depuradora. No produce fangos. DESVENTAJAS Colmatación rápida del lecho filtrante. Mantenimiento periódico de la superficie de aplicación No es un buen sistema para la eliminación de contaminantes procedente de la actividad industrial. Disposición del terreno suficiente, formado por materiales de permeabilidad alta. No son operativos cuando existen pendientes de más de 20%. Aumento considerable de la humedad en el terreno. Requieren de mucha atención del controlador para evitar atascamiento de agua en los surcos. Riesgo de contaminación del acuífero cuando el nivel freático sea alto. Puede producir molestias como mal olor, moscas y mosquitos. Se aplican en aguas residuales no industriales y sin contaminantes nocivos para los cultivos. TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 11

25 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO VENTAJAS DESVENTAJAS ESCORRENTÍA SUPERFICIAL Fuente: Crites Tchobanoglous, HUMEDAL DE FLUJO SUPERFICIAL (HFL) Bajo costo de instalación y mantenimiento. Ofrece menores demandas energéticas Utiliza la vegetación y el suelo como medios de depuración. Utilización de suelos de permeabilidad baja (arcillas y limos). El líquido proveniente de la depuración puede ser reutilizado para el riego. Son efectivos en la remoción de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO), sólidos suspendidos totales (SST), nitrógeno y compuestos orgánicos. Proporcionan tratamiento efectivo y minimizan la necesidad de equipos mecánicos, electricidad y monitoreo permanente. Adecuado para el tratamiento de aguas residuales de pequeñas poblaciones Menor coste en la construcción, operación y mantenimiento. Soportan variaciones de caudal eficientemente. Proporcionan una adición valiosa al espacio verde de la comunidad, e incluye la incorporación de hábitat de vida silvestre. No producen lodos residuales. Facilitan la reutilización del agua. Fuente: Adaptado de EPA, HUMEDAL DE FLUJO SUBSUPERFICIAL (HSS) Alto rendimiento para la remoción de MO, DBO, DQO, SST, N, P y metales pesados. Integración en el medio Requieren menos superficie que los humedales de flujo libre. Problemas de olores e insectos mínimos. Poco o nulo consumo energético. Bajo coste de operación y mantenimiento. No existe producción de lodos Fuente: Adaptado de Sánchez Nazly, et al, Pendientes superiores a 8% tienen un riesgo grande de causar surcos y erosión. Las precipitaciones continúas reducen el rendimiento, provocando encharcamientos y saturaciones del suelo. Bajas temperaturas disminuye la actividad biológica en el suelo. Son menos eficientes en la remoción de fósforo, metales pesados y organismos patógenos. Las necesidades de terreno pueden ser grandes, para remoción de nitrógeno o fósforo. En climas fríos las bajas temperaturas reducen la tasa de remoción de DBO y de las reacciones biológicas responsables de la nitrificación y desnitrificación. Aumento de tamaño del humedal, Proliferación de mosquitos y otros insectos. Limitación de pendiente del terreno inferior al 5%. No recomendable en zonas con climatología extrema. Limitación de pendiente del terreno inferior al 5%. Operación eficiente hasta que se desarrolle la vegetación (3-6 meses). Exigentes cuidados durante el proceso de construcción, errores conllevan deficientes procesos de tratamiento y a altas inversiones de reconstrucción. La retención de metales pesados aumenta su acumulación en los sedimentos del lecho filtrante que con el tiempo reduce la eficiencia del proceso siendo necesario la renovación del medio granular, implicando mayores costos. 12 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

26 3. SELECCIÓN DE TECNOLOGÍAS 3.1 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTOS NATURALES La selección de un tratamiento de aguas residuales, depende de criterios que sirven para realizar un análisis comparativo entre las diferentes alternativas, a fin de llegar a la elección de la más conveniente para una localidad, dependiendo de sus características particulares. Para ello debe estudiarse el afluente a ser depurado, el nivel de calidad que se desea en el agua tratada de acuerdo al objetivo del tratamiento, las características de terreno, factores ambientales, costos construcción, operación y mantenimiento. En este apartado como resultado de la investigación, se presenta un estudio comparativo entre las diferentes alternativas de tratamientos naturales de aguas residuales domésticas para comunidades menores a 5000 habitantes, en base a ocho criterios de selección que se presentan en la tabla 2, con la información requerida en cada uno de ellos. Tabla 2. Criterios de Selección CRITERIOS DE SELECCIÓN Factores Demográficos Características del terreno Objetivos de Tratamiento Características del Agua residual Características del Suelo Características climatológicas Aspectos Tecnológicos Costes VARIABLES Población (rangos para calificación) Existencia y tipo de Alcantarillado Existencia de Agua Potable Superficie necesaria Profundidad del nivel freático Pendiente Topografía Expectativas de calidad del efluente Nivel de Tratamiento Origen Composición Caudal Temperatura Tipo Textura Velocidad de infiltración Permeabilidad Precipitación Temperatura Evapotranspiración Viento Impacto Ambiental (aire, suelo, agua, salud) Eficiencia del tratamiento Facilidad de operación y Mantenimiento Operación y Mantenimiento Construcción Fuente: El Autor TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 13

27 Los criterios de selección, han sido escogidos como los más usuales e importantes que no pueden excluirse del proceso, en base al estudio desarrollado por diferentes autores que han trabajado en el campo de la selección de tecnologías, a factores como el objetivo final del tratamiento, aspectos sociales, económicos, sostenibilidad, impacto en la salud y medio ambiente, características particulares de cada tecnología, requerimientos de construcción, operación y mantenimiento. De tal manera, que la selección de la tecnología sea un proceso simple, amigable y facilite la toma de decisiones, de acuerdo a las condiciones que las pequeñas poblaciones posean. En la figura 7 se presenta un diagrama como una herramienta útil para orientar al proyectista en la selección del tratamiento de aguas residuales, indicando secuencialmente el proceso que debe seguir, sustentada en las matrices de selección. 14 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

28 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 15

29 Fuente: El Autor 16 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES

30 3.2 MATRICES DE SELECCIÓN Consideraciones preliminares En esta fase se presentan las matrices de selección para la comparación entre sí de las alternativas, aplicándose una matriz para cada uno de los criterios de selección. La ponderación en éstas matrices se realizará utilizando una valoración de 1 a 5, que contemplan las situaciones extremas más aptas y no aptas respectivamente. Para finalmente seleccionarse el tratamiento que más alta puntuación alcance. La valoración de cada variable evaluada en las matrices de selección está argumentada en los resultados de los estudios realizados en esta investigación, diseños reales de cada tecnología, y a su vez, sustentados en los valores sugeridos en la literatura Factores demográficos La primera etapa en la selección de una tecnología de tratamiento de aguas residuales, verifica la factibilidad de implementación de este sistema en la comunidad, comprobando en primera instancia, la existencia de abastecimiento de agua potable, existencia y tipo de alcantarillado, y los requerimientos de población. a. Existencia de Servicio de Agua Potable La matriz 1 evalúa la existencia de agua potable en la comunidad donde se seleccionará la tecnología de tratamiento de aguas residuales. Siendo inherentemente preferible que la misma cuente con este servicio. Además se debe considerar, que una población que no esté dotada de agua potable difícilmente podrá priorizar la proyección un sistema de depuración de aguas residuales. Matriz 1. Cobertura de Agua potable TECNOLOGÍA SERVICIO DE AGUAS POTABLE Infiltración rápida IR Infiltración lenta IL Escorrentía superficial ES Humedales de flujo Superficial HFL Humedales de flujo Subsuperficial HSS Tiene servicio A A A A A No tiene Servicio Na Na Na Na Na Cobertura Parcial Mo Mo Mo Mo Mo Fuente: El Autor TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES 17

31 La valoración de cada ítem de la matriz 1, está en función de la cobertura del sistema de agua potable en el sector de estudio, para lo cual se usará la calificación siguiente para cada uno. Apto (A) Moderado (Mo) No apto (Na) PUNTUACIÓN b. Existencia y Tipo de Alcantarillado La necesidad inherente de planear un sistema de tratamiento de aguas residuales, es que la población cuente con un sistema de alcantarillado que evacue todas las aguas residuales y la lleve a un punto de descarga donde se pueda depurarlas. Ahora bien, es preferible que la comunidad cuente con un sistema de alcantarillado sanitario separado, que solo transporte las aguas residuales urbanas. Pero si bien es cierto, muchas de nuestras ciudades todavía cuentan con un alcantarillado mixto, o en el peor de los casos combinado, lo cual se vería reflejado en un aumento de caudal por aguas servidas + aguas lluvias que sobredimensionarían la depuradora, implicando mayores costos de construcción y mantenimiento. Entonces, se sugiere que siempre se construya alcantarillados separados. Matriz 2. Existencia y tipo de alcantarillado TECNOLOGÍA ALCANTARILLADO Infiltración rápida IR Infiltración lenta IL Escorrentía superficial ES Humedales de flujo Superficial HFL Humedales de flujo Subsuperficial HSS Alcantarilladlo separado S S S S S Alcantarillado Mixto N N N N N Alcantarillado Combinado C C C C C Fuente: El Autor La estimación de cada variable de la matriz 2, dependerá del tipo de sistema de alcantarillado con el que cuente la zona de estudio, para lo cual se usará la calificación siguiente: Simple (S) Normal (N) Complejo (C) PUNTUACIÓN c. Población Recomendada La población es uno de los factores que delimitan la selección de una tecnología de depuración de aguas residuales, debido a que no todos los tratamientos son adecuados para todas las poblaciones. Para nuestro estudio, se ha definido una población menor a 5000 habitantes para comparar las cinco tecnologías propuestas. 18 TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS POR MÉTODOS NATURALES