LINEAMIENTOS TÉCNICOS: SISTEMA DE SANEAMIENTO BÁSICO …

LINEAMIENTOS TÉCNICOS: SISTEMA DE SANEAMIENTO

BÁSICO A NIVEL VIVIENDA

PROGRAMA DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO, SANEAMIENTO Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES A NIVEL VIVIENDA.

Enero de 2021

Versión 3.1

I

ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 1

2 OBJETIVO .......................................................................................................................................... 1

3 CAMPO DE APLICACIÓN ............................................................................................................... 2

4 ADOPCIÓN SOCIAL DE LOS SISTEMAS DE SANEAMIENTO BÁSICO A NIVEL VIVIENDA .. 2

5 SANEAMIENTO BÁSICO A NIVEL VIVIENDA .............................................................................. 3

6 CRITERIOS PARA ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS .............................................. 3

6.1 CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE UN AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA ............................... 3

7 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS ............................... 4

8 DESCRIPCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 6

8.1 Letrinas ...................................................................................................................................... 6

8.1.1 Componentes básicos .................................................................................................... 6

8.1.2 Baño Ecológico Seco ...................................................................................................... 7

Componentes básicos ............................................................................................ 7

Consideraciones generales .................................................................................... 7

Criterios de diseño................................................................................................... 8

Especificaciones constructivas ............................................................................. 8

Operación y mantenimiento ................................................................................ 10

8.1.3 Baño de arrastre hidráulico ............................................................................................11

Componentes básicos ............................................................................................11

Consideraciones generales ....................................................................................11

Criterios de diseño.................................................................................................. 12

Especificaciones constructivas ............................................................................ 12

8.2 Tanques sépticos .................................................................................................................... 12

8.2.1 Componentes básicos ................................................................................................... 12

8.2.2 Consideraciones generales ........................................................................................... 13

8.2.3 Criterios de diseño ......................................................................................................... 14

8.2.4 Especificaciones constructivas .................................................................................... 16

8.2.5 Operación y mantenimiento......................................................................................... 16

8.3 Biodigestor .............................................................................................................................. 17


8.4 Humedales artificiales ........................................................................................................... 17


8.4.2 Consideraciones generales ........................................................................................... 19

8.4.3 Criterios de diseño ........................................................................................................ 22

II

8.4.4 Especificaciones constructivas ................................................................................... 25

8.4.5 Operación y mantenimiento........................................................................................ 29

8.5 Filtración intermitente en arena ......................................................................................... 30

8.5.1 Componentes básicos .................................................................................................. 30

8.5.2 Criterios de diseño ......................................................................................................... 31

8.5.3 Especificaciones constructivas ................................................................................... 33

8.5.4 Operación y mantenimiento........................................................................................ 34

8.6 Pozos de absorción ............................................................................................................... 34

8.6.1 Consideraciones generales .......................................................................................... 35

8.6.2 Criterios de diseño ........................................................................................................ 35

8.7 Trampa de grasas .................................................................................................................. 36

8.7.1 Componentes básicos .................................................................................................. 37

9 DE LA CAPACITACIÓN A LOS USUARIOS ................................................................................. 37

9.1 Acciones posteriores a la instalación y verificación del sistema .................................. 37

10 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................ 38

Anexo 1. Normatividad aplicable a la descarga, recarga de acuíferos y reutilización de agua

residual tratada....................................................................................................................................... 41

Anexo 2. Humedales artificiales. ........................................................................................................ 42

III

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Composición promedio de un agua residual doméstica (IMTA, 2000) ............ 4

Tabla 2. Promedio del consumo de agua potable estimado por clima predominante

(CONAGUA, 2016)d ..................................................................................................................... 15

Tabla 3. Profundidad en función de la población (CONAGUA, 2016)d ............................ 15

Tabla 4. Criterios de diseño recomendados para filtros intermitentes de arena

(CONAGUA, 2016)a..................................................................................................................... 32

Tabla 5. Coeficientes de absorción del terreno .................................................................. 36

Tabla 6. Especies vegetales utilizadas en los humedales artificiales ............................ 42

Tabla 7. Características cinéticas, concentraciones en el fondo y factores Ө ............. 42

Tabla 8. Órdenes de magnitud de la conductividad hidráulica (ks) en función del tipo

de material granular utilizado como substrato en un humedal construido de flujo

subsuperficial ............................................................................................................................. 43

IV

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Sistemas de tratamiento aplicables al agua residual doméstica en zonas

rurales (baño seco)...................................................................................................................... 5

Figura 2. Sistemas de tratamiento aplicables al agua residual doméstica en zonas

rurales (baño húmedo) ............................................................................................................... 5

Figura 3. Configuración típica de un baño seco (Castillo Castillo, 2002) ........................ 7

Figura 4. Ejemplo de baño con arrastre hidráulico (CONAGUA, 2016)d ........................... 11

Figura 5. Tanque séptico de un solo compartimento (CONAGUA, 2016)d ..................... 13

Figura 7. Sistema de flujo subsuperficial (Lara Borrero, 1999) .......................................... 19

Figura 8. Humedal subsuperficial de flujo horizontal. (Tilley, Lüthi, Morel, Zurbrügg, &

Schertenleib, 2011) .................................................................................................................... 20

Figura 9. Humedal subsuperficial de flujo vertical. (Tilley, Lüthi, Morel, Zurbrügg, &

Schertenleib, 2011) ..................................................................................................................... 21

Figura 10. Corte transversal de un humedal de flujo superficial (Tilley, Lüthi, Morel,

Zurbrügg, & Schertenleib, 2011) .............................................................................................. 21

Figura 11. Esquema de un filtro intermitente de arena (vista en planta) (CONAGUA,

2016)a ............................................................................................................................................ 30

Figura 12. Esquema general de una trampa de grasas...................................................... 37

V

GLOSARIO

Aguas grises: También denominadas aguas jabonosas, son todas aquellas que provienen únicamente de lavabos, fregaderos, lavaderos, regaderas y lavadoras.

Agua freática: Agua que se encuentra en el subsuelo, a una profundidad que depende de las condiciones geológicas, topográficas y climatológicas de cada región. La superficie del agua se designa como nivel del agua freática.1

Aguas residuales: Aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamientos y en general de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.2

Biodigestor: Tanque cerrado, hermético e impermeable, dentro del cual ocurre un proceso de descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas, produciendo biogás y fertilizante.

Clima: Conjunto de condiciones atmosféricas que caracterizan una región. 3

Cobertura Se refiere al porcentaje de personas que tienen acceso a un cierto servicio, por ejemplo, de agua potable, de alcantarillado, de saneamiento, de salud, entre otras.

Concentración: La cantidad de material disuelto o en suspensión en una unidad de volumen de solución, por ejemplo, expresado en mg/l.

Concentración típica del agua residual doméstica: Serán las concentraciones de referencia para el diseño y dimensionamiento del sistema de tratamiento.

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5): Es la cantidad de oxígeno (medido en mg/l) requerido para la descomposición de la materia orgánica por bacterias, bajo condiciones de una prueba estandarizada en un tiempo de 5 días e incubada a 20 °C. Se utiliza para medir la cantidad de contaminación orgánica en aguas residuales. Frecuentemente se refiere como DBO.

Demanda química de oxígeno (DQO): Cantidad de oxígeno (medido en mg/l) consumido en la oxidación de materia orgánica, ya sea biodegradable o no, bajo condiciones de una prueba estandarizada. Es usado para medir la cantidad total de contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales. La DQO siempre es mayor que la DBO5 ya que contempla la oxidación total de la materia orgánica, no sólo la degradable por microorganismos.

1 Norma Oficial Mexicana NOM-006-CNA-1997, Fosas sépticas prefabricadas-Especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el DOF el 29 de enero de 1999. 2 Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Publicada en el DOF el 6 de enero de 1997. 3 Diccionario de la Real Academia Española (2019, 14 de octubre)

VI

Densidad de población: Es la relación entre un espacio determinado y el número de personas que lo habitan. El resultado de esta división es el número de habitantes por área de territorio. 4

Efluente: Flujo de salida del agua residual tratada.

Filtración: Separación de sólidos y líquidos usando un medio granular o poroso que sólo permite pasar al líquido a través de él.

Fosa séptica (o Tanque Séptico): Elemento de tratamiento de aguas residuales domiciliarias, en donde al proporcionar un tiempo de permanencia adecuado (tiempo de retención) es capaz de separar parcialmente los sólidos suspendidos, digerir una fracción de la materia orgánica presente y retener los lodos y espumas generados.1

Influente: Flujo de entrada del agua residual al tratamiento.

Patógeno: Cualquier elemento o agente que puede producir enfermedad o daño al organismo de un huésped sea éste humano, animal o vegetal.

Proceso aerobio: Proceso mediante el cual los microorganismos, en presencia de oxígeno, degradan la materia orgánica del agua residual, generando subproductos como lodos

Proceso anaerobio: Proceso que se caracteriza por la conversión de materia orgánica a metano y CO2, en ausencia de oxígeno y con la interacción de poblaciones bacterianas.

Sólidos disueltos totales: Es el material soluble constituido por materia inorgánica y orgánica que permanece como residuo después de evaporar y secar una muestra previamente filtrada a través de un filtro de fibra de vidrio con poro de 1,5 µm a una temperatura de 105 °C ± 2 °C.5

Sólidos suspendidos totales: Es el material constituido por los sólidos sedimentables, los sólidos suspendidos y coloidales que son retenidos por un filtro de fibra de vidrio con poro de 1,5 µm secado y llevado a masa constante a una temperatura de 105 °C ± 2 °C. 5

Sólidos totales: Son todos los sólidos en el agua residual, incluyendo solidos suspendidos y sólidos filtrables o disueltos.

Sistema de tratamiento: Conjunto de elementos que permiten realizar el tratamiento de las aguas residuales producidas.

Suelo: Material no consolidado compuesto por partículas inorgánicas, materia orgánica, agua, aire y organismos, que comprende la capa superior terrestre. 6

4 INEGI. Cuéntame INEGI. México. Recuperado de http://cuentame.inegi.org.mx (2019, 14 de octubre). 5 Norma Mexicana NMX-AA-034-SCFI-2015, Análisis de agua-Medición de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas-Método de prueba. Publicada en el DOF el 18 de abril de 2016. 6 Norma Oficial Mexicana NOM-015-CONAGUA-2007, Infiltración artificial de agua a los acuíferos - Características y especificaciones de las obras y del agua. Publicada en el DOF el 18 de agosto de 2009.

http://cuentame.inegi.org.mx/

VII

Tiempo de retención hidráulica (TRH): Tiempo que el agua a tratar permanece en el sistema de tratamiento.

Trampa de grasas: Dispositivo que permite separar los aceites y las grasas provenientes de las aguas grises que descarga una vivienda.

1

1 INTRODUCCIÓN

Los elevados costos de alcantarillado convencional, así como el proceso de urbanización generado en las últimas décadas, han provocado que su cobertura en el medio rural sea insuficiente, originando problemas de salud que se relacionan directamente con la disposición inadecuada de las excretas. Desde el punto de vista sanitario, esta situación constituye un riesgo para la salud, ya que la falta de drenaje causa el fecalismo al aire libre. (CONAGUA, 2016)d

Las enfermedades gastrointestinales son ocasionadas principalmente por partículas de heces fecales humanas transportadas por el viento y por escurrimientos pluviales. Estas infecciones podrían disminuir asegurando una disposición apropiada de excretas. (CONAGUA, 2016)d

Las comunidades rurales pueden haber desarrollado lo que perciben como sistemas de eliminación satisfactorios, pero la introducción de instalaciones de saneamiento mejoradas puede forman parte útil de programas más amplios de desarrollo rural. (OMS, 1992)

De acuerdo a información de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), al 2015 la cobertura de acceso a los servicios de alcantarillado y saneamiento básico7 en zonas rurales era de 77.5%, mientras que para zonas urbanas correspondía al 97.4% (CONAGUA, 2018), lo que implica un déficit de la cobertura en zonas rurales respecto a las zonas urbanas.

Contar con estos servicios en el hogar es un factor determinante en la calidad de vida y desarrollo integral de las familias, es por ello, que la CONAGUA, a través de los programas federales, ha implementado una serie de acciones que permitirán incrementar o sostener la cobertura y mejorar la eficiencia de los servicios de agua potable y saneamiento, al apoyar acciones que permitan avanzar en el cumplimiento del derecho al acceso, disposición y saneamiento del agua, con especial énfasis en localidades y zonas con alto y muy alto grado de marginación e indígena. Las localizadas en zonas rurales de nuestro país que no puedan ser abastecidas o atendidas por medios convencionales de distribución de agua potable; así mismo, ve la necesidad de establecer lineamientos técnicos para para sistemas de tratamiento de las aguas residuales a nivel vivienda.

Es necesario que los componentes del sistema tengan unas características mínimas, de tal manera que cumplan con el objetivo para el que son diseñados, por tal motivo, estos lineamientos proporcionan una metodología de cálculo para los sistemas de tratamiento, así como las especificaciones técnicas.

2 OBJETIVO

Establecer las características generales que debe cumplir un Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas a nivel vivienda, así como la metodología de cálculo y las especificaciones técnicas requeridas.

7 Corresponde al indicador “Población con acceso al servicio de alcantarillado y saneamiento básico” del catálogo nacional de indicadores del INEGI

2

3 CAMPO DE APLICACIÓN

Estos lineamientos son de referencia técnica para los responsables de la instalación, adecuación y/o modificación de los elementos que integran un sistema de tratamiento de las aguas residuales a nivel vivienda, así como del proyecto, instalación y capacitación a los usuarios para la aplicación de dichos elementos.

Estos lineamientos deberán ser aplicados a sistemas que vayan a ser instalados, o también para realizar cambios, modificaciones, mantenimiento o reparaciones a sistemas previamente instalados.

4 ADOPCIÓN SOCIAL DE LOS SISTEMAS DE SANEAMIENTO BÁSICO A NIVEL VIVIENDA

La adopción social parte de que las respuestas meramente técnicas no garantizan la

resolución de los problemas en el acceso a agua potable, se requiere involucrar de manera

activa a las comunidades en todo el proceso de gestión de las alternativas.

Los beneficiarios deben participar aportando sus saberes en la identificación del problema,

en el diseño de la tecnología para que ésta sea culturalmente apropiada; además, de

participar en la construcción de la obra, en su operación, mantenimiento y monitoreo.

Las etapas que a continuación se mencionan tienen un enfoque integral que acompaña el

proceso de implementación de opciones tecnológicas, activando procesos educativos y

fortaleciendo las capacidades de los actores involucrados.

Promoción de las tecnologías: El objetivo es tener comunidades informadas y conscientes para la toma de decisiones sobre las características y beneficios de las diferentes soluciones tecnológicas antes de iniciar el proyecto, incentivando con ello, la corresponsabilidad que asumirán los futuros beneficiarios.

Participación y organización comunitaria: El objetivo es incorporar activamente a los habitantes en las distintas etapas del proyecto (diseño, construcción, operación, mantenimiento y monitoreo), para generar en las personas un sentido de propiedad hacia las tecnologías. También, se busca desarrollar y fortalecer las capacidades organizativas de las comunidades, por medio de la conformación de un comité comunitario o liderazgos locales que acompañen el proceso del proyecto y realicen la contraloría social durante la construcción de la obra.

Capacitación: El objetivo es desarrollar un proceso educativo para el fortalecimiento de capacidades de las personas en aspectos técnicos, sociales y ambientales. Por medio de procesos participativos y tomando en cuenta que una capacitación de calidad asegura un uso y mantenimiento correcto de las tecnologías.

Finalmente, sensibilizar a las familias usuarias que la realización constante del Monitoreo de las tecnologías, asegurará la sustentabilidad de las mismas.

3

5 SANEAMIENTO BÁSICO A NIVEL VIVIENDA

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS) “el saneamiento básico es la tecnología de más bajo costo que permite eliminar higiénicamente las excretas y aguas residuales y tener un medio ambiente limpio y sano tanto en la vivienda como en las proximidades de los usuarios. El acceso al saneamiento básico comprende seguridad y privacidad en el uso de estos servicios”. (OMS, 2019)

Las aguas residuales frescas de origen doméstico emergen como un líquido turbio de color gris o amarillento con olor séptico en el cual van suspendidas partículas de sedimento, heces, residuos vegetales, tiras de papel y materiales sintéticos.

Las aguas residuales domésticas que provienen de las viviendas familiares, se originan por:

a) La preparación de alimentos, el lavado de platos, la limpieza de la casa, el lavado de ropa e higiene personal

b) El uso del inodoro (CONAGUA, 2016)b

6 CRITERIOS PARA ANÁLISIS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS

Las soluciones que se planteen para la atención de los servicios de saneamiento básico en las comunidades rurales deben estar adecuadas con las capacidades locales para mantenerlas; deberán ser compatibles con la cultura local y con la capacidad de pago de la población para su operación y mantenimiento. Los conocimientos técnicos y experiencias prácticas son necesarios en la selección y análisis de los procesos de tratamiento.

Los requerimientos mínimos a tomar en cuenta para la selección de los procesos de tratamiento a nivel vivienda en zona rural son:

• Caudal y calidad del agua residual cruda • Requerimientos de energía mínimos o nulos • Disponibilidad de terreno • Evaluación de costos

Inversión Bajos costos de operación y mantenimiento

• Que requiera poco personal calificado para operarlo • Tamaño de la comunidad • Dispersión de las viviendas • Disponibilidad de agua • Nivel freático • Costumbres de la población (CONAGUA, 2016)b ; (Collí Misset, 2001)

6.1 CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE UN AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA

Para el diseño de un sistema de tratamiento es indispensable conocer las características del agua residual, para lo cual se requiere realizar una prueba de calidad del agua con base en la descarga, sin embargo, esta opción no siempre es posible o viable, por tal motivo y para fines prácticos se puede partir de una caracterización tipo. En la Tabla 1 se muestra la composición

4

de las aguas residuales que se generan en condiciones normales para el caso de instalaciones y actividades individuales en viviendas particulares.

Tabla 1. Composición promedio de un agua residual doméstica (IMTA, 2000)

CONTAMINANTES UNIDAD CONCENTRACIÓN

DÉBIL MEDIA ALTA

Sólidos totales mg/l 350 720 1,200

Disueltos totales mg/l 250 500 850

Suspendidos totales mg/l 100 220 350

Sólidos sedimentables ml/l 5 10 20

DQO mg/l 250 500 1,000

DBO5 mg/l 110 220 400

Nitrógeno total mg/l 20 40 85

Fósforo total mg/l 4 8 15

Grasas mg/l 50 100 150

Coliformes totales NMP/100 ml 1*106 1*107 1*108

7 PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

El tratamiento de aguas residuales se presenta como una serie de operaciones y procesos unitarios que incluyen cambios físicos y químicos de la materia, que además de separar contaminantes del agua, puede permitir la obtención de subproductos de utilidad para diferentes actividades económicas, como abono, combustibles, bioplásticos o electricidad. (CONAGUA, 2016)cEl propósito principal del tratamiento del agua residual es remover el material contaminante, orgánico e inorgánico, el cual puede estar en forma de partículas en suspensión y/o disueltas, con objeto de alcanzar una calidad de agua requerida por la normativa de descarga, recarga de acuíferos o por el tipo de reutilización a la que se destinará. Ver Anexo 1.

Se tienen diversas alternativas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, sin embargo, es importante tomar en cuenta que, para los fines de estos lineamientos técnicos, no son viables y funcionales todas las opciones con las que se cuenta. A continuación, se muestran los posibles trenes de tratamiento aplicables a nivel vivienda de zonas rurales. Es importante mencionar que son enunciativos, más no limitativos.

5

Figura 1. Sistemas de tratamiento aplicables al agua residual doméstica en zonas rurales (baño seco)

Figura 2. Sistemas de tratamiento aplicables al agua residual doméstica en zonas rurales (baño húmedo)

Uso y/o disposición final

Primer tratamiento

Producto de salida/entrada

Interface del usuario

Baño ecológico seco

Heces Composteo Aplicación de composta

Orina Pozo de absorción Infiltración

Uso y/o disposición

final

Segundo tratamiento

Primer tratamiento

Producto de salida/entrada

Interface del usuario

Baño de arrastre

hidráulico

Agua residual

Biodigestor

Biofertilizante

Biogas

Tanque séptico

Humedal artifical

Infiltración

Riego de áreas verdes

Pozos de absorción Infiltración

Filtración intermitente

en arena

Infiltración

Riego de áreas verdes,

6

8 DESCRIPCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Con base en las Figuras 1 y 2, se describirán cada una de las tecnologías para tratar el agua residual doméstica, con el objetivo de seleccionar y diseñar la(s) más adecuada(s).

8.1 Letrinas

La letrina es una instalación sanitaria que puede instalarse en lugares adecuados para el confinamiento y tratamiento de las excretas humanas. Cuando se construye adecuadamente, proporciona una solución barata para la disposición y tratamiento de los excrementos en comunidades rurales y marginadas. (CONAGUA, 2016)d

8.1.1 Componentes básicos

Una letrina consta de elementos básicos, tales como:

• Fosa: Excavación simple que tiene la finalidad de acumular los residuos sólidos. Tiene un tiempo de vida útil, que dependerá del número de personas que utilicen la letrina.

• Brocal: Es una guarnición alrededor de la fosa. La función del brocal es levantar el piso o losa para que no esté en contacto con el suelo, así como sellar los orificios por los cuales puedan escapar malos olores.

• Losa: Es una estructura de concreto que tiene como función tapar la fosa y servir de soporte a la taza y caseta.

• Aparato sanitario/taza: Dispositivo diseñado para que brinde comodidad a la persona al momento de defecar.

• Caseta. Permite el aislamiento y protege al usuario e instalación contra la intemperie. Una caseta debe reunir los siguientes requisitos: 1. Tamaño: de preferencia se ajustará a las dimensiones del piso; no debe ser

demasiado grande para evitar la defecación en cualquier parte del piso. 2. Ventilación: es aconsejable construir mínimo una ventana en la parte superior

de las paredes de la caseta con objeto de facilitar una ventilación constante y evitar malos olores.

3. Iluminación: la caseta deberá recibir la luz natural siempre que sea posible pero se procurara que proyecte una sombra suficiente sobre el asiento o el orificio para que aun estando destapado no acudan a él las moscas. (CONAGUA, 2016)

d;(Collí Misset, 2001)

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8.1.2 Baño Ecológico Seco

El baño ecológico seco, (también conocido como baño seco, baño compostero, baño ecológico, letrina seca etc.), es una alternativa de tratamiento que se caracteriza por no utilizar agua, aprovecha los ciclos biológicos naturales para trasformar la materia orgánica (las excretas) en un producto listo para nutrir el suelo.

Esta tecnología consta de una doble cámara impermeable y un inodoro, el cual deberá de contar con separación de orina; las cámaras se usan en forma alterna, una se llena mientras la otra descompone el material previamente depositado. Las heces caen en la cámara y la orina llega por un tubo a una fosa de infiltración. Este tubo o manguera sale del asiento y se une con la que viene del orinal para recolectar toda la orina y evitar su combinación con las heces de las cámaras. (CONAGUA, 2016)d

Componentes básicos

Este tipo de letrina, además de contar con los elementos básicos del apartado 8.1.1, deberá contemplar lo siguiente:

• Aparato Sanitario/taza: Este aditamento debe contar con un dispositivo separador de orina.

• Urinario (opcional): Unidad de pared vertical el cual lo utilizan los hombres de la vivienda permitiendo mantener la separación de orina.

• Tubo de ventilación: Tuberías que permitirán la extracción de la humedad y olores que se generan en las fosas o cámaras, evitando así la proliferación de insectos. (CONAGUA, 2016)d

Consideraciones generales

• Las letrinas deben construirse en espacios abiertos o en el patio trasero de la casa, preferentemente.

• No se deben construir muy alejadas de la casa porque no todos los miembros de la familia las utilizarían, especialmente por la noche.

• Se debe orientar la letrina de tal manera que los tubos de ventilación reciban la luz del sol la mayor parte del día (hacia el sur).

• Su ubicación será a 6 m como mínimo a un pozo de agua. • Cuando el terreno es plano se deberá hacer escalones para subir al sanitario

Figura 3. Configuración típica de un baño seco (Castillo Castillo, 2002)

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• Si el terreno tiene pendiente se puede aprovechar para hacer el sanitario con menos escalones.

• Los pozos no deben localizarse en depresiones donde el agua residual o de lluvia sea comúnmente recolectada; cualquier depresión deberá ser rellenada. En terrenos con rocas fracturadas y formaciones de yeso se deben adoptar modificaciones adicionales como la impermeabilización. (CONAGUA, 2016)d

Criterios de diseño

Los volúmenes y dimensiones de las cámaras son determinados por dos factores:

1. el volumen de materia fecal depositada y 2. el tiempo requerido de almacenamiento de las heces.

El volumen esperado de materia fecal por mes, depende del número de usuarios/as, su dieta, la frecuencia de uso del baño y el material utilizado para cobertura y limpieza, por tal motivo, hacer un cálculo correcto es absolutamente crítico para que funcione bien.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) hace las siguientes recomendaciones::

• Tiempo de almacenamiento mínimo de seis meses si se usa ceniza o cal como material de cubierta (tratamiento alcalino)

• En caso contrario, el almacenamiento debe ser al menos de un año en climas cálidos (>20 °C en promedio) y de año y medio a dos años en climas más fríos

• Se puede suponer que una persona requiere alrededor de 50 litros de volumen de almacenamiento cada seis meses.

• La cámara tenga una altura mínima de 60 a 80 cm para facilitar el acceso

Especificaciones constructivas

Excavación de la fosa: Si se construye de forma superficial, se inicia la excavación del hueco a 30 cm de profundidad (suelo rocoso, arcilloso o manto freático menor a 1.5 m); si es semienterrada, la profundidad es variable pero menor a 1 m (suelo poco rocoso, arenoso); cuando los suelos son blandos, la fosa puede excavarse hasta 1 m de profundidad; totalmente enterrado, siempre y cuando el nivel de las aguas freáticas se encuentre a 1.5 m de profundidad, por debajo del fondo de la fosa. (CONAGUA, 2016)d

Fosa: El piso de la fosa debe quedar nivelado, y cuando el agua subterránea se localice a más de 1.5 m de profundidad, en el fondo se construye una cama de 15 cm de espesor, de grava o piedra de río y sobre ésta, otra de arena de 5 cm. Si el manto freático se encuentra a menos de 1.5 metros, se hace un piso de concreto de 10 cm de espesor. El fondo de las fosas se construye de la misma forma para las tres variantes de construcción de la letrina seca de dos cámaras (enterrada, semienterrada y superficial). (CONAGUA, 2016)d

9

También es necesario construir un filtro de 30 cm de diámetro y 60 cm de profundidad atrás de la letrina. Este filtro se rellena con grava, carbón y arena y en él se descargará la orina que conduce el separador. (CONAGUA, 2016)d

Es necesario construir una dala perimetral con sección de 15x15 cm en el fondo de la fosa; el habilitado y armado de la dala se hace utilizando ármex prefabricado de 10x10 cm o se puede usar varilla del número 3 (3/8”) y alambrón para los estribos (anillos) separados cada 20 centímetros. (CONAGUA, 2016)d

La losa del fondo debe ser de concreto reforzado con varilla de 3/8” y de un espesor mínimo de siete centímetros. (CONAGUA, 2016)d

Muros de las cámaras: Los muros pueden construirse con tabique, block, piedra o concreto armado.

Cuando se hacen con tabique o block, se desplantan sobre la dala y en cada una de las cuatro esquinas se cruzan uno con otro, con el objetivo de reforzar las orillas y evitar la construcción de castillos. Cuando los muros alcancen 90 cm de altura, al centro de ambas cámaras se permite que sobresalga un tramo de tubo de PVC de 4" de diámetro por 25 cm de longitud para adaptar un codo de PVC y poder acoplar el tubo de ventilación. (CONAGUA, 2016)d

Para la construcción de muros de concreto armado se utilizan paredes de 10 cm de espesor, con malla electrosoldada con una separación de 3.5 cm entre el paño exterior del muro y la malla. (CONAGUA, 2016)d

En ambos casos, se debe aplanar los muros y garantizar la hermeticidad de las cámaras. Cuando la construcción es superficial, se aplana tanto en su interior como en el exterior. (CONAGUA, 2016)d

Losa: La losa se hace a base de concreto reforzado con varilla de 3/8”. En la losa se dejan dos huecos de 30 cm de largo y 25 cm de ancho en los que se instalará la taza. Los orificios deben quedar centrados en las cámaras. (CONAGUA, 2016)d

Aparato sanitario/Taza: Las tazas pueden fabricarse en la comunidad mediante un molde. Sin embargo, existe en el mercado una gran variedad de tazas de buena calidad, gran durabilidad y fácil instalación, con separador de orina integrado, como la taza de cerámica vitrificada, fibra de vidrio y plástico. (CONAGUA, 2016)d

Caseta: La caseta puede construirse con materiales como madera, tabique, block, adobe, piedra, cartón, paja o adquirirse prefabricadas de fibra de vidrio o plástico, de acuerdo al presupuesto del usuario. (CONAGUA, 2016)d

La altura del techo con relación a la losa cerca de la puerta de entrada será de aproximadamente 2 m.

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Debe existir una abertura en la parte superior de la pared donde está la puerta, para permitir la entrada constante de aire. Esta abertura debe ser tres veces más grande que la sección transversal del tubo de ventilación. (CONAGUA, 2016)d

La puerta de la caseta debe mantenerse cerrada, para mantener oscuro el interior. La luz que atrae insectos estará solo en el tubo de ventilación. (CONAGUA, 2016)d

En general, la forma de la caseta es similar a la forma de las casas de la región. Este principio normalmente determina el tipo de materiales que se puede emplear. (CONAGUA, 2016)d

Tubo de ventilación: Existen diferentes materiales (asbesto- cemento, ladrillo, bambú, hierro, PVC, lámina galvanizada, fibra de vidrio, etcétera) para instalar el tubo de ventilación. Su elección dependerá de los siguientes factores: durabilidad y resistencia requerida, riesgo de corrosión, disponibilidad, costo y facilidad de instalación. (CONAGUA, 2016)d

Se recomienda usar tubo de PVC con las siguientes dimensiones: 4" de diámetro y 2.5 m de longitud, debe sobresalir 50 cm de la caseta y debe estar colocado de forma tal que durante la mayor parte del día el sol lo caliente directamente. Se puede pintar de negro para aumentar la absorción solar. (CONAGUA, 2016)d

Además, para impedir el paso de los insectos y la lluvia, en la parte superior se colocan un pedazo de tela de mosquitero y un sombrero metálico. (CONAGUA, 2016)d

Operación y mantenimiento

1. Semanalmente se tiene que apelmazar la mezcla de heces con cenizas, aserrín u hojas secas para absorber olor y humedad a la vez que ayudan a obtener un abono de mejor calidad y lograr un mejor uso del volumen de la cámara.

2. Cuando la cámara en uso alcanza un nivel de aproximadamente tres cuartas partes, la mezcla se debe cubrir con tierra y se coloca la tapadera. Posteriormente, la taza debe trasladarse al otro compartimento y la cámara llena debe dejarse descansar durante 6 meses.

3. Mantener limpia la caseta, aseando el piso y la taza pero sin derramar agua en su interior. 4. No utilizarla como granero o bodega. 5. Cuando no esté en uso, mantenerla tapada para evitar que entre al pozo mascotas u

otros animales. 6. No arrojar dentro del pozo agua de lluvia, cocina o de lavado, ni basura. 7. No agregar desinfectantes al pozo. 8. Para evitar enfermedades, arrojar a la fosa el papel sanitario que se use 9. Si la tapa o el asiento se deterioran o descomponen deben arreglarse de inmediato para

evitar la entrada de moscas al interior del pozo. (CONAGUA, 2016)d, (Collí Misset, 2001) (Castillo Castillo, 2002)

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8.1.3 Baño de arrastre hidráulico

Un baño de arrastre hidráulico o también llamado letrina húmeda, es un tipo de tratamiento que utiliza agua para establecer un cierre hidráulico que impida el paso de insectos y malos olores de la fosa al interior de la caseta, para llevar a cabo dicho mecanismo se puede agregar un sifón o una trampa de agua a la letrina.

La remoción o limpieza de las heces y del elemento donde se descargan se hace con la aplicación de agua en cantidades suficientes como para provocar el arrastre de los sólidos hasta el hueco o fosa, reestableciendo luego el cierre hidráulico. (CONAGUA, 2016)d

Componentes básicos

Este tipo de letrina, además de contar con los elementos básicos del apartado 8.1.1, deberá contemplar lo siguiente:

• Aparato sanitario/Taza de sello hidráulico: Considerar que el dispositivo debe tener un sifón.

• Registro de inspección: Registro que ayuda en trabajos de mantenimiento. • Tubo de ventilación: Tuberías que permitirán la extracción de la humedad y olores que

se generan en las fosas o cámaras, evitando así la proliferación de insectos. (CONAGUA, 2016)d

Figura 4. Ejemplo de baño con arrastre hidráulico (CONAGUA, 2016)d

Consideraciones generales

Este tipo de letrina, además de tomar en cuenta las consideraciones generales del apartado 8.1.2.2, deberá contemplar lo siguiente:

• La fosa puede estar ubicada en un sitio desplazado con respecto a la caseta de la letrina, en cuyo caso ambas unidades estarán conectadas por una tubería de poca longitud.

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• El cierre hidráulico puede ser parte del elemento que forma el asiento o estar unido a él, colocándose por debajo.

• No es preciso utilizar agua limpia para accionar este sistema. • La caseta podrá construirse en el interior de la casa o pegada a ella. (CONAGUA, 2016)d

Criterios de diseño

Los criterios de diseño serán los que se especifican en el apartado 8.1.2.3. Además, se deberá tomar en consideración lo siguiente:

• En caso de contar con la modalidad de letrina desplazada, no será necesario mover la caseta, sino solamente excavar otro hueco en las inmediaciones y mover las tuberías de descarga hacia él. Sin embargo, es recomendable que, en lugar de excavar más huecos, se realice un tratamiento de las aguas residuales, ya sea tanque séptico, biodigestor, filtración intermitente en arena, humedal artificial o la combinación más adecuada para garantizar la calidad del efluente deseada.

• Es recomendable considerar un registro de inspección entre la caseta y la fosa para trabajos de mantenimiento. (CONAGUA, 2016)d

Especificaciones constructivas

Las especificaciones constructivas serán los que se especifican en el apartado 8.1.2.4. Además se deberá tomar en consideración lo siguiente:

Fosa: Si la fosa está desplazada con respecto a la caseta, la tubería que hace las descargas desde la taza deberá tener una pendiente no menor al tres por ciento. (CONAGUA, 2016)d

Registro de inspección: Se recomienda tenga una dimensión de 40 x 60 x 80 cm. (CONAGUA, 2016)d

8.2 Tanques sépticos

Un tanque séptico es un depósito (que puede ser de uno o más compartimientos), que trata las aguas residuales transformando la materia orgánica en compuestos líquidos más simples y estables y en gases de digestión. El tanque séptico está diseñado para cumplir con tres funciones importantes: sedimentación, almacenamiento y digestión de sólidos. (MMAyA).


Los sistemas sépticos constan básicamente de tres partes:

a) Entrada: Influente de agua residual a ser tratado b) Tanque séptico, elemento donde se desarrollan los procesos de sedimentación y

anaerobios.

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c) Salida: Efluente de agua tratada.

Generalmente, después de este proceso se requiere de una instalación que trate el efluente del tanque séptico, usualmente se emplean zanjas, lechos, humedales o pozos de absorción/infiltración.

Dependiendo de las características del agua residual, en algunas ocasiones es recomendable instalar una trampa para grasas y aceites, sobre todo cuando la concentración de grasas es superior a 150 mg/L. (CONAGUA, 2016)Ver aparatado 8.7.

8.2.2 Consideraciones generales

Los porcentajes de remoción de DBO (demanda bioquímica de oxígeno) y SS (sólidos en suspensión) que suelen obtenerse con los tanques sépticos de un compartimento son de 30% y 60% respectivamente. Por ello, es importante mencionar que su efluente se caracteriza por un alto contenido de nutrientes, gérmenes entéricos y, en general, materia orgánica finamente dividida y maloliente. Por lo anterior, es necesario someterlo a un proceso complementario antes de su disposición final. (MMAyA)

El proceso de digestión en los tanques sépticos es anaeróbico y por tanto la ventilación directa no es necesaria. Sin embargo, se deben tomar precauciones para que salgan los gases que se producen dentro del tanque. Esto se hace mediante un tubo de ventilación con su extremo superior protegido con tela mosquitera. (CONAGUA, 2016)d

Figura 5. Tanque séptico de un solo compartimento (CONAGUA, 2016)d

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Un tanque séptico de un solo compartimento tiene como inconveniente que las burbujas de gas producidas, obstaculizan, en cierto grado, la sedimentación normal de los residuos sólidos. Esta dificultad puede aminorarse agregando un segundo compartimento, en el que las materias más ligeras en suspensión que han pasado por el primero, encuentren condiciones más favorables para la sedimentación. (CONAGUA, 2016)d

Hoy en día, existen en el mercado tanques sépticos prefabricados, los cuales son una opción viable.

8.2.3 Criterios de diseño

Existen tres factores básicos que intervienen en el diseño de un tanque séptico:

1) La población a la cual servirá: el flujo de agua que el tanque reciba dependerá de este valor y de la aportación promedio según la región de que se trate.

2) El periodo de retención: es decir, el tiempo que el líquido permanece en el interior del tanque, mismo que puede variar de uno a tres días, siendo 24 horas el más usual

3) Espacio dejado para la acumulación de nata y lodos: este volumen dependerá de la frecuencia de vaciado, usualmente dos o tres años y de la población que usa el tanque. (CONAGUA, 2016)d

El primer paso al seleccionar el volumen de un tanque séptico es determinar la generación media diaria de agua residual. Esto depende de la población y de la cantidad de agua que se consuma en promedio en la región de que se trate. (CONAGUA, 2016)d

Para la estimación del consumo por habitante se pueden utilizar los valores presentados en la tabla 2.

Para calcular el volumen del tanque se utiliza la siguiente ecuación:

𝑉𝑉𝑡𝑡 = 𝐴𝐴𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃

𝑉𝑉𝑡𝑡 = Volumen del tanque, (L)

𝐴𝐴𝑝𝑝 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑎𝑎𝑎𝑎𝐴𝐴𝑎𝑎 𝑛𝑛𝑑𝑑𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎, �𝐿𝐿

ℎ𝐴𝐴𝑎𝑎 ∗ 𝑑𝑑� 𝑃𝑃 = 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑎𝑎𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛, (hab) 𝑃𝑃 = 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑑𝑑𝑡𝑡𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑑𝑑𝑃𝑃𝑑𝑑𝑛𝑛𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛, (𝑑𝑑)

Para obtener la aportación, se multiplica el dato de la dotación obtenido por el coeficiente de

retorno

𝐴𝐴𝑝𝑝 = 𝐷𝐷𝐶𝐶𝑟𝑟

𝐴𝐴𝑝𝑝 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑎𝑎𝑎𝑎𝐴𝐴𝑎𝑎 𝑛𝑛𝑑𝑑𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎, �𝐿𝐿

ℎ𝐴𝐴𝑎𝑎 ∗ 𝑑𝑑�

𝐷𝐷 = 𝐷𝐷𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛, �𝐿𝐿

ℎ𝐴𝐴𝑎𝑎 ∗ 𝑑𝑑� 𝐶𝐶𝑟𝑟 = 𝐶𝐶𝐴𝐴𝑑𝑑𝐶𝐶𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑑𝑑𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴,𝑎𝑎𝑑𝑑𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝑏𝑏𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑 0.7 𝐴𝐴 0.75,𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴𝑏𝑏

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Tabla 2. Promedio del consumo de agua potable estimado por clima predominante (CONAGUA, 2016)d

CLIMA Consumo L/(hab d)

BAJO MEDIO ALTO

Cálido húmedo 198 206 243

Cálido subhúmedo 175 203 217

Seco o muy seco 184 191 202

Templado o frío 140 142 145

Por recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud, el consumo en las regiones rurales varía entre 50 y 100 (l/hab*d)

Se recomienda que la capacidad mínima sea de 2 000 litros. En cuanto al límite superior, se recomienda que el caudal máximo a tratar sea de 35 000 litros. (CONAGUA, 2016)d

El volumen calculado no incluye la acumulación de lodo, por lo que se debe dejar un margen de 70 litros de lodo al año. Entonces, el volumen total del tanque séptico resulta:

𝑉𝑉𝑇𝑇 = 𝑉𝑉𝑡𝑡 + 𝑉𝑉𝐿𝐿𝑃𝑃𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣

𝑉𝑉𝑇𝑇 = 𝑉𝑉𝐴𝐴𝑏𝑏𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑛𝑛𝑡𝑡𝑎𝑎𝑑𝑑 𝑎𝑎é𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝐿𝐿)

𝑉𝑉𝐿𝐿 = 𝑉𝑉𝐴𝐴𝑏𝑏𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑏𝑏𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑎𝑎 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐴𝐴ñ𝐴𝐴 �70 𝐿𝐿

ℎ𝐴𝐴𝑎𝑎 ∗ 𝐴𝐴ñ𝐴𝐴� 𝑃𝑃𝑣𝑣𝑣𝑣 = 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑑𝑑𝑡𝑡𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑣𝑣𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴 ú𝑃𝑃𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑛𝑛𝑡𝑡𝑎𝑎𝑑𝑑 𝑎𝑎é𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝐴𝐴ñ𝐴𝐴𝑎𝑎)

Una vez calculado el volumen del tanque séptico, el siguiente paso consiste en determinar la forma y dimensiones.

Con el objeto de asegurar un área superficial adecuada, se recomienda que la relación largo- ancho del depósito esté en el rango de 2:1 a 3:1. Cualquier valor dentro del rango mencionado proporciona buenos resultados. (CONAGUA, 2016)d

Con respecto a la profundidad, se recomienda utilizar los valores de la Tabla 3.

Tabla 3. Profundidad en función de la población (CONAGUA, 2016)d

PROFUNDIDAD (m) NÚMERO DE HABITANTES

1.7 19

2.0 30

2.3 50

2.5 100

Finalmente, para la altura total del tanque séptico se debe considerar que la profundidad calculada para el volumen total, VT, corresponde al 80 por ciento de la altura total, la cual puede estimarse de la siguiente manera:

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𝐻𝐻𝑇𝑇 = 𝑃𝑃𝑉𝑉𝑇𝑇1

0.8

𝐻𝐻𝑇𝑇 = 𝐴𝐴𝑏𝑏𝑃𝑃𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑛𝑛𝑡𝑡𝑎𝑎𝑑𝑑 𝑎𝑎é𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝑡𝑡) 𝑃𝑃𝑉𝑉𝑇𝑇 = 𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑏𝑏𝐴𝐴𝑎𝑎𝑏𝑏𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑏𝑏 𝑣𝑣𝐴𝐴𝑏𝑏𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑃𝑃𝐴𝐴𝑏𝑏, (𝑡𝑡)

8.2.4 Especificaciones constructivas

Los tanques sépticos deben ser herméticos y estar construidos con materiales resistentes a la corrosión y a la putrefacción. Por lo general, el concreto ofrece todas las garantías de resistencia e impermeabilidad. En ocasiones se construyen con una losa de concreto el fondo y en la tapa, mientras que las paredes son de mampostería. El espesor mínimo del depósito depende del material de construcción (65 mm en el caso del concreto). Los tubos de entrada y salida se sellan con un compuesto que se adhiera tanto a ellos como al concreto. Otros materiales usados en la fabricación de los tanques sépticos son el polietileno y la fibra de vidrio, pues son livianos, fáciles de transportar y resistentes a la corrosión. (CONAGUA, 2016)d

Se recomienda que la base del tanque tenga forma de una tolva, para facilitar la extracción del lodo por la parte central del tanque, aunque lo más usual es hacerlo a través del registro, mediante equipo mecánico. (CONAGUA, 2016) d

El requisito más importante para la instalación de un tanque séptico es que el depósito esté a un nivel y profundidad que permitan un flujo por gravedad adecuado desde la vivienda. La cubierta del depósito debe tener una resistencia suficiente para soportar el peso de la capa de tierra, así como cargas suplementarias que pueda recibir ocasionalmente. Cuando el depósito esté protegido contra la penetración de las aguas residuales, se pueden utilizar losas de varias secciones. En caso contrario, la cubierta debe formar un solo bloque con las paredes, y llevar bocas de acceso para inspección de 50 cm de lado o 61 cm de diámetro. Para los tanques pequeños basta con una boca situada sobre la tubería de entrada, mientras que en los depósitos grandes es necesario colocar dos, una sobre la tubería de entrada y otra sobre la de salida. Por último, se comprueba la hermeticidad del tanque, y antes de sellar el depósito se debe llenar de agua hasta el orificio de salida, y sembrarse con 30 o 50 litros de lodo activo proveniente de otro tanque, o incluso con estiércol fresco de caballo. (CONAGUA, 2016)d

En el caso de los tanques sépticos prefabricados, consultar la NOM-006-CNA-1997, Fosas sépticas prefabricadas-Especificaciones y métodos de prueba.

8.2.5 Operación y mantenimiento

Los lodos acumulados en el tanque séptico deben extraerse periódicamente a través del registro de limpieza ubicado en la cubierta del tanque; de lo contrario disminuirá el volumen, originando trastornos como la disminución del tiempo de retención y, por tanto, un aumento en la velocidad del flujo. (CONAGUA, 2016)d

Normalmente, los tanques sépticos domésticos no requieren limpieza antes de cinco años de operación, pero es necesario inspeccionarlos cuando menos cada año a través de los registros

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ubicados arriba del elemento de salida sobre la cubierta del tanque. La caja de distribución del tanque se debe revisar con mayor frecuencia, de cada tres a seis meses. (CONAGUA, 2016)d

En general, el tanque se debe limpiar cuando el fondo de la capa de nata esté a menos de 8 cm de la toma del dispositivo de descarga. (CONAGUA, 2016)d

8.3 Biodigestor

Un biodigestor, también conocido como digestor anaeróbico o reactor anaeróbico, es un contenedor hermético que permite la descomposición de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y facilita la extracción del gas resultante para su uso como energía.

En la biodegradación de la materia orgánica participan bacterias anaeróbicas. El conjunto de estas bacterias son las responsables de producir fertilizante así como metano, principal componente del biogás.

Hoy en día, existen en el mercado biodigestores prefabricados, los cuales son una opción bastante viable.


Existen diversas variaciones en el diseño de biodigestores. Algunos elementos que comúnmente se incorporan son:

a) Cámara de digestión o reactor: El espacio donde se almacena la biomasa durante el proceso de descomposición.

b) Cámara de almacén de gas: El espacio donde se acumula el biogás antes de ser extraído. c) Entrada: Influente que lleva la biomasa. d) Pila de descarga: La salida, sirve para retirar el fertilizante. e) Agitador: Desplaza los residuos que están en el fondo hacia arriba del biodigestor para

aprovechar toda la biomasa. f) Tubería de gas: La salida del biogás. Se puede conectar directamente a una estufa o se

puede transportar por medio de la misma tubería a su lugar de aprovechamiento.

8.4 Humedales artificiales

Los humedales artificiales también conocidos como humedales construidos, humedales creados, pantanos artificiales, lechos de plantas, lechos de hidrófitas, filtro de plantas o lechos de raíces, son sistemas diseñados y construidos para aprovechar los procesos naturales que involucran plantas macrófitas, medio filtrante y comunidades microbianas en el tratamiento de aguas residuales. (Vymazal, 2005)

https://www.aboutespanol.com/caracteristicas-de-la-biomasa-3417679

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Los componentes básicos de los humedales artificiales son los siguientes:

a) Sustrato o medio granular: El sustrato está formado por el suelo: arena, grava, roca, sedimentos y restos de vegetación que se acumulan en el humedal debido al crecimiento biológico. La principal característica del medio es que debe tener la permeabilidad suficiente para permitir el paso del agua a través de él. Esto obliga a utilizar suelos de tipo granular, principalmente grava seleccionada con un diámetro de 5 mm aproximadamente y con pocos finos. (Arias Triguero, 2004); (Lara Borrero, 1999)

b) Vegetación: El papel de la vegetación en los humedales está determinado fundamentalmente por las raíces y rizomas enterrados. Las plantas son organismos foto autótrofos, es decir que recogen energía solar para transformar el carbono inorgánico en carbono orgánico. Tienen la habilidad de transferir oxígeno desde la atmósfera a través de hojas y tallos hasta el medio donde se encuentran las raíces. Este oxígeno crea regiones aerobias donde los microorganismos utilizan el oxígeno disponible para producir diversas reacciones de degradación de materia orgánica y nitrificación. (Arias Triguero, 2004); (Lara Borrero, 1999)

Dependiendo del lugar donde se desarrollen dentro del cuerpo de agua, las macrófitas (especies vegetales que crecen en los humedales) se clasifican en:

• Flotantes: Que son especies vegetales que viven en la superficie del agua, tales como Eichornia crassipes (“lirio acuático”) y Lemna sp (“Lenteja de agua”), entre las más usadas

• Emergentes: Fijan sus raíces al fondo, pero crecen lo suficiente para que sus hojas aprovechen la luz fuera del agua, como la Typha sp (“tule”) y Juncus sp (“junco”). Las macrófitas emergentes tienen la capacidad de crecer en un amplio intervalo de sustratos y en diferentes aguas residuales

• Sumergidas: Se desarrollan exclusivamente dentro del agua como la Elodea canadensis (“elodea”) y la potamogeton sp (“espiga de agua”, “pasto de agua” o“lila de agua”) (Arias Triguero, 2004); (Lara Borrero, 1999)

c) Microorganismos: Los microorganismos se encargan de realizar el tratamiento biológico. En la zona superior del humedal, donde predomina el oxígeno liberado por las raíces de las plantas y el oxígeno proveniente de la atmósfera, se desarrollan colonias de microorganismos aerobios. En el resto del lecho granular predominarán los microorganismos anaerobios. Los principales procesos que llevan a cabo los microorganismos son la degradación de la materia orgánica, la eliminación de nutrientes y elementos traza y la desinfección. (Arias Triguero, 2004); (Lara Borrero, 1999)

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Los humedales artificiales se clasifican en:

• Humedales de flujo subsuperficial: Estos sistemas se caracterizan por que la circulación del agua en los mismos se realiza a través de un medio granular (subterráneo), con una profundidad de agua cercana a los 0.6 m. La vegetación se planta en este medio granular y el agua está en contacto con los rizomas y raíces de las plantas. Los humedales de flujo subsuperficial pueden ser de dos tipos en función de la forma de aplicación de agua al sistema: (a) humedales de flujo subsuperficial horizontal y (b) humedales de flujo subsuperficial vertical. (Lara Borrero, 1999)

a) Humedales subsuperficiales de flujo horizontal: El diseño de estos sistemas por lo general consiste en una cama, ya sea de tierra o arena y grava, plantada con macrófitas acuáticas, en la mayoría de los casos con la caña común o carrizo (Phragmites australis). Toda la cama es recubierta por una membrana impermeable para evitar filtraciones en el suelo. El agua ingresa en forma permanente. Es aplicada en la parte superior de un extremo y recogida por un tubo de drenaje en la parte opuesta inferior. El agua residual se trata a medida que fluye lateralmente a través de un medio poroso (flujo pistón). La profundidad del lecho varía entre 0.30 m a 1 m y tiene una pendiente de entre 0.5 % a 1 %. (Lara Borrero, 1999)

Figura 6. Sistema de flujo subsuperficial (Lara Borrero, 1999)

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Figura 7. Humedal subsuperficial de flujo horizontal. (Tilley, Lüthi, Morel, Zurbrügg, &

Schertenleib, 2011)

b) Humedales subsuperficiales de flujo vertical: También conocidos como filtros

intermitentes, este tipo de humedales reciben las aguas residuales de arriba hacia abajo, a través de un sistema de tuberías de aplicación de agua. Las aguas infiltran verticalmente a través de un sustrato inerte (arenas, gravas) y se recogen en una red de drenaje situada en el fondo del humedal. La aplicación de agua se efectúa de forma intermitente, para preservar y estimular al máximo las condiciones aerobias. La vegetación emergente se planta también en este medio granular. A diferencia del humedal subsuperficial de flujo horizontal, el sustrato está constituido por varias capas, encontrándose las más finas en la parte superior, aumentando el diámetro de la grava hacia abajo. (Lara Borrero, 1999)

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Figura 8. Humedal subsuperficial de flujo vertical. (Tilley, Lüthi, Morel, Zurbrügg, &

Schertenleib, 2011)

• Humedales de flujo superficial (HFS). Los sistemas de flujo superficial (conocidos en

inglés como surface flow constructed wetlands o free water surface constructed wetlands) son aquellos donde el agua circula preferentemente a través de los tallos de las plantas y está expuesta directamente a la atmósfera. Este tipo de humedales es una modificación al sistema de lagunas convencionales. A diferencia de éstas, tienen menor profundidad (no más de 0.6 m) y tienen plantas. En términos de paisaje, este sistema es bastante recomendable por su capacidad de albergar distintas especies de peces, anfibios, aves, etcétera. (Lara Borrero, 1999)

Figura 9. Corte transversal de un humedal de flujo superficial (Tilley, Lüthi, Morel, Zurbrügg, & Schertenleib, 2011)

22


El dimensionamiento de humedales de flujo horizontal se realiza en dos etapas: en la primera se determina la superficie necesaria de tratamiento (dimensionamiento biológico) y en la segunda se establecen las dimensiones geométricas del sistema (dimensionamiento hidráulico) (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Es importante aclarar que se mencionará el diseño de cálculo de García Serrano y Corzo Hernández, sin embargo, no es el único.

Dimensionamiento biológico

Se supone que los humedales se comportan como reactores de flujo ideal en pistón en los cuales los contaminantes se degradan siguiendo modelos cinéticos de primer orden. Por tanto, el balance de masa para un contaminante es:

𝑑𝑑𝐶𝐶𝑑𝑑𝑃𝑃 = −𝑘𝑘𝑣𝑣𝐶𝐶

Donde:

𝐶𝐶 = la concentración del contaminante, (mg/L) 𝑘𝑘𝑣𝑣 = la constante de cinética de primer orden, �d−1�

El signo negativo en la expresión indica que la concentración de contaminante disminuye a lo largo del tiempo.

Si se integra esta ecuación entre la concentración inicial de contaminante o afluente (C0 para t=0) y la final o efluente (C1 para t=t, siendo este último el tiempo medio de retención hidráulico, en días) se obtiene:

𝐶𝐶1𝐶𝐶0

= 𝑑𝑑𝑒𝑒𝐴𝐴(−𝑘𝑘𝑣𝑣𝑃𝑃)

El tiempo medio de retención hidráulico es:

𝑃𝑃 =𝑉𝑉𝑄𝑄 =

𝜀𝜀 ∗ 𝑆𝑆 ∗ ℎ𝑄𝑄

Donde:

𝑉𝑉 = 𝑣𝑣𝐴𝐴𝑏𝑏𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 ℎ𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏, (𝑡𝑡3) 𝑄𝑄 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝑡𝑡3

𝑑𝑑� ) 𝑆𝑆 = 𝑎𝑎𝑎𝑎𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐶𝐶𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 ℎ𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏, (𝑡𝑡2) 𝜀𝜀 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑, 𝑑𝑑𝑛𝑛 𝑃𝑃𝐴𝐴𝑛𝑛𝑃𝑃𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑎𝑎𝑛𝑛𝐴𝐴 ℎ = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 ℎ𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏, (𝑡𝑡)

Sustituyendo t en las dos ecuaciones anteriores y definiendo una nueva constante cinética de primer orden (kA, en m/d):

𝑘𝑘𝐴𝐴 = 𝑘𝑘𝑉𝑉 ∗ 𝜀𝜀 ∗ 𝐻𝐻

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𝐶𝐶1𝐶𝐶0

= 𝑑𝑑𝑒𝑒𝐴𝐴 �−𝑘𝑘𝐴𝐴𝑆𝑆 𝑄𝑄� �

Despejando S:

𝑆𝑆 =𝑄𝑄𝑘𝑘𝐴𝐴𝑏𝑏𝑛𝑛 �

𝐶𝐶0𝐶𝐶1�

Los valores de Q y C0 se determinan a partir de los estudios de caracterización del afluente y el de C1 se define a partir de los límites de vertido o los objetivos de calidad establecidos por la normativa ambiental vigente.

Para llevar a cabo un buen dimensionamiento es importante plantearse diferentes escenarios en cuanto a caudales y concentraciones, y observar si para la superficie de diseño determinada cumple los valores límites de vertido establecidos. En general se acepta que la superficie de diseño es correcta cuando un 95% de las concentraciones de contaminante de los efluentes se encuentran por debajo del límite de vertido.

Una vez determinada la superficie de tratamiento se realiza una verificación final consistente en comprobar que la carga orgánica superficial sea menor de 6 g DBO/m2×d. En el caso que el valor obtenido sea superior a éste, se deberá incrementar la superficie necesaria para cumplir este criterio.

Cuando el humedal forma parte de un tratamiento de afino (por ejemplo de una planta de lodos activados o de un sistema vertical) es conveniente tener en cuenta la concentración de fondo, y en ese caso, la ecuación se modifica de la siguiente manera:

𝑆𝑆 =𝑄𝑄𝑘𝑘𝐴𝐴𝑏𝑏𝑛𝑛 �

𝐶𝐶0 − 𝐶𝐶∗

𝐶𝐶1 − 𝐶𝐶∗�

Dónde:

𝑆𝑆∗ = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐶𝐶𝐴𝐴𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴,𝑎𝑎𝑛𝑛𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝑑𝑑𝑎𝑎 𝑡𝑡𝑎𝑎𝑑𝑑 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴 𝑎𝑎𝑑𝑑𝑎𝑎ú𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑏𝑏 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑛𝑛𝑃𝑃𝐴𝐴𝑡𝑡𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑.𝑉𝑉𝑑𝑑𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑛𝑛𝑑𝑑𝑒𝑒𝐴𝐴 2

Dimensionamiento hidráulico

El dimensionamiento hidráulico sirve para determinar las dimensiones del sistema (anchura y longitud) una vez conocida su superficie. Este se realiza aplicando la Ley de Darcy, que describe el régimen del flujo en un medio poroso, mediante la siguiente ecuación:

𝑄𝑄 = 𝑘𝑘𝑆𝑆 ∗ 𝐴𝐴𝑆𝑆 ∗ 𝑆𝑆

Dónde:

𝑄𝑄 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝑡𝑡3𝑑𝑑� )

𝑘𝑘𝑆𝑆 = la conductividad hidráulica del medio en una unidad de sección perpendicular a la dirección del flujo, �𝑡𝑡3𝑡𝑡2 ∗ 𝑑𝑑� �

𝐴𝐴𝑆𝑆 = 𝑎𝑎𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 ℎ𝑎𝑎𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏 𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐴𝐴 𝑏𝑏𝐴𝐴 𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝐶𝐶𝑏𝑏𝑎𝑎𝑓𝑓𝐴𝐴, (𝑡𝑡2)

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𝑆𝑆 = 𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑 ℎ𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴á𝑎𝑎𝑏𝑏𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑 𝑑𝑑ℎ 𝑑𝑑𝐿𝐿� , (𝑡𝑡 𝑡𝑡⁄ )

Las dimensiones del humedal se determinan entonces:

𝐴𝐴𝑆𝑆 =𝑄𝑄𝑚𝑚𝑚𝑚𝑑𝑑.𝑑𝑑

𝑘𝑘𝑆𝑆 ∗ 𝑆𝑆

Dónde:

𝑄𝑄𝑚𝑚𝑚𝑚𝑑𝑑.𝑑𝑑 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑎𝑎𝑑𝑑𝐴𝐴𝑏𝑏 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴, (𝑡𝑡3𝑑𝑑� )

Calculada el área de la sección transversal, y una vez fijada la profundidad (h), se determina el ancho del humedal:

𝑊𝑊 =𝐴𝐴𝑆𝑆ℎ

Dónde:

𝑊𝑊 = 𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴ℎ𝐴𝐴 (𝑡𝑡) ℎ = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑 (𝑡𝑡)

𝐿𝐿 =𝑆𝑆𝑊𝑊

Dónde:

𝐿𝐿 = 𝑏𝑏𝐴𝐴𝑛𝑛𝑎𝑎𝐴𝐴𝑃𝑃𝑎𝑎𝑑𝑑 (𝑡𝑡)

Por último, se debe verificar que la relación largo:ancho sea como mínimo 1:1. En caso de que no se cumpla esta condición, es decir, que el largo sea mayor que el ancho (que es lo que suele suceder en la mayoría de los casos), se debe dividir la superficie total en diferentes celdas que funcionarán en paralelo, que sí cumplan este criterio.

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Estudios geotécnicos: Es importante realizar estudios geotécnicos, ya que algunas de las determinaciones más importantes son: la capacidad de carga de los suelos, el tipo de suelo, la determinación del nivel de la capa freática. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Levantamiento topográfico: Posteriormente a los trabajos de desmonte, es necesario efectuar un levantamiento topográfico para proyectar la obra. Una vez obtenido el plano, se procede a realizar el trazo. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Desmonte y limpieza: Con esta actividad se da inicio a la construcción del sistema de tratamiento. Su finalidad es la de retirar toda la vegetación, objetos, construcciones existentes, y la capa vegetal superficial (aproximadamente 0.2 m de espesor) que se encuentren en el sitio donde se construirá la instalación. En el terreno sobre el que se construirán las instalaciones se deben eliminar todos los troncos o raíces de diámetro superior a 0.1 m, ya sea con medios manuales o mecánicos, de forma que queden como mínimo a 0.3 m de profundidad respecto a la superficie del terreno. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Excavación y movimiento de tierras De acuerdo con la topografía de la zona, y principalmente si el sitio de construcción está a media ladera, será necesario encajar la cota de proyecto mediante taludes de excavación y de terraplén. Los taludes de excavación pueden ser temporales o permanentes.

La inclinación de los taludes de excavación se deberá definir en la fase de proyecto, mediante el correspondiente estudio geotécnico. En todo caso, se recomienda mantener una relación conservadora de 1H:1V en los taludes de desmonte.

Selección de la ubicación• Se deben situar en zonas llanas o con muy poca pendiente y que permitan a ser posible la circulación

del agua por gravedad en todos los elementos de la depuradora• Los sistemas deben situarse alejados de zonas con bastante pendiente o taludes susceptibles de ser

erosionados

Configuración• Sólo en sistemas muy pequeños como saneamientos autónomos (donde se puede controlar bien la

producción de agua residual) es admisible construir sistemas con una única celda

Sistemas de distribución• El caudal de agua procedente del tratamiento previo deberá dividirse equitativamente en

correspondencia con el número de celdas que tenga el sistema

Impermeabilización• se realiza en los taludes de la zona de entrada, de salida de los laterales y del fondo de la celda. • Dependiendo de las condiciones locales puede ser suficiente una adecuada compactación del

terreno. En otros casos será necesario realizar aportaciones de arcilla o utilizar geomembranas

Plantación• No es necesario utilizar especies diferentes en una misma instalación ya que la eficiencia del sistema

no se ve muy afectada

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Los taludes de excavación temporales y las zanjas para la colocación de tuberías y cajas de distribución se pueden realizar con una relación de hasta 1H:2V en el caso de que se excave hasta una profundidad de 1.5 m, y con una relación de hasta 1H:1.5V si se sobrepasa esa cota. Si el material procedente de las excavaciones es un suelo tolerable (como mínimo) se podrá utilizar para la formación de los taludes que delimitan las celdas del sistema de humedales. Cuando el material de terraplenado se trate de una arena limosa con gravas deberá mantenerse una relación de 1H:1V en los taludes definitivos. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

La coronación de los taludes que conforman las celdas de los humedales debe estar más alta que el nivel del terreno para evitar la entrada de materiales finos por arrastre. La parte exterior de los taludes (que está exenta de geomembrana) debe protegerse contra la erosión por ejemplo con técnicas de revegetación. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Nivelación y compactación de las celdas: Una buena compactación del fondo del humedal se realiza extendiendo una o dos capas de material, en lo posible sin gravas que interfieran en la nivelación, y de espesor menor a 0.25 m, compactándose una a una, controlándose el contenido de humedad y el grado de compactación, los cuales deben corresponderse con los valores óptimos determinados en laboratorio para el tipo de suelo de la zona de construcción. Se recomienda que esta compactación se realice con equipos que no dejen huella, ya que en este caso darán lugar a caminos preferenciales. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Una vez terminada la compactación se recomienda realizar un tratamiento herbicida sobre la superficie de los lechos para evitar el crecimiento de vegetales que puedan causar problemas posteriores. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Sistemas de distribución y recolección: Las cajas de distribución, dependiendo de su tamaño, pueden ser de tipo prefabricado para favorecer su montaje, además de resultar más económicas. Para su colocación se realiza una excavación de mayor tamaño que la caja de distribución, que permita su manipulación sin esfuerzos. Se construye una losa de mortero de unos 6 cm de grosor o se compacta su base, seguidamente se introduce la caja o registro con las conexiones a las tuberías o conducciones ya preparadas, y se rellena el espacio entre la excavación y la caja con material filtrante. También se puede rellenar con hormigón, aunque esta última opción resulta más costosa e implica que ante una avería se deba romper la estructura. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

La instalación de las tuberías debe ser cuidadosa evitando en lo posible golpes, las rodaduras, los roces con materiales punzantes y siguiendo con detalle las instrucciones dadas por la empresa proveedora. En el relleno posterior de las zanjas, se debe seleccionar el material de manera que ningún elemento punzante pueda perforar las tuberías. Como medida preventiva se suele recomendar que la tubería quede completamente envuelta en material arenoso, ejecutando una zona de asiento de la misma, de unos 0.2 m. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Durante el tendido de las tuberías se debe exigir una nivelación estricta para conseguir una buena homogeneidad en la distribución del flujo. Se debe tener especial cuidado en las uniones y en los puntos de cambio de dirección del flujo para evitar fugas. Es posible que en

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determinados puntos las tuberías requieran de anclajes para evitar su desplazamiento y consiguiente rotura. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

En la unión de las tuberías con las cajas de distribución o elementos rígidos se debe proveer un medio de soporte o junta flexible que prevenga el asentamiento diferencial de la unión.

Los canales de entrada en los sistemas de flujo horizontal se sitúan en la cabecera de las celdas y en todo su ancho, de forma que el agua residual se reparta uniformemente. Su método constructivo es el mismo que se utiliza para cualquier canal de una obra hidráulica. Son comunes las tareas de perfilado de la excavación, uso de encofrados (de madera, metálico, etc.) para aquellos canales construidos in situ, con un hormigonado y endurecido en fases, realizando primero la solera y a continuación los laterales del canal. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Impermeabilización: Un método tradicional para impermeabilizar consiste en la aportación de sucesivas capas de arcilla. El proceso se inicia con la instalación de una capa gruesa de cal (2-4 cm) para separar el terreno natural de la capa de arcilla. A continuación, se van colocando capas de arcilla de 5-6 cm de espesor, siendo necesario mantenerla húmeda todo el tiempo, e ir compactando a medida que se va colocando hasta alcanzar un espesor normalmente de 0.3 m. Actualmente se está utilizando una metodología basada en disponer una capa de arcilla bentonítica (del tipo montmorillonita) entre dos geotextiles (tipo sándwich). (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Cuando se utilizan geomembranas sus dimensiones óptimas vienen determinadas por la forma y el tamaño de los humedales. Es por ello que una vez construidas las celdas, los técnicos instaladores de las láminas deben acceder a la obra para tomar medidas. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

El anclaje de las geomembranas se realizará en la coronación del talud. El método más corriente consiste en utilizar una zanja periférica en la cual se fija la lámina. Dicha zanja será una excavación a un metro de la cresta del talud, con unas dimensiones mínimas de 0.3 x 0.3 m. En los sitios donde las tuberías penetran en las celdas se debe recortar la lámina; además, si las tuberías son de PVC, se debe aplicar sobre éstas una pieza especial (manguito) que se desliza alrededor de la tubería, se suelda a ésta, y después a la geomembrana. En el caso de que la tubería sea de otro material, la unión del manguito debe hacerse por encolado o presión y posterior sellado. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Una vez la geomembrana está instalada se coloca el geotextil interior si procede. Su colocación es similar a la de la geomembrana y es preferible que extienda hacia fuera de las celdas para que no se acumule tierra y otros materiales entre él y la lámina. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Material granular: El relleno de las celdas con el medio granular en los humedales de flujo horizontal se inicia con la colocación de la franja de material de mayor tamaño en el inicio y el final de las celdas. A continuación, se procede a colocar el propio medio granular. En los humedales de flujo vertical se colocan las capas de material granular según su tamaño evitando la mezcla entre ellas. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

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Es muy importante comprobar que el material granular que se va a colocar está bien limpio y libre de finos. Se debe hacer un buen control de calidad al respecto.

Vegetación: La plantación de la vegetación es la última etapa en la construcción de este tipo de sistemas. Esta actividad se realiza una vez el material granular ha sido colocado y nivelado, se han conectado todas las conducciones y cajas de distribución, y se han llevado a cabo las comprobaciones hidráulicas. Cuando se realiza la plantación, las celdas ya deben tener agua. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Las plántulas se insertan en pequeños agujeros efectuados manualmente en el medio granular que después se tapan. Una parte de la biomasa subterránea de las plantas debe estar sumergida en el agua. La plantación se puede efectuar al tresbolillo con una densidad de 3 plantas por metro cuadrado. En la zona mediterránea las plantaciones que se han realizado entre marzo y octubre han dado buenos resultados. No obstante, el mejor momento para plantar es entre abril y mayo. De hecho, si se planta carrizo en abril con una densidad de 3 plantas por metro cuadrado, a finales de agosto se tiene una cobertura casi total. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

En el caso de que se utilicen rizomas estos deben tener como mínimo 3 entrenudos. También se insertan en pequeños agujeros de manera que un extremo debe estar sumergido en el agua y el otro sobresale por encima del nivel del medio granular.

Una vez se ha realizado la plantación es conveniente que el agua esté uno o dos centímetros por encima del nivel del medio granular para evitar el crecimiento de malas hierbas. Luego, cuando los vegetales han alcanzado un buen desarrollo, el nivel se sitúa a 5 centímetros por debajo de la superficie del medio granular (este es el nivel con el que se opera habitualmente). Se debe tener en cuenta que si hay agua encima del medio granular se pueden generar malos olores y una alta presencia de insectos, con lo que a veces no es posible mantener un cierto encharcamiento durante periodos de tiempo prolongados. No obstante, es muy recomendable tener encharcado el sistema como mínimo durante los dos primeros meses. Cuando los humedales se encharcan es muy importante que haya partes de plantas que no queden sumergidas y que estén en contacto con el aire. De otro modo las plantas acaban muriendo. (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

Si después de un año la vegetación no se llega a consolidar, se debe proceder a su reposición. De hecho, se considera que la vegetación se ha consolidado cuando se ha completado un ciclo biológico completo (crecimiento, floración, producción de semillas y senescencia de las partes aéreas).

La plantación de las especies ornamentales para mejorar la estética del sistema se realizará cuando toda la obra esté acabada y se hayan delimitado los caminos y los espacios verdes. Se recomienda plantar especies propias de la zona ya que se adaptan mejor y es más fácil su supervivencia (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

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La operación es muy importante si quieren obtenerse buenos resultados:

• En humedales subsuperficiales, el agua debe cubrir todas las partes que quedan bajo la superficie del humedal.

• El humedal debe ser verificado periódicamente para asegurar que el agua se está moviendo a través de todas las partes del humedal, que el aumento de residuos no ha bloqueado caminos de flujo y no se han desarrollado áreas de estancamiento que aumentan la probabilidad de mosquitos.

• Los humedales deben verificarse después de subidas importantes de caudal o en lugares con muy bajas temperaturas, después de la formación de hielo, ya que pueden afectar el substrato y particularmente a las estructuras de salida.

• La vegetación debe ser inspeccionada regularmente y deben quitarse las especies invasoras.

• Los herbicidas no deben usarse excepto en circunstancias extremas, y sólo entonces y con cuidado extremo, dado que pueden dañar severamente la vegetación emergente.

• Las ratas, tuzas y otros roedores pueden dañar los diques y la impermeabilización. Por tanto, deben preverse las medidas necesarias para evitar que esto ocurra

• Cuando el agua está en movimiento se minimiza el riesgo de desarrollo de mosquitos. • Es esencial un plan de control escrito para la continuidad del sistema a largo plazo. • El control para cumplir con las limitaciones del permiso de descarga representa el

mínimo para el muestreo y análisis. La frecuencia del muestreo y los parámetros a medir dependerán de dichas exigencias.

• Si el agua residual pudiera contener contaminantes tóxicos, como pesticidas o metales pesados, deben analizarse los sedimentos una o dos veces al año para supervisar el aumento potencial de estos contaminantes en los sedimentos del humedal.

• El efluente debe analizarse durante las tormentas importantes para asegurar que están reteniéndose los sedimentos en el humedal.

• El agua subterránea también debe supervisarse una vez o dos veces al año para asegurar que el humedal no la está contaminando

• Debe supervisarse la vegetación periódicamente para evaluar su salud y abundancia. Para humedales que no reciben cargas altas, la supervisión de la vegetación no se necesita que sea cuantitativa. Normalmente bastará con observaciones cualitativas. Los sistemas grandes y aquellos que están muy cargados requerirán ser supervisados más frecuente, y de forma cuantitativa

• La composición de las especies y densidad de las plantas se determina fácilmente, inspeccionando parcelas cuadradas, normalmente de 1 m x 1 m, dentro del humedal. Los cambios a tener en cuenta incluyen un aumento en el número de especies no deseadas o agresivas, una disminución en la densidad de la capa vegetativa, o señales de enfermedad en las plantas.

• Los sedimentos, la capa de residuos, y la profundidad del agua deben verificarse de vez en cuando (García Serrano & Corzo Hernández, 2008)

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8.5 Filtración intermitente en arena

Los filtros intermitentes son lechos profundos de arena o de otro material finamente granulado, disponible para el tratamiento de aguas residuales que previamente han recibido pretratamiento, es decir, que han sido tratadas por un tanque séptico o una laguna facultativa, por ejemplo. (CONAGUA, 2016)a

La filtración intermitente de arena es un proceso de purificación del agua, el cual consiste en hacer pasar el agua residual a través del lecho filtrante reteniéndose de esta manera la materia orgánica y los sólidos suspendido presentes en el agua residual. (CONAGUA, 2016)a


Básicamente los filtros intermitentes de arena constan de un medio filtrante, un sistema de distribución superficial, un sistema de drenaje y dispositivos de regulación del filtro.

a) Medio filtrante: El medio filtrante no es más que arena limpia seleccionada por su tamaño efectivo y coeficiente de uniformidad. En general, la eficiencia y el grado de remoción de sólidos mediante la filtración depende de las características y propiedades del medio filtrante, esto es: permeabilidad, porosidad y tamaño del poro. Por lo tanto, el tratamiento y el proceso de respiración hidráulica pueden ser efectivos si la arena y grava son óptimamente seleccionadas. El desplazamiento del aire requiere que el medio sea totalmente permeable ya que ésta permeabilidad en el aire o agua puede ser reducida con una saturación parcial de la humedad. Es recomendable seleccionar un medio que drene completamente el agua residual.

b) Sistema de distribución: El sistema de distribución tiene como objetivo aplicar el agua residual sobre el lecho de arena y consiste de tubería perforada o de juntas abiertas instaladas sobre la superficie de arena

c) Sistema de drenaje El sistema de drenaje es la tubería localizada en el fondo del filtro colocada en una zanja, la cual se encuentra cubierta y rodeada de grava limpia (CONAGUA, 2016)a

Figura 10. Esquema de un filtro intermitente de arena (vista en planta) (CONAGUA, 2016)a

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Los criterios de diseño para un filtro intermitente de arena que pueden llevar a un dimensionamiento definitivos del sistema son los siguientes:

a) Carga: Cuando la DBO y los sólidos suspendidos se encuentran por debajo de los 30 mg/l podrían satisfacer los requerimientos para un filtro de etapa simple con arena media, lo cual produce un adecuado funcionamiento del sistema. Si se requiere una mejor calidad del efluente es necesario un sistema de filtración de dos etapas con arena fina también en la segunda etapa. El área total del filtro requerida para la operación de paso simple es obtenida dividiendo el nivel de flujo estimado del influente por la tasa de filtración seleccionada para el sistema. Podría incluirse una unidad filtrante para permitir una operación continua cuando se requiera realizar la limpieza de la unidad por varios días. El mejor arreglo es el de 3 lechos filtrantes para permitir una máxima flexibilidad.

b) Grava y arena: El espesor de la capa de arena no debe ser menor de 90 cm Generalmente, las capas de arena se establecen con un espesor de 90 a 100 cm pero no se limita la profundidad. El tamaño efectivo de la arena seleccionada es el tamaño percentil 10; por ejemplo, sólo el 10% del filtro de arena por peso es más pequeño que este tamaño porcentual 10. El coeficiente de uniformidad es la relación del tamaño percentil 60 entre el tamaño percentil 10. La arena para filtros de etapa simple deberá tener un tamaño efectivo entre rangos de 0.20 a 0.60 mm y un coeficiente de uniformidad menor a 3.5 con menos del 1% de arena menor de 0.1 mm. El diseño de la profundidad de la arena en el lecho deberá ser al menos de 45 cm más un coeficiente de profundidad para mínimo un año de ciclo de limpieza. Una operación de limpieza sencilla podría remover de 2.5 a 5 cm de arena; y un filtro funcionando 30 días podría requerir 30 cm de arena adicional. Normalmente se usa un lecho profundo de 90 cm de arena como ya se ha mencionado para asegurar un tratamiento eficiente del filtro. Sobre el drenaje se colocan tres o más capas de grava limpia y graduada, una capa de grava graduada separa de 30 a 45 cm la capa de arena desde los desagües. La capa del fondo se gradúa de manera que su tamaño efectivo sea cuatro veces más grande que la abertura en la tubería de drenado.

c) Ciclo: En el funcionamiento de un filtro intermitente de arena se considera normal hacer una aplicación de aguas residuales por día. Se necesitan dos o más filtros para el mantenimiento y descanso de los lechos. Se debe tener una capacidad suficiente para cubrir el lecho con una lámina de 2.5 a 10 cm del líquido en una sola aplicación. Cada dosis debe filtrarse en la superficie de 20 a 30 minutos después de cada aplicación al filtro.

d) Distribución El líquido entrante se puede distribuir sobre el lecho de arena por medio de un sistema de tubos. Cada salida o desagüe no debe estar espaciado a más de 9 a 12 m. El sistema de tuberías debe proyectarse de modo que la velocidad no sea menor de 0.30 m/s

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cuando se disponga de carga suficiente; y todos los tubos deben tener una pendiente dirigida hacia un mismo punto para facilitar el drenaje del sistema. Para la distribución pueden usarse canales de madera o tubos metálicos colocados en forma tal que el máximo recorrido lateral del líquido sea de 7 metros.

e) Desagües El efluente se extrae por debajo del filtro a través de un sistema de drenes a los cuales penetra después de haber pasado a través del lecho de arena. No hay dispositivos de regulación en la salida, puesto que la velocidad de filtración se regula por medio del aparato de dosificación y por la velocidad con que la dosis llega. El aparato de dosificación debe responder rápidamente a las variaciones de gasto del líquido entrante. (CONAGUA, 2016)a

En la tabla 4 se presentan los criterios de diseño para filtros intermitentes de arena.

Tabla 4. Criterios de diseño recomendados para filtros intermitentes de arena (CONAGUA, 2016)a

FACTOR DE DISEÑO RANGO RECOMENDADO

Pretratamiento: Sedimentación (tanque séptico o equivalente)

Medio Filtrante

Tamaño efectivo 0.25 – 0.5 mm 0.35

Coeficiente de uniformidad < 4 3.5

Profundidad 45 – 90 cm 60 cm

Capas de drenaje

Tipo Grava durable y lavable

Tamaño 9.52 – 19.06 mm

Drenaje

Tipo Abertura o tubería perforada

Tamaño 7.6 – 10.16 cm 10.16 cm

Pendiente 0 – 1.0%

Distribución de presión

Tamaño de tubería 2.54 – 5.08 cm 3.18 cm

Tamaño de orificio 3 – 6 mm 3 mm

Carga sobre el orificio 0.9 – 1.5 mca 1.5 mca

Espacio lateral 0.46 m – 1.22 m 0.61 m

Espacio de orificio 0.46 m – 1.22 m 0.61 m

Parámetros de diseño

Tasa de filtración 0.0162 – 0.0407 m3/m2*d 0.0244 m3/m2*d

Carga orgánica 2.44 – 9.76 gr DBO5/m2*d <4.88 gr DBO5/m2*d

Frecuencia de dosis 3 – 6 veces / d 4 veces / d

Volumen del tanque de dosificación (flujo diario)

0.5 – 1.0 0.5

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Remoción 90 – 98%

Coliformes 98 – 99%

Sólidos en suspensión 75%


A menos que los lechos sean de dimensiones muy reducidas, los filtros intermitentes de arena se construyen de dos o más unidades dotadas de sus correspondientes mecanismos de dosificación facilitando así la distribución del líquido y el manejo de las unidades. A los lados y los fondos se les da forma de artesas o acanalamientos bajos paralelos, colocando cada uno en una zanja con un desagüe inferior, descargando el líquido filtrado en un tubo colector transversal que lo lleva hacia un punto de descarga debidamente situado. Se recomienda construir el ancho de la zanja aproximadamente de 1.5 m. En caso de ser necesaria una segunda línea, ésta podrá construirse colindando con la primera, duplicándose el ancho de la zanja. En este caso sólo se requerirá una tubería de recolección localizada a la distancia media entre las dos tuberías de distribución cuando el área de las zanjas de absorción sobrepase 170 m2 se recomienda la instalación de un elemento dosificador a la entrada. Dicho elemento podrá ser un sifón una bomba o cualquier otro sistema que cumpla con esta función. El tamaño del tanque y del elemento dosificador estará determinados por los caudales a tratar. (CONAGUA, 2016)a

Sobre los desagües y sobre el fondo entero de la zanja se colocan cuidadosamente tres capas de grava limpia de un tamaño seleccionado, cubriéndolos hasta una profundidad no menor de 15 cm. Los tres tamaños de grava oscilan de 3.3 cm para la gruesa, 1.9 cm para la media y 0.6 cm la grava más fina; cada una de estas capas deben colocarse de tal forma que la más gruesa quede en el fondo, posteriormente la de tamaño medio y por último la grava más fina. (CONAGUA, 2016)a

Finalmente, por encima de todo se coloca la arena también de un tamaño y uniformidad aprobados. El sistema de drenaje es tubería PVC perforada de 3 a 4 pulgadas, la cual debe situarse con una pendiente de 0.025 a 1% adecuada para transportar una velocidad de 0.30 a 1.22 m/s. (CONAGUA, 2016)a

El sistema de distribución es el último factor a considerar en el diseño, este consiste de línea de suministro, múltiple y laterales de distribución La línea de suministro es generalmente tubería PVC de 1 a 2 pulgadas conectada hacia el múltiple. Este generalmente es tubería PVC de 2 pulgadas, el cual alimenta a dos o más laterales. (CONAGUA, 2016)a

Los laterales generalmente también son tubería PVC de 1 a 2 pulgadas y estos deben conectarse al múltiple en una configuración “Hi”, el espacio entre ellos debe ser entre 5 y 13 m.

También puede construirse los filtros intermitentes de arena en forma circular con paredes de hormigón y pilar central del mismo material, el cual sostiene un mecanismo giratorio que

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distribuye el agua residual con mayor eficacia. Por eso, en algunas partes se acepta una razón de aplicación del agua mayor que otros. (CONAGUA, 2016)a


Como ya se mencionó anteriormente, el mecanismo de acción de este proceso es a través de una dosificación intermitente del agua residual para cubrir la superficie del filtro, formando una capa de 5 a 8 cm, y a medida que el agua residual pasa hacia abajo a través de la arena se arrastra el aire desde la superficie. (CONAGUA, 2016)a

A medida que se van aplicando las dosis a un filtro de arena, se forma también en la superficie del lecho una trama de materia orgánica. Esta trama se mantiene unida por el pelo, el papel y otros materiales tenaces alcanzando un espesor de 8 a 12 mm antes de que sea necesario quitarla. Mientras el filtro está funcionando con suficiente rapidez no es necesario eliminar esta capa, pero cuando el lecho muestra seriales de obstrucción se requiere romper dicha capa seca. La mayor parte de la acción del filtro tiene lugar en la capa formada por los 12.5 a 20.0 cm superiores del espesor del lecho, pero en ocasiones, el lecho se obstruye tanto que es necesario levantar de 2 a 5 cm; además de la trama seca de la superficie o aflojar la superficie mediante un pase de arado o de rastra. (CONAGUA, 2016)a

Es elemental que sobre los lechos no se permitan estancamientos puesto que con esto se produce una acción séptica, olores molestos y un efluente de baja calidad. El estancamiento es un indicador de la necesidad de limpiar el lecho y, además, cuando la operación intermitente del filtro alcanza una predeterminada caída de presión, el lecho debe ser drenado y limpiado. (CONAGUA, 2016)a

Cuando se presenta con cierta frecuencia la necesidad de un tratamiento de limpieza en el filtro, puede ser indicio de que se está cargando demasiado y entonces convendrá, o reducir la dosis de aplicación o mejorar el tratamiento preliminar. Debe evitarse incorporar por medio del arado el material obstruido al resto del lecho, pues esto pondría al lecho en peores condiciones de las que tenía cuando se observó el defecto al inicio. La superficie de los lechos debe mantenerse a nivel para proveer una distribución uniforme del agua residual, y no deben dejarse crecer hierbas o pasto sobre los lechos. (CONAGUA, 2016)a

En un lecho bien operado el material del filtro puede durar indefinidamente sin modificarse, salvo en lo que se refiere a la reposición de la arena que se pierde en las limpias del lecho. Sin embargo, si se hace funcionar un filtro con una intensidad demasiado grande, aunque la calidad del líquido saliente pueda ser satisfactoria, será necesario quitar la arena periódicamente y sustituirla. (CONAGUA, 2016)a

8.6 Pozos de absorción

Constituyen un método para la disposición de aguas residuales (preferentemente tratadas) por medio de su infiltración en terrenos porosos.

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El pozo de absorción permite el tratamiento de los líquidos a través de materiales pétreos como arena, grava y la combinación de ambas, previo a la disposición final al cuerpo receptos (suelo).

Para mantener la verticalidad y buen funcionamiento del pozo de absorción se recomienda colocar el material filtrante de la siguiente manera:

• Del fondo del pozo de forma ascendente colocar una capa de arena limpia. • Sobre la capa de arena colocar una capa de grava. • De la capa de grava hasta 50 centímetros debajo de la caída del efluente colocar piedra

cuarta.

La Norma Oficial Mexicana NOM-014-CONAGUA-2003 establece los requisitos que deben cumplir: la calidad del agua; la operación y el monitoreo utilizados en los sistemas de recarga artificial de acuíferos con agua residual tratada. Será aplicable a las obras planeadas de recarga artificial tanto nuevas como existentes que descarguen aguas residuales tratadas para este propósito y cuya función sea almacenar e incrementar el volumen de agua en los acuíferos para su posterior recuperación y reúso. Esta norma por ninguna razón implica una autorización, permiso o concesión para la extracción del agua recargada al acuífero, ni puede ser interpretada en tal sentido.


Para calcular las dimensiones del pozo no debe considerarse el área arriba del tubo de alimentación ni el fondo de la excavación porque se colmatará rápidamente, debe tomarse en cuenta la superficie bajo la línea de entrada del agua, determinada por el nivel de la cañería de llegada. Si parte del terreno es impermeable debe restarse la superficie correspondiente. (Unda Opazo, 1969)

Para efectuar la prueba de absorción a medida que se va excavando el pozo y a diferentes profundidades se hacen excavaciones de 0.30 X 0.30 m de base por 0.35 m de profundidad a fin de obtener una cifra media. Después de extraer la tierra desprendida se coloca en el fondo una capa de 5 cm de arena gruesa o gravilla; luego se llena con agua y se deja que se filtre totalmente. Después se vuelve a llenar de modo que el agua permanezca en él por lo menos cuatro horas y de preferencia por la noche para que el terreno se sature. Posteriormente se ajusta la altura del agua hasta una profundidad de 0.15 m y se determina el tiempo que tarda en bajar 2.5 cm (velocidad de infiltración), midiendo el descenso después de treinta minutos para terrenos normales o diez minutos para terrenos arenosos o muy permeables. Si por ejemplo el nivel del agua desciende 0.25 m en treinta minutos, la velocidad de filtración es de tres minutos (tiempo que tarda en bajar 2.5 cm). (Unda Opazo, 1969)

Conociendo el coeficiente de absorción la ecuación más apropiada para determinar la profundidad del pozo es la siguiente:

36

𝐻𝐻 =𝐾𝐾1𝑒𝑒𝑥𝑥

3.14𝑒𝑒𝐷𝐷

𝐻𝐻 = 𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑎𝑎𝑛𝑛𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑝𝑝𝐴𝐴, (𝑡𝑡)

𝐾𝐾1 = 𝐶𝐶𝐴𝐴𝑑𝑑𝐶𝐶𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝑑𝑑𝑛𝑛𝑃𝑃𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑎𝑎𝑎𝑎𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴ó𝑛𝑛, (𝑡𝑡2

ℎ𝐴𝐴𝑎𝑎 𝑑𝑑)

𝑥𝑥 = 𝑥𝑥ú𝑡𝑡𝑑𝑑𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑎𝑎𝐴𝐴𝑛𝑛𝐴𝐴𝑎𝑎 𝑎𝑎𝑑𝑑𝐴𝐴𝑣𝑣𝐴𝐴𝑑𝑑𝐴𝐴𝑎𝑎 𝐷𝐷 = 𝐷𝐷𝐴𝐴á𝑡𝑡𝑑𝑑𝑃𝑃𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑏𝑏 𝐴𝐴𝐴𝐴𝑝𝑝𝐴𝐴, (𝑡𝑡)

Tabla 5. Coeficientes de absorción del terreno

TIEMPO EN MINUTOS PARA QUE EL NIVEL DEL AGUA BAJE 2.5 CM (PRUEBA DE ABSORCIÓN)

SUPERFICIE DE FILTRACIÓN REQUERIDA POR PERSONA Y DÍA EN m2 (K1)

1 0.88

2 1.08

5 1.44

10 2.25

30 4.5

Más de 30 Terreno inadecuado

8.7 Trampa de grasas

La trampa de grasas o interceptor de grasas es un sistema ubicado enseguida de las líneas de desagüe de la fuente, su función es separar y recolectar las grasas y aceites del agua usada y evita que estos materiales ingresen a la red de alcantarillado público y/o a los siguientes procesos de tratamiento.

Las trampas de grasas retardan el flujo del agua procedente de los desagües, con lo que las grasas y el agua tienen tiempo para separarse. Al separarse las grasas flotan en la superficie mientras que otros sólidos más pesados se depositan en el fondo de la trampa. El resto del agua pasa libremente por el alcantarillado de la ciudad.

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Los componentes básicos de una trampa de grasas son los siguientes:

• Entrada: Tubería por donde accesa el influente a tratar.

• Pared deflectora: Mampara ubicada dentro de la trampa de grasas, que actúa como separadora del agua a tratar con el efluente tratado.

• Salida: Tubería por donde sale el efluente libre de grasas

Figura 11. Esquema general de una trampa de grasas

9 DE LA CAPACITACIÓN A LOS USUARIOS

Una vez concluida la instalación de los sistemas tratamiento, se deberá brindar una capacitación presencial a todos los usuarios beneficiados, seleccionando uno de los sistemas instalados como modelo de referencia, mostrando de manera física las acciones de limpieza, mantenimiento y operación de cada componente del sistema, para esta parte se deberá entregar previamente el manual en español y en los casos que aplique en una comunidad indígena, se deberá entregar adicional un manual en la lengua de la comunidad, de tal manera que se puedan seguir los pasos del manual y los usuarios puedan ligar lo mostrado en el manual impreso con actividades que realicen los capacitadores en el sistema que se haya elegido como sitio de capacitación.

Se deberá invitar a esta actividad a las autoridades municipales o a personal del Organismo Operador, según sea el caso, para que cuenten también con la capacitación respectiva y puedan brindar asesoría posterior en caso que el usuario tuviera alguna dificultad con el sistema, para brindar una capacitación adecuada, se deberá limitar la misma hasta a 20 usuarios beneficiados, contándose por vivienda, de tal manera que si existen comunidades dispersas se podrán conjuntar para la capacitación esta cantidad.

Se deberá proveer en el manual, de las actividades básicas de operación y mantenimiento, así como de acciones básicas para los casos que ocurra un taponamiento del efluente o el influente en el sistema, así como sus posibles soluciones, en caso que el sistema presente un fallo mayor, se deberá pedir apoyo a los Organismos Operadores o contactar al instalador.

9.1 Acciones posteriores a la instalación y verificación del sistema

Para la identificación del sistema instalado por la Comisión Nacional del Agua se deberá colocar una pequeña placa metálica en la vivienda o en alguno de los componentes del

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sistema de tal manera que sea fácilmente visible e identificable, con la leyenda “Esta vivienda cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales que cumple con los lineamientos técnico de CONAGUA” los cuales se deberán inscribir como se muestra a continuación:

El identificador deberá contar con el logotipo de la Comisión Nacional del Agua, las dimensiones de la placa deberán ser de 35 cm de base con 22cm de altura.

10 BIBLIOGRAFÍA

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41

Anexo 1. Normatividad aplicable a la descarga, recarga de acuíferos y reutilización de agua residual tratada.

NOM-001-SEMARNAT-1996. Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales

Tiene como objetivo proteger la calidad de las aguas nacionales y posibilitar su uso benéfico. Estará en función de los tipos de cuerpos receptores: superficiales continentales; marinos interiores y territoriales; y suelo. Se fijarán los límites máximos permisibles para contaminantes básicos, patógenos, tóxicos y conservativos. Será complementada con condiciones particulares de descarga. Los parámetros adicionales estarán en función de los usos del agua y la capacidad de asimilación y dilución del cuerpo receptor.

NOM-002-SEMARNAT-1996. Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado

urbano o municipal

Su objetivo es el control de los contaminantes convencionales y no convencionales para proteger la infraestructura del alcantarillado, los sistemas de tratamiento y abatir los costos de la depuración de las aguas residuales municipales.

NOM-003-SEMARNAT-1997. Establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público

El objetivo de esta Norma es proteger la salud de los usuarios de las aguas tratadas y al medio ambiente por los efectos negativos ocasionados por los subproductos del tratamiento.

NOM-006-CONAGUA-1997. Fosas sépticas prefabricadas-Especificaciones y métodos de prueba.

Su objetivo es establecer las especificaciones y métodos de prueba de las fosas sépticas prefabricadas, para el tratamiento preliminar de las aguas residuales de tipo doméstico, con el fin de asegurar su confiabilidad y contribuir a la preservación de los recursos hídricos y del ambiente.

http://diariooficial.gob.mx/nota_to_imagen_fs.php?cod_diario=208862&pagina=68&seccion=0

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http://dof.gob.mx/nota_to_imagen_fs.php?codnota=4881304&fecha=03/06/1998&cod_diario=209319



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https://www.sinec.gob.mx/SINEC/Vista/Normalizacion/DetalleNorma.xhtml?pidn=d0p5ek9uR3JCdWx3YVVJN2hybGgzUT09

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Anexo 2. Humedales artificiales.

Tabla 6. Especies vegetales utilizadas en los humedales artificiales

SISTEMAS DE FLUJO SUPERFICIAL

(especies flotantes o sumergidas)

SISTEMAS DE FLUJO SUBSUPERFICIAL

(especies emergentes)

Nombre científico Nombre común Nombre científico Nombre común

Eichornia crassipes Jacinto o lirio acuático Typha angustifolia Tule

Lemna sp Lenteja de agua Typha latifolia Tule, espadaña

Wolffia sp Scirpus sp Tule, Junco

Pistia stratiotes Lechuga de agua Carex sp Junco

Elodea candensis Eleocharis sp Junco

Hydrilla verticillata Juncus sp Junco

Limnobium stolontferum Cucharita, Chilicastle tostón Arundo donax Caña

Lemna gibba Lenteja de agua Phragmites communis Carrizo

Phragmites australis Carrizo

Schoenoplectus californicus Junco

Cyperus papyrus Papiro

Zantedeschia aethiopica Alcatraz o cala

Tabla 7. Características cinéticas, concentraciones en el fondo y factores Ө

FLUJO SUPERFICIAL FLUJO SUBSUPERFICIAL

Parámetro KA,20°

m/año C*, mg/L Ө KA,20° m/año C*, mg/L Ө

DBO 34 3+ 1.00 180 3+ 1.00

SST 1000 5+ 1.00 3000 7+ 1.00

NT 22 1.5 1.05 27 1.5 1.05

PT 12 0.02 1.00 12 0.02 1.00

CF 75 50+ 1.00 95 10+ 1.00

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Tabla 8. Órdenes de magnitud de la conductividad hidráulica (ks) en función del tipo de material granular utilizado como substrato en un humedal construido de flujo subsuperficial

TIPO DE SUBSTRATO

TAMAÑO EFECTIVO D10 (mm) POROSIDAD (%) CONDUCTIVIDAD

HIDRÁULICA (m3/m2*d)

Arenas graduadas 2 28-32 100-1,000

Arenas gravosas 8 30-35 500-5,000

Gravas finas 16 35-38 1,000-10,000

Gravas medianas 32 36-40 10,000-50,000

Rocas pequeñas 128 38-45 50,000-250,000

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