Entornos saludables hacia el saneamiento básico
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Sistemas y procesos
Unidad 2
Entornos saludables hacia el
saneamiento básico
Los sistemas de recolección y transporte de aguas residuales y/o lluvias se clasifican de acuerdo con su naturaleza en los siguientes tipos:
Sistemas convencionales de alcantarillado
Estos se refieren a los alcantarillados conocidos como alcantarillados separados y alcantarillados combinados. Los alcantarillados separados son colectores (tuberías) cuya función es evacuar las aguas residuales producidas por las viviendas y el otro colector evacúa las aguas lluvias hasta la red pública de alcantarillado o el punto emisario o final de descarga, que generalmente son cuerpos de agua como ríos, quebradas, lagunas y el mar; de ahí la importancia de tratar las aguas residuales domésticas como industriales para no contaminar las fuentes hídricas superficiales y subterráneas, este tipo de alcantarillado es el ideal, en comparación con el alcantarillado combinado, ya que en este último a través de un solo colector se evacuan las aguas lluvias y residuales.
Son sistemas de menor costo y aun así cumplen la función de contribuir al saneamiento de los territorios, en este sistema se encuentran los alcantarillados simplificados, condominiales y por último los alcantarillados sin arrastre de sólidos; estos son usados en poblaciones pequeñas (nivel de complejidad bajo).
Los alcantarillados simplificados funcionan como un alcantarillado sanitario convencional, pero teniendo en cuenta para su diseño y construcción consideraciones que permiten reducir el diámetro de los colectores, reducir el número de pozos de inspección o sustituirlos por estructuras más económicas.
Los alcantarillados condominiales son sistemas que recogen las aguas residuales de un conjunto de viviendas que normalmente están ubicadas en un área inferior a una hectárea mediante colectores simplificados, y son conducidas a la red de alcantarillado municipal o a la planta de tratamiento de agua residual (PTAR).
Los alcantarillados sin arrastre de sólidos son sistemas en los que el agua residual de una o más viviendas es descargada a un tanque interceptor de sólidos donde estos se retienen y degradan, produciendo un efluente sin sólidos sedimentables que es transportado por gravedad en un sistema de colectores de diámetros reducidos y poco profundos que son usados en comunidades pequeñas.
Antes que nada, hay que recordar que en las ciudades hay más posibilidades que las aguas residuales puedan ser evacuadas a través de una red pública de alcantarillado, pero aún esa brecha entre lo urbano y rural es amplia, por esto, lo que busca el saneamiento básico en la ruralidad es brindar soluciones sanitarias para esos lugares remotos, vulnerables y en ocasiones hasta desconocidos para muchos, donde las condiciones de salubridad deben mejorarse.
Existen métodos de saneamiento no convencionales, como son las letrinas, cuya función es la de prestar el servicio de unidad sanitaria, evitando por ejemplo la defecación al aire libre, esto también busca que las poblaciones no se vean afectadas en la salud por las infecciones y virus que se sabe generan las aguas residuales con heces fecales.
Una letrina es una estructura que se construye para disponer las excretas o materia fecal, con la finalidad de proteger la salud de la población y evitar la contaminación del suelo, aire y agua (RAS, 2000). A continuación, se describen algunos tipos de letrinas:
Se diferencia de la letrina tradicional simple por tener un tubo de ventilación vertical que tiene una malla en su extremo superior para evitar la entrada de las moscas que provoca una circulación de los gases.
En la pared de la puerta se debe tener una abertura en la parte superior que permita que la corriente de aire entre. Esta debe ser tres veces más grande que la sección transversal del tubo de ventilación.
Los tubos de ventilación pueden ser cuadrados o circulares estos últimos deben tener un diámetro de 15 a 23 cm. El tubo de ventilación debe sobresalir 50 cm, de la caseta.
Ventajas:
La circulación constante del aire elimina los olores por la parte superior del tubo de ventilación vertical.
Paso N°1. Calcule el peso de sólidos húmedos aportados por materia fecal diarios.
En Colombia, el porcentaje de las aguas residuales tratadas es del 52 %. Actualmente en el país se generan 2.126 millones de metros cúbicos de aguas residuales municipales al año y se estima que a 2050 se generarán 2.765 millones de metros cúbicos de aguas residuales (PMAR 2020-2050).
En la siguiente figura se presenta la evolución en el porcentaje de agua residual tratada en las cabeceras municipales del país.
Es una necesidad que las aguas residuales sean tratadas antes de ser vertidas a la red pública de alcantarillado, ya que estas finalmente llegan a los cuerpos de agua más cercanos de los municipios y ciudades, los cuales son contaminados y esto no solo afecta el componente ambiental del agua, también afecta la salud de las comunidades ya que aguas abajo, generalmente usan estas con fines de riego agrícola, uso en la ganadería y hasta como fuente de captación para los acueductos.
Estos son procesos y operaciones unitarias que intervienen en las diferentes etapas de tratamiento de las aguas residuales:
El objetivo es la eliminación de objetos gruesos, arenas y grasas. Se utilizan procesos físicos que consisten en la separación de grandes sólidos, desbaste, tamizado, desarenado y desengrasado en las aguas residuales domésticas.
El objetivo es la eliminación de materia sedimentable y flotante. Se utilizan procesos físicos y químicos como lo es la decantación primaria y tratamiento fisicoquímico (coagulación, floculación).
El objetivo es la eliminación de materia orgánica disuelta o coloidal. Se utilizan procesos biológicos de degradación bacteriana y decantación secundaria; entre los procesos más importantes están los procesos aerobios y procesos anaerobios.
La línea de lodos tiene como objetivo, tratar los subproductos sólidos (fangos) originados en la línea de agua de la planta de tratamiento de agua residual. Estos lodos (llamados también biosólidos) deben ser reducidos en volumen para facilitar su manejo (espesamiento), ser estabilizados para evitar fermentaciones y crecimiento de organismos patógenos (digestión) y deshidratarse para conseguir una buena textura que facilite su manejo y transporte hacia su uso o disposición final (deshidratación). Los biosólidos pueden usarse, siempre y cuando estén libres de patógenos, metales y otros elementos tóxicos y peligrosos.
Los gases pueden ser usados dentro de la misma PTAR por ejemplo para el mismo calentamiento de los biodigestores, en el uso de motores estacionarios o en microturbinas de gas, y no simplemente quemarlo.
Generalmente en regiones rurales, las comunidades carentes de agua potable no presentan condiciones sociales, económicas y culturales adecuadas para mantener y operar una estación convencional de tratamiento de agua. Las opciones de tratamiento de agua en el punto de uso (POU) son sistemas de bajo costo y pequeño porte que pueden ser una alternativa para el abastecimiento de agua potable a nivel familiar en zonas rurales (Duran et al., 2019).
En relación a lo anterior, las alternativas de tratamiento in situ o individuales pueden ser atractivas si se construyen a partir de materiales comunes y si son lo suficientemente simples como para ser construidas y mantenidas por los usuarios (Wong & Stenstrom, 2018).
A continuación, se describen los principales tratamientos no convencionales que son: construcción de humedales, infiltración rápida, flujo superficial, aplicación en terrenos de baja velocidad, infiltración sub superficial, pozos o tanques de estabilización, filtración lenta en arena y zanja de oxidación.
Este tipo de humedales se componen de: un medio poroso, nivel del agua debajo de la superficie del medio en la que se presenta penetración de raíces; las plantas más usadas son las Macrófitas emergentes.
Tienen por objeto provocar la sedimentación de los sólidos que se encuentran en contacto con el agua y retenerlos por un periodo de tiempo suficiente para asegurar la descomposición satisfactoria de la materia orgánica mediante la acción anaerobia bacterial.
Deben ser ubicados así:
Funciones:
Volumen total = suma del volumen destinado a la digestión (Vd) + Volumen de lodos (Vl)
Volumen de lodos
Para este tipo de captación de agua lluvia se deben tener en cuenta los siguientes requerimientos:
CAPTACIÓN
Pendiente del techo no menor de 5 % en dirección de las canales de recolección.
Coeficiente de escorrentía según el material constructivo:
Lámina metálica 0.9
Tejas de arcilla 0.8 - 0.9
Madera 0.8 - 0.9
Paja 0.6 – 0.7
Recolección
* El material de las canales debe ser liviana, resistente al agua y fácil de unir.
La unidad de almacenamiento debe ser duradera y, además:
Tipos de tanques de almacenamiento
La inadecuada disposición de los desechos sólidos genera serios problemas como lo es el deterioro del ambiente por contaminación del recurso agua, aire y suelo, afectaciones en la salud pública, malos olores y proliferación de vectores.
Disposición adecuada de los residuos sólidos domésticos
Como primera medida se debe evitar al máximo la producción de residuos desde la fuente de origen (viviendas) y reciclar lo que más se pueda, antes de usar la alternativa de disposición final.
Estas son algunas de las recomendaciones:
Compostaje
Consiste en la degradación de los desechos sólidos biodegradables con el fin de obtener abono orgánico.
¿Cómo se hace el compostaje?
Para hacer este proceso se debe preparar el lugar en el que se va a hacer la pila del compostaje (puede ser camas hechas en madera).
Disposición de los desechos sólidos biodegradables
Se deben disponer las capas de la siguiente forma:
1. Capa de desechos sólidos biodegradables.
2. Capa de estiércol.
3. Capa de ceniza o cal (regula el pH y evita la proliferación de vectores).
4. Capa de tierra.
Tapar con plástico para evitar el ingreso de aguas lluvias.
La digestión tarda tres meses.
Después de los tres meses retire la capa de encima y se utiliza el abono orgánico (visualmente el material es oscuro).
