Diseño del sistema de aguas servidas 4 PDF

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Diseño del sistema de aguas servidas. - Redes de evacuación y ventilación, ramales, bajantes, colectores, cajas de registro. Materiales. Criterios de instalaciones. Patologías. Soluciones forzadas....

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

TEMA: Diseño del sistema de aguas servidas. - Redes de evacuación y ventilación, ramales, bajantes, colectores, cajas de registro. Materiales. Criterios de instalaciones. Patologías. Soluciones forzadas.

PARALELO: A

Tabla de contenido EJERCICIO PRACATICO DE APLICACIÓN............................................................................4 NUEVA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES....................................4 CRITERIO...............................................................................................................................8 ¿Cuáles serán las características ambientales de la nueva Planta para reducir los niveles de contaminación al momento de las descargas finales en los cuerpos de agua?.........................10 EL AGUA RESIDUAL O SERVIDAS.......................................................................................11 INFLUENCIAS EN EL MEDIO RECEPTOR...............................................................................11 CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES............................................12 DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUAS SERVIDAS PARA LA COMUNIDAD....................13 Tipos de sistemas de aguas residuales...............................................................................13 COMPONENTES DE UN SISTEMA CLOACAL................................................................14 

El ramal de empotramiento........................................................................................14



Tanquilla de empotramiento......................................................................................14



Bocas de visita............................................................................................................14



Tramos........................................................................................................................14



Red de colectores.......................................................................................................14

ESTUDIOS PRELIMINARES...............................................................................................17 

Demográficos..............................................................................................................17



Climatológicos............................................................................................................17



Acueducto..................................................................................................................17



Topográficos...............................................................................................................17



Geológicos:.................................................................................................................18



Características de la localidad.....................................................................................18

CONSIDERACIONES DE DISEÑO.....................................................................................18 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES O AGUAS GRISES.............................21 El saneamiento incluye las funciones;................................................................................21 TIPOS DE AGUAS RESIDUALES DE UNA VIVIENDA...................................................22 1.

Conexión domiciliar....................................................................................................22

2.

Embornal....................................................................................................................22

3.

Pozo de visita..............................................................................................................22

4.

Caja de registro...........................................................................................................22

5.

Conducción.................................................................................................................22

RED SEPARATIVA.................................................................................................................22 RED SEUDOSEPARATIVA O MIXTA.......................................................................................23 DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUAS SERVIDAS..............................................................25

CRITERIO DE DISEÑO DE SISTEMA DE AGUAS SERVIDAS....................................................25 Componentes de las instalaciones sanitarias.....................................................................26 Componentes de instalación de Aguas Residuales.............................................................28 TRAMPAS O SIFONES..........................................................................................................28 VENTILACIÓN SANITARIA....................................................................................................29 BAJANTE.............................................................................................................................36 RAMALES............................................................................................................................37 COLECTORES.......................................................................................................................38 CAJAS DE REGISTRO............................................................................................................40 Consideraciones a tomar en cuenta, en su colocación:......................................................40 MATERIALES.......................................................................................................................43 Poli cloruro de vinilo PVC....................................................................................................44 Tubería de PVC Flexible......................................................................................................44 Uniones..............................................................................................................................45 Tubería de PVC rígido.........................................................................................................45 Juntas.................................................................................................................................46 Criterios de instalación de las instalaciones sanitarias:......................................................46 Criterios a tomar en cuenta................................................................................................47 SOLUCIONES FORZADAS.....................................................................................................48 CONCLUSIONES.....................................................................................................................49 BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................................50

EJERCICIO PRACATICO DE APLICACIÓN NUEVA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Ilustración 1 AREA DESTINANDA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Ilustración 2 AREA DESTINANDA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Ilustración 3 TERREO DE CONSTRUCCION DE LA OBRA

Ilustración 4 AREA DE CONSTRUCCION

Ilustración 5 PRIMERA FASE DE CONSTRUCCION DEL NUEVA PTAR

Ilustración 6 SISTEMA DE CONSTRUCCION DE LAS OFICINAS

En la visita que se hizo a la nueva planta de tratamiento de aguas residuales que se construirá en Guayaquil, informaron que recién hace un mes se comenzó a construir, pero las oficinas donde se instalaran los grupos de ingenieros, aun no se empieza a construir. La planta estará ubicada al sur de la ciudad, en el sector de Las Esclusas, en un predio de 24 hectáreas, junto al estero Cobina. Beneficiará a los moradores de las parroquias Ximena, Febres Cordero, Letamendi, Urdaneta, García Moreno, Sucre, 9 de octubre, Ayacucho, Bolívar, Olmedo, Rocafuerte, Roca y Carbo. Sobre su sistema constructivo donde será el tratamiento de aguas residuales se colocará pilotes de grava (penetra en el suelo comprimiendo el suelo lateralmente y formando una perforación que posteriormente se rellena con grava compactada por el vibrador. Imagen 7 ) este sistema ayuda a que el suelo sea rígido y soporte peso. También se utilizará pilotaje más de 100 pilotes hincados a golpe para la otra parte de la construcción de los reservorios de las aguas residuales, donde serán tratadas y las mandan hacia el rio guayas CRITERIO En la actualidad las diferentes empresas que tratan las aguas residuales no utilizan un sistema que no contamine el medio ambiente. Solo lo hacen de solucionar problemas de la comunidad y la mejor solución es un sistema combinado de aguas residuales y las aguas lluvias, estas aguas son mescladas y se contaminan llevando a la planta de tratamiento que en la actualidad no le

hace un buen proceso de descomposición y depuración de estas aguas. Esto lo hace por reducir costos y decir a la ciudad entera que si se hace un bien tratamiento y vierten toda esta agua contaminada a los ríos por tuberías enterradas. Se debe utilizar un sistema separado de aguas residuales y las aguas lluvias en cual las aguas lluvias se podrá utilizar en diferentes campos tales: 

Riego de parcelas



Jardines



Parques



Se podrá depurar estas aguas para que sea potable

Ilustración 7 SISTEMA DE PILOTES DE GRAVA

¿Cuáles serán las características ambientales de la nueva Planta para reducir los niveles de contaminación al momento de las descargas finales en los cuerpos de agua? Tendrá un proceso de depuración, filtración de las aguas residuales y se mandara el agua depurada al rio guayas, Un impacto sin precedentes en la conservación de los espejos de agua que rodean a la ciudad como son el estero Salado y el río Guayas, a cuyas aguas antes iban a parar las aguas sin tratamiento de zonas que tenían conexiones inadecuadas de alcantarillado sanitario.

¿Qué se pretende hacer con el biogás que se generará durante del proceso de tratamiento? En la nueva planta de tratamiento de aguas residuales se tendrá una extensión de 24 hectáreas, dispondrá de un sistema de autoabastecimiento de energía gracias al aprovechamiento de los gases

que

se

desprendan

del

proceso

de

tratamiento

de

las

aguas

residuales

EL AGUA RESIDUAL O SERVIDAS Los términos agua residual se utiliza para referirse al agua que se presenta una composición variada de líquidos y residuos sólidos que provienen del sistema de abastecimiento de una población y que ha sido modificado por diversos usos en actividades como: domesticas, industriales, comerciales, entre otros. Debido a la naturaleza de las aguas residuales al momento de su descargue, no pueden ser utilizadas en el procedimiento que las genero y al ser vertidas en varios cuerpos receptores sin un tratamiento previo pueden llegar a implicar una alteración de los ecosistemas terrestres y acuáticos o incluso afectar a la salud humana. Estas aguas residuales través de un sistema de tuberías subterráneas son recolectadas las aguas servidas y son trasladadas a puntos distantes para su tratamiento o disposición final, este sistema se denomina cloacas. Existen dos tipos de diseño de aguas servidas: 

Diseño de aguas servidas para la comunidad



Diseño aguas servidas de una vivienda

INFLUENCIAS EN EL MEDIO RECEPTOR •

Vertido de sustancias orgánicas degradables

•

Incorporación de compuestos tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos.

•

Incorporación de materia en suspensión.

•

Alteración del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, etc…) y del pH.

CARACTERÍSTICAS DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES La generación de las aguas residuales es un producto inevitable de toda actividad humana. Para lograr un tratamiento y disposición final apropiado de las mismas, es indispensable conocer sus características físicas, químicas y microbiológicas, la interpretación de los resultados obtenidos de los parámetros analizados, y de sus efectos principales sobre la fuente receptora.

Todo cuerpo de agua tiene la capacidad de depurar, asimilar y transformar cierta cantidad de contaminantes, especialmente de origen orgánico. Por tal razón se consideran a los ríos como los receptores naturales de las aguas residuales. Sin embargo, si se arrojan aguas residuales a un cuerpo de agua, en exceso de la capacidad de asimilación de contaminantes del agua receptora, éste se verá disminuido en su calidad y aptitud para usos benéficos por parte del hombre. Las aguas residuales presentan características físicas, químicas y biológicas especiales a diferencia de las demás aguas. Conocer estas características es de vital importancia para poder establecer las diferentes cargas orgánicas y los sólidos que transportan, los efectos del vertimiento a un cuerpo de agua, y la selección de procesos y operaciones que resulten eficaces parael tratamiento de las mismas.



Coliformes Fecales:

Los microorganismos patógenos que existen en las aguas residuales son pocos y difíciles de aislar e identificar, por esta razón se utiliza a los microorganismos coliformes como un

organismo indicador de contaminación o presencia de organismos productores de alguna enfermedad. Aunque no sean dañinos, se usan los coliformes como indicador debido a que el ser humano arroja diariamente en sus excrementos, por lo tanto, su presencia puede detectarse con facilidad y utilizarse como norma de control sanitario. El exceso de coliformes fecales en un cuerpo de agua, hacen que el agua sea no apta para el consumo humano, e insegura para la recreación.

DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUAS SERVIDAS PARA LA COMUNIDAD Tipos de sistemas de aguas residuales 1. Combinados: Son aquellos que colectan y transportan el agua pluvial y aguas servidas de las viviendas.

Ilustración 8 sistema de tratamiento combinado 2. Separativos: Son aquellos que poseen 2 sistemas independientes para captar y transportar el agua de lluvia y las aguas servidas.

Ilustración 9 sistema de tratamiento separado

COMPONENTES DE UN SISTEMA CLOACAL Una red de alcantarillado de aguas negras está constituida por: 

El ramal de empotramiento: que es la tubería, que partiendo de a tanquilla en el borde de la acera, va hasta el colector cloacal que está enterrado en la calle y pasa cerca de la vivienda.



Tanquilla de empotramiento: está ubicada debajo de la acera, preferiblemente en el punto más bajo del frente de la parcela, se construye con tubería de concreto de diámetro de 6” incrementándose de acuerdo a la dotación.



Bocas de visita: son estructuras generalmente compuestas por un cono excéntrico, cilindro y base que permiten el acceso a los colectores cloacales.



Tramos: se denomina tramos a la longitud del colector cloacal comprendido entre dos bocas de visitas continuas. Los tramos se identifican por las bocas de visita que lo comprenden.



Red de colectores: la red está constituida por todo el conjunto de tramos y en ella podemos definir a un colector principal, el cual recibe los aportes d una serie de colectores secundarios.

Ilustración 10tramos

Ilustración 11bocas de visitas

Ilustración 12 caja de registro

Ilustración 13tuberia de instalación de aguas servidas

ESTUDIOS PRELIMINARES Antes de iniciar la proyección de una red cloacal deben hacerse estudios preliminares como: 

Demográficos: es necesario conocer la población actual y su distribución para ello debe identificarse los inmuebles y su posibilidad de empotrarse al sistema, además debe conocerse la rata de crecimiento demográfico y el aporte que recibirá la red de industrias establecidas o por establecerse, se estudiaran además las áreas de extensión futura y la posibilidad que ellas se

incorporen a la red, conocer además la capacidad máxima de escuelas, hospitales, y otros institutos similares. Toda esta información permitirá conocer la población de diseño. 

Climatológicos: Para este estudio se utilizara información del clima (estaciones, precipitación, vientos, nubosidad, temperatura mínima, media y máxima, evaporación, transpiración y humedad relativa.



Acueducto: Es necesario conocer la información referente a las fuentes de abastecimiento, su condición sanitaria, las condiciones físico- químicas, el número de personas servidas, la dotación estimada por personas y por día, condiciones del servicio en cuanto a continuidad, consumo máximo y medio diario.



Topográficos: Se requiere el levantamiento plano altimétrico de la zona, así como a la determinación de las zonas de extensión futura, toda la información necesaria parta el diseño de la red debe estar contemplada como los cursos de agua existentes, puentes, tuberías, alcantarillas, colectores enterrados, y cualquier otro dato que resulte de interés topográfico.



Geológicos: Deberán conocerse información sobre condiciones y calidad del suelo y subsuelo de la zona, haciendo calicatas, y excavaciones que permitan obtener información de importancia para el proyecto, es necesario conocer la altura del nivel freático.



Características de la localidad: las condiciones de vida de la comunidad tales como: condición socio económica, medios económicos de vida, tipo de vivienda, tipo de industrias que existen en la zona, escuelas, comercios y otros. Así como las condiciones sanitarias existentes: tipo de abastecimiento de agua, disposición de excretas y de residuos sólidos, entre otros.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO Los contaminantes presentes en el agua residual varían en función de la actividad en la que se ha utilizado el agua. El agua residual se puede distinguir en función de su origen y composición en agua residual urbana y agua residual industrial. El agua residual urbana tiene origen en los núcleos de población mientras que el agua residual industrial proviene de la industria y contiene contaminantes específicos de las actividades productivas de las industrias que la generan. Antes de hacer el diseño de la nueva planta de aguas residuales se debe ver los siguientes parámetros: 

Conocer el objetivo para el que se realiza la caracterización



Fijar los parámetros (variables) que se van a controlar



Determinar la técnica e instrumentación a utilizar para el muestreo y la determinación de los valores de los parámetros a controlar



Determinar los puntos de muestreo



Establecer un protocolo para la manipulación de las muestras (almacenamiento, codificación, transporte…).

El sistema de alcantarillado o sistema recolector de aguas residuales tiene como función principal transportar el caudal máximo de aguas servidas, para el final del periodo de diseño, conducir los sólidos suspendidos evitando la sedimentación o que queden reducidas al mínimo. El volumen o cantidad de agua transportadas por las cloacas esta interrelacionada con los consumos de agua de la comunidad, pero no toda el agua demandada al acueducto entra a las redes cloacales hay perdidas inevitables como fugas, el agua utilizadas en riego de jar...