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Ing. Roberto Mejia; Universidad de Antioquia, Colombia. Setiembre 1993.
Conclusiones Bibliografía Lista de figuras Una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en los paises de América Latina es la baja cobertura de los servicios de disposición de aguas servidas y excretas; solo 49% de la población cuenta con servicio de alcantarillado, el 38% dispone sus excretas por medio de letrinas y el 13% (60 millones de latinoamericanos) práctica el fecalismo al aire libre. Esto ha motivado diferentes investigaciones que han tratado de buscar soluciones sencillas de bajo costo que involucran a la comunidad en la planificación, diseño, construcción y operación del sistema de alcantarillado.
La presente Hoja de Divulgación Técnica reseña, para los noespecialistas, las principales caracteristicas de los nuevos sistemas de alcantarillado de bajo costo. Para mayores detalles de diseño y construcción, consultese la bibliografia adjunta.
Estas nuevas opciones son:
Redes
de alcantarillado simplificado Sistema de alcantarillado en regimen de
condominio.
El alcantarillado sin arrastre de sólidos también es conocido como alcantarillado de pequeño diámetro o redes de aguas residuales decantadas. El sistema se concibio originalmente en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, en la decada de los años setenta para solucionar problemas de infiltración en terrenos con escasa capacidad para absorber los efluentes de los tanques sépticos; esta tecnología se ha difundido a nivel mundial y su primera aplicación en América Latina fue en 1979 en el Brasil.
En el sistema de redes para aguas residuales decantadas (RAD), estas se decantan o sedimentan antes de ser conducidas a las redes con el fin de retener la parte sólida; la parte liquida fluye hacia los colectores.
El proceso de sedimentación de sólidos se realiza en tanques sépticos o tanques interceptores de una sola camara y pueden recibir las aguas residuales de una o varias viviendas.
La principal ventaja es la reducción de costos en:
La principal desventaja del sistema esta en el mantenimiento del tanque séptico que requiere evacuación y disposición periodica de los sólidos alli acumulados. Por este motivo, las redes de alcantarillado decantado deben construirse solamente cuando exista una organización que garantice el mantenimiento.
Esta organización debe efectuar un estricto control para evitar las conexiones ilegales a las que les podria faltar el tanque interceptor o tener conexiones erradas que posibilitarian la introducción de sólidos o aguas lluvias que causarian serios problemas de operación y mantenimiento.
a.Conexion domiciliar Esta conexion se coloca a la entrada del tanque interceptor. Por ella entran al sistema todos los desechos domésticos; deben excluirse las aguas lluvias y los desechos sólidos. El diámetro de estos colectores es de 75-100 mm.
b.Tanque interceptor Es un tanque séptico y componente esencial del sistema. Este tanque debe adaptarse y construirse facilmente; debe remover los sólidos flotantes y los sedimentables. Cuenta con tuberias de entrada y salida, esta ultima se conecta al sistema por medio de una tee y un codo y puede tener un diámetro menor que la tuberia de entrada.
c.Colectores Los colectores son tubos de cloruro de polivinilo (PVC) de pequeño diámetro (mínimo 50 mm) que se entierran a una profundidad suficiente para recolectar las aguas sedimentadas. A diferencia de los colectores convencionales, estos no se colocan necesariamente sobre un gradiente uniforme con alineamiento recto entre los registros de limpieza e inspección.
Como no transportan sólidos, permite la existencia de tramos de la tuberia que funcionan adecuadamente, aun bajo presion, con pendientes positivas o negativas, siempre que la presion en las tuberias no provoque el reflujo de los desagües hacia las fosas septicas conectadas al tramo. No es necesario considerar la pendiente y velocidad minimas y maximas porque el liquido esta libre de sólidos; por lo tanto, las tuberias pueden seguir la topografia del terreno, aprovechando al maximo la energía resultante de la diferencia de cotas entre aguas arriba y aguas abajo.
Los colectores podran trazarse por las zonas verdes o peatonales, para disminuir los riesgos por cargas vivas debidas al trafico vehicular, con lo cual se disminuyen las excavaciones.
d.Registros de limpieza e inspección y cajas de visita Los registros de limpieza e inspección y las cajas de visita permiten el acceso a los colectores para su inspección y mantenimiento. En muchas circunstancias se prefieren los registros de limpieza antes que las cajas de visita porque cuestan menos y pueden sellarse hermeticamente; se evita asi la mayor parte de la infiltración y arena que comunmente ingresan a traves de las paredes y tapas de las cajas de visita. Las cajas de visita se recomiendan en los encuentros principales de los colectores, en cambios muy bruscos de dirección, o en sitios donde es dificil construir un registro, por tener muy profunda la tuberia. Ver Figuras
Los registros de inspección y limpieza deben estar dispuestos en las cabeceras de la red, en el cruce de dos o mas colectores, en cambios muy bruscos de dirección, en los puntos altos para evitar la acumulación de gases y en tramos rectos cada 200 m. Ver figuras 3 y 4 (Refs. 4 y 1).
Las redes de alcantarillado simplificado (RAS) estan formadas por un conjunto de tuberias y accesorios que tienen la finalidad de colectar y transportar los desagües para su disposición. Las RAS difieren de los alcantarillados convencionales en la simplificación y minimización del uso de materiales y en los criterios de construcción. Las principales diferencias de las RAS con los alcantarillados convencionales son las siguientes:
a.Tensión de arrastre
La tension de arrastre (O) es el esfuerzo tangencial unitario ejercido por el liquido sobre el colector y sobre el material en el depositado. También se le considera como la fuerza de arrastre dividida por el area sobre la cual actua.
La fuerza de arrastre es el componente tangencial del peso del liquido que se desplaza en un plano inclinado. Para considerar la porción del liquido contenido en un tramo de longitud L, se aplica la formula siguiente:
| F = y * A * L |
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| Ft = Y*A*L*sen o |
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| o = Y*A*L*sen o/P*L |
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o = Y*Rh*sen o
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Y peso especIfico, kg/m3
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| o = 1000 * Rh*I | I pendiente del colector, m/m |
Es importante anotar que este radio hidraúlico debe ser el radio hidraúlico real y no el que corresponde al flujo nominal o tubo lleno.
Para que no se presente sedimentación en las tuberias el valor de la fuerza de tracción es de 0.15 kg/m2 para la remoción de particulas hasta de 2.0 mm de diámetro.
Cuando no se desee diseñar con el criterio de fuerza de arrastre, puede evitarse la sedimentación controlando la velocidad del flujo real y no la velocidad nominal o a tubo lleno; esta velocidad puede fijarse en un valor mayor de 0.3 m/s, pues segun estudios realizados en Brasil, con valores de 0.3 m/s los colectores no sufrieron ningun deterioro.
b.Dispositivos de inspección y limpieza
En los alcantarillados convencionales es necesario proyectar pozos de inspección en arranques, cambio de pendiente, cambios de diámetro o dirección, en la intersección de dos o mas colectores y en tramos rectos con longitudes superiores a 100 m. El modelo de estos pozos es similar para cada una de estas condiciones mientras que los alcantarillados simplificados utilizan modelos diferentes para cada caso. Las soluciones propuestas son:
| Alcantarillado convencional | Solución alternativa |
| Tramo inicial o arranque | Terminal de inspección. |
| Cambio de pendiente o diámetro | Caja de visita |
| S Colector recto largo | Tubo de inspección vertical. |
| Intersección de colectores | Caja de visita |
Las estructuras de la propuesta alternativa son mas simples y de menor costo; con los nuevos equipos mecánicos para limpiar alcantarillados, no es necesario que un trabajador baje por un pozo de registro para inspeccionarlos. Es necesario que todo proyecto de alcantarillado incluya una descripción de estos equipos con sus especificaciones técnicas para poder realizar el mantenimiento.
Los costos de construcción del alcantarillado de redes simplificadas son 30% o 40% inferiores a los costos de un alcantarillado convencional, sin incluir el ahorro de costos por instalaciones de bombeo y tratamiento de las aguas residuales.
Este sistema comprende las redes de alcantarillado en las propiedades horizontales dentro de una cuadra; dicho en otras palabras, las redes en regimen de condominio se proyectan por los solares o patios de las viviendas, con el fin de disminuir al maximo la longitud de las redes internas, (dentro de la vivienda) y externas.
El sistema basico de recolección esta diseñado como un alcantarillado de redes simplificadas. La derivación en regimen de condominio dentro de cada cuadra consiste en una tuberia superficial de í 100 mm y por lo general con una pendiente minima superior al 1%.
Como el alcantarillado en regimen de condominio dentro de una cuadra se construye a lo largo de propiedades privadas sucesivas, se debe contar previamente con el consentimiento de los duenos. Por este motivo es primordial realizar programas de educación sanitaria, higiene personal y participación comunal con el fin de promover el proyecto, explicar el sistema, convencer a los interesados y asegurar la participación de la comunidad en la construcción, el mantenimiento y la operación del sistema.
Estas nuevas tecnologías de alcantarillado son prácticas, sencillas y económicas. Se deben implementar para aumentar la cobertura de los servicios de alcantarillado y disminuir asi, las tasas de morbilidad por enfermedades de origen hidrico.
Esta nueva tecnología debe promoverse conjuntamente con el uso de los inodoros de baja descarga (4 o 6 litros), regaderas y mezcladoras de bajo consumo, con lo cual se reduce considerablemente el consumo per capita de agua y, por lo tanto, el volumen de las aguas residuales.
(Documentos disponibles en la biblioteca del CEPIS)
Nota:- La presente Hoja de Divulgación Técnica ha sido elaborada por el Ing. Roberto Mejia,de la Universidad de Antioquia (Colombia), durante su pasantia en el CEPIS como participante del Programa de Educación Continua para Profesores Universitarios Latinoaméricanos del Convenio GTZ/OPS/CEPIS. Se agradece la revision técnica del Ing. Ricardo Torres, de CORPOSANA, Asunción, Paraguay.
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