Sistemas de Recolección de Aguas Servidas

Algunos de estos servicios están interrelacionados de tal forma que la presencia de uno está limitado a la existencia del otro, tal es el caso de los acueductos y las cloacas.

De tal manera que es inexplicable un sistema de recolección de aguas servidas sin tener un abastecimiento de agua potable, también la construcción del acueducto impone la necesidad de recoger y dar salida a las aguas servidas, si se pretende con estos servicios mejorar las condiciones de salubridad de la población.

Las aguas usadas y recolectadas deben ser enviadas al sitio de disposición final, donde no tenga efectos nocivos para la comunidad.

A través de un sistema de tuberías subterráneas son recolectadas las aguas servidas y son trasladadas a puntos distantes ara su tratamiento o disposición final, este sistemas se denomina cloacas.

El termino aguas negras se utiliza para referirse a aguas que contengan excretas o han estado en contacto con ellas y el termino aguas servidas se usa para referirse a aquellas aguas que han sido utilizadas para uso doméstico tales como lavado de ropa, higiene personal, uso en las cocinas, pero todas estas aguas recolectadas y conducidas al exterior de las viviendas y edificaciones se denominan aguas negras, porque todas ellas al mezclarse han sido contaminadas por excretas.

Además de canalizar estas aguas negras, hay que canalizar las aguas de lluvia que adicional a las recogidas de los techos de las viviendas y edificaciones deben conducirse a cauces naturales o cursos de agua sin causar danos a la comunidad.

Estas aguas provenientes de las lluvias pueden ser recolectadas conjunta o separadamente de las aguas negras, esto clasifica a los sistemas de recolección en unitarios o combinados o por el contrario en un sistema de recolección separado

Sistema unitario

Si en una comunidad se recogen las aguas negras, conjuntamente con las aguas de lluvia, se diseñan y construyen colectores denominados sistemas unitarios, mixto o combinados el cual debe recibir los aportes de agua de lluvia, y aguas negras de toda la urbanización desde el punto más cerca al más alejado de la red.

Sistema separado

Es aquel que está compuesto por una red cloacal para conducir aguas nagras y otra red de tuberías para aguas de lluvia.

Este sistema supone que, también las edificaciones recogen separadamente sus aguas, descargando a la calle las aguas de lluvias para ser recogidas por sumideros y descargadas finalmente a los cauces naturales, y las aguas negras hasta las tanquillas de empotramiento de cada edificación ara ser incorporadas al sistema cloacal.

Componentes de un sistema cloacal

Una red de alcantarillado de aguas negras está constituido 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.

Para la construcción de un sistema de recolección de aguas servidas además de disponer de un sistema de abastecimiento de aguas blancas que será el que aporte al sistema cloacal se debe tomar en cuenta otras consideraciones como que estas zonas donde se diseñara la red no sea inundable y que l nivel freático en su máxima elevación durante el periodo de lluvias no llegue a un nivel superior de menos de 50 cms bajo la superficie del terreno natural.

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 sistemas de cloacas de una comunidad tienen como funciones principales: 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 jardines, lavado de calles, en los sistemas contraincendios, la que se evapora etc. Se estima que solo un 80% regresa al sistema cloacal.

Para determinar el aporte a la red por aguas negras domiciliarias es necesario conocer el gasto medio del acueducto (promedio diario anual) que abastece a la localidad que se multiplicara por un coeficiente que depende de la población futura y oscila entre 1.5 y 3.0 dependiendo del número de habitantes de un mínimo de 500.000 y de 20.000 en adelante el coeficiente es 3, el otro dato es el coeficiente de gasto de reingreso que es 0,80.

Para determinar los otros aportes a la red como descargas industriales, comerciales, institucionales se deben determinar de acuerdo a cada caso según la normativa vigente, además existen los aportes a la red ocurridas por infiltraciones desde el subsuelo hacia los colectores, así como también los empotramientos clandestinos se pueden estimar este aporte como un valor máximo de 20.000 litros por km/día. La suma de todos estos caudales multiplicados por 2 nos da el gasto de diseño de la red.

Los sistemas de cloacas se diseñan por gravedad funcionan como canales abiertos, no funcionan a sección plena y por lo tanto sin presión, entonces hay que tomar en cuenta las velocidades tanto máxima como mínima, la mínima velocidad a fin de que ellas arrastren los sólidos en suspensión y no haya sedimentación, es de 0,60 mts/seg, mientras que la velocidad máxima varía entre 4,5 y 9,5 mts/seg, estos valores determinaran junto con los valores de caudal y diámetro las pendientes máximas y mínimas de cada tramo.

Los colectores se enterraran a una profundidad de 1,15 mts de la parte superior del tubo a la superficie del terreno, siguiendo la topografía natural del terreno, se instalaran en el eje d la calle y mínimo 20 cms por debajo del acueducto, dejando entre los colectores y la tubería del acueducto 2,00 mts como mínimo.

La tubería principal de la red se denomina colector principal y las que a él descargan se denominan colectores afluentes, a los colectores situados en las márgenes de los ríos o cuerpos de agua se les denomina colectores de descarga o emisario.

Este conjunto de tuberías enterradas y que están interconectadas deben tener capacidad para la recepción y transporte de todos los aportes de la zona que sirven, siendo necesario que se cuente con una reserva de su capacidad para evitar que trabajen a sección plena, y evitar así que haya presión y se produzcan filtraciones del líquido cloacal al terreno.

El volumen de agua va aumentando a medida que se van incorporando más viviendas al sistema esto exige un aumento del diámetro de las tuberías con las variaciones de pendiente para garantizar velocidades máximas y mínimas que requiere la red.

Es necesario la limpieza e inspección periódica de la red y esta se realiza a través de estructuras de concreto denominadas bocas de visita que poseen una tapa de hierro removible que permite el acceso del personal a la red para inspección y limpieza.

Las bocas de visita deberán colocarse en los siguientes casos:

• En toda intersección de colectores
• En el comienzo de todo colector
• En todo cambio de dirección
• En todo cambio de pendiente
• En todo cambio de diámetro
• En todo cambio de material empleado en los colectores
• En los tramos rectos cada 120 mts para colectores de 30 ms de diámetro y cada 150 mts para colectores de diámetro mayor a 30 cms.

Las tuberías que toman el agua de las edificaciones y lo llevan a los colectores se denominan empotramientos, deben tener un diámetro mínimo para viviendas unifamiliares y pequeñas edificaciones de 15 cms. Este empotramiento se denomina “cachimbo” y se ubica al frente de cada parcela debajo de la acera.