REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
OS
D
A
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E
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SR
O
H
C
E
R
DE
DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
GRISES Y RED DE DISTRIBUCIÓN DESTINADA AL RIEGO DE
ÁREAS VERDES Y SUMINISTRO A TANQUES DE EXCUSADO
PARA LA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
PRESENTADO PARA OPTAR AL TÍTULO
DE INGENIERO CIVIL
TIRADO PARRA, BRENDA CECILIA.
C.I:17.460.696
VILORIA CERDEIRA, MARISOL IRENE
C.I: 15.561.097
MARACAIBO, JULIO DE 2.006
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DE
DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
GRISES Y RED DE DISTRIBUCIÓN DESTINADA AL RIEGO DE
ÁREAS VERDES Y SUMINISTRO A TANQUES DE EXCUSADO
PARA LA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
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DE
DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
GRISES Y RED DE DISTRIBUCIÓN DESTINADA AL RIEGO DE
ÁREAS VERDES Y SUMINISTRO A TANQUES DE EXCUSADO
PARA LA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
JURADO EXAMINADOR:
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DE
DEDICATORIA
A mis Padres.
Brenda Tirado
AGRADECIMIENTO
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En primer lugar le agradezco a Dios y a mis padres por haberme
ayudado en el transcurso de mi carrera, por darme apoyo y siempre
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de este proyecto. A Darde
por ser siempre un gran apoyo y mi ejemplo de
H
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calma yD
serenidad!!
optimistas en la búsqueda de nuevas ideas logramos juntos la finalización
A mis tíos y abuelitos, sobre todo a mi abuelito Fabio que siempre
me repetía que todas las metas trazadas podían ser cumplidas. A Rey
que desde lejos tuvo las respuestas mas simples a las preguntas mas
complejas!
A Toño por siempre apoyarme, entenderme, escucharme y con
mucha paciencia estar allí en todo momento. A Mario, Jotis, José Ricardo,
Joa, Vane, José Miguel, Sweaty, Ottavio y Andre; por ser mas que mis
colegas y mis amigos; con todo su optimismo han hecho de este proyecto
un logro y un éxito personal. A Marisol por ser más que una compañera
de Tesis, fuiste mi des-stress personal; recuerda que con mente positiva
todo se logra.
A mis siempre amigas Patry, Pau y Sami que sin ser Ingenieras
Civiles han aprendido mucho conmigo a lo largo de la carrera. Gracias por
la ayuda, la preocupación, las risas y sobre todo por siempre estar alli. A
Troco por ser mas que un mejor amigo!
Al Rector de la Universidad, a mi “siempre” profesor Oscar y a
todas aquellas personas que directa o indirectamente hicieron esto
posible. Muchísimas Gracias a todos!
Brenda Tirado
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SR
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DE
DEDICATORIA
A Dios, por haberme permitido culminar esta meta.
A mis padres, José Viloria y Marina Cerdeira de Viloria
A mis hermanos, Leonardo Viloria y Natalia Viloria
Marisol Viloria
AGRADECIMIENTOS
OS
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A
RV
Quiero agradecer a Dios por darme salud, fortaleza y capacidad para
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E
SporRapoyarnos y ayudarnos en el desarrollo
O
U.R.U Jesús Esparza H
Bracho
C
E
R
de la tesis.
DEAl Tutor Académico Ramón Cadena, a la Tutora Metodológica
poder enfrentar cada reto que la vida me ha colocado. Al Rector de la
Betilia Ramos, al director de la escuela de Ingeniería Química Oscar
Urdaneta, a los profesores Lennin Herrera y Euro Osorio por su guía y
colaboración en la elaboración de esta investigación. A mis padres, por
ser los pilares fundamentales de mi vida, por estar a mi lado en los
buenos
y
no
tan
buenos
momentos,
apoyándome
espiritual
y
económicamente para culminar esta meta. A mis hermanos y mis amigos
Maholy y Jorge por darme alegría y optimismo, ayudándome a ver
siempre el lado positivo a las cosas. A mi amiga y compañera de Tesis
Brenda y a su familia, por abrirme las puertas de su hogar, brindándome
su amistad y apoyo incondicional. Y a todas aquellas personas que
directa o indirectamente han hecho posible la realización de mi tesis y
culminación de mi carrera.
A todos ustedes,
GRACIAS.
Marisol Viloria
Resumen
RESUMEN
S
O
D
La escasez de agua en la ciudad de
Maracaibo, producto del
VA
R
E
incremento demográfico y la reducción de
los
cuerpos
de agua del municipio
S
E
R
ha afectado varios sectores, lo
amerita un constante racionamiento del
Scual
O
H
agua potable por Hidrólogo.
La
Universidad
Rafael Urdaneta no escapa de
C
E
R
esta problemática
DE invirtiendo altas sumas de dinero en la compra de agua
potable de camiones cisternas, por tal motivo se plantea la alternativa de
Diseñar una Planta de Tratamiento de Aguas Grises y Red de Distribución
destinada al Riego de Áreas Verdes y suministro a Tanques de Excusado
para la Institución. Para conocer las características que presentan las aguas
grises y el volumen total producido diariamente, se tomo muestras de aguas
grises para ser estudiadas y se realizo un censo durante una semana, dando
como resultados niveles bajos de contaminación del agua, que puede ser
reducido con una Planta de Tratamiento sencilla integrada por un filtro dual y
una cámara de cloración y el ahorro de 21.750 litros diarios de agua
equivalentes al volumen de un camión cisterna. La inversión por la
instalación del sistema para el reciclaje de aguas grises se amortiza en el
plazo de 1 año y tres meses.
ÍNDICE GENERAL
S
O
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VA
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E
AGRADECIMIENTO..................................................................................VI
S
E
R
RESUMEN………………………………………………………………………VIII
OS
H
C
E
INDICE........................................................................................................IX
DER
DEDICATORIA..........................................................................................IV
INTRODUCCIÓN........................................................................................12
CAPITULO I. EL PROBLEMA.
1.1 Planteamiento del Problema………………………………………………15
1.2 Formulación del Problema………………………………………………...17
1.3 Objetivos de la Investigación……………………………………… …….18
1.3.1 Objetivo General……………………………………………………..18
1.3.2 Objetivos Específicos………………………………………... ……..18
1.4 Delimitación de la investigación………………………………….. ….....19
1.5 Justificación e Importancia de la Investigación…………………………19
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO:
2.1 Antecedentes………………………………………………………. ……..22
2.2 Fundamentos Teóricos……………………………………………. …….31
2.2.1 Agua............................................................................................31
2.2.1.1 Agua Potable..........................……………………...………..32
2.2.1.2 Aguas Residuales Urbanas………………………………….34
2.2.1.3 Aguas Grises………………………………………………….36
2.2.2 Diferencias entre Agua Grises y Aguas Negras…………………36
2.2.3 Clasificación de las Aguas…………………………………………37
2.2.4 Calidad del agua……………………………………………………39
2.2.5 Indicadores de calidad del agua………………………………….40
2.2.6 Contaminación del Agua…………………………………………..40
2.2.6.1 Tipos de Contaminantes…………………………………..
41
S
O
D
2.2.7 Importancia de los Exámenes del Laboratorio…………………
47
VA
R
E
Sdel Grupo Coliforme.. ……... 49
E
2.2.7.1 Determinación de Bacterias
R
S Grises……………………………….. 50
OAguas
H
2.2.8 Reutilización
de
las
C
E
R
E
D
2.2.9 Tratamiento de las Aguas………………………………… ……. 54
2.2.6.2 Tipos de Contaminación…………………………………... 46
2.2.9.1 Procesos Convencionales…………………………………. 54
•
Aireación……………………………………………………. 54
•
Mezclado……………………………………………………. 55
•
Sedimentación……………………………………………… 57
•
Filtración…………………………………………………….. 59
•
Desinfección………………………………………………… 59
•
Procesos Terciarios………………………………………… 63
•
Adsorción en carbono……………………………………….63
2.2.10 Plantas de Tratamiento…………………………………………...63
2.2.10.1 Tipos de Plantas de Tratamiento de agua………………..64
2.2.11 Red de Distribución de las Aguas……………………………….64
2.2.12 Instalaciones Sanitarias para edificaciones…………………….66
2.2.12.1 Tipos de instalaciones sanitarias………………………….66
2.2.12.2 Ubicación de las instalaciones sanitarias…………......... 67
2.2.12.3 Materiales para instalaciones sanitarias………………… 67
2.2.14.4 Consideraciones para el diseño de instalaciones
Sanitarias……………………………………………………. 69
•
Delineamiento de la Red…………………………………... 69
•
Sistema de Distribución de Agua Potable……………….. 71
•
Redes de Desagüe y Ventilación………………………… .74
-Notas de Pagina……………………………………………………………... 78
2.3 Definición de términos básicos………………………………………… 81
2.4 Sistema de Variables e Indicadores………………………………………. 88
S
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VA
R
E
S
2.5 Definición operacional de las variables……………………………….. …..88
E
R
S
HO
3.1 Tipo de Investigación………………………….....................................
......90
C
E
R
DEy Muestra…………………………………………………………..91
3.2 Población
CAPÍTULO III. MARCO METODÓLÓGICO.
3.3 Técnicas de recopilación de Datos…………………………………….. …...91
3.4 Metodología empleada para la recolección de Datos……………………..92
CAPÍTULO IV. ANÁLISIS E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS.
4.1 Análisis de la Situación Actual en la Universidad Rafael Urdaneta………95
4.2 Análisis de la Propuesta para la Universidad Rafael Urdaneta…………...95
4.2.1 Resultados e Interpretación de la toma de muestras diarias … ……96
4.2.2 Diseño de la Red de Distribución de Aguas Grises
hasta la Planta de Tratamiento………………………….....100
4.2.3 Diseño de la Planta de Tratamiento…………………………………. 111
4.4.4 Sistema de Bombeo…………………………………………………… 116
4.4.5 Diseño de la Red de Distribución destinado al riego de las
áreas verdes y suministro a tanques de excusado………………….118
4.4.6 Mantenimiento del Sistema……………………………………………130
4.4.7 Viabilidad Económica…………………………………………………..130
CONCLUSIONES...........................................................................................136
RECOMENDACIONES................................................................................. 138
BIBLIOGRAFÍA....................................................................................... …..140
ANEXOS........................................................................................................ 143
PLANOS…………………………………………………………………………....151
Introducción
INTRODUCCION
S
O
D
A
En un mundo con un fuerte crecimiento
y donde el
Vdemográfico
R
E
S preocuparse por el futuro es
E
consumo de agua aumenta constantemente,
R
OS mundiales no son optimistas, y muestran
H
muy comprensible. Las
tendencias
C
E
DER ambientales van en aumento como resultado del continuo
que los problemas
uso irracional sobre los recursos naturales.
Para garantizar el suministro de agua dulce, no es suficiente con el
manejo y conservación de los reservorios de agua, es imprescindible la
participación de todos los sectores de la sociedad, desde amas de casas
hasta ingenieros, que busquen soluciones para combatir la escasez de agua
que vive el mundo en la actualidad.
Es común ver a través de medios de comunicación social, reiterar
sobre la importancia del “buen uso” del agua. Para conseguir un uso eficiente
del agua, se debe actuar en los distintos equipos de consumo mejorando su
rendimiento (grifería, inodoros, cisternas, lavadoras, etc) y también, sobre
hábitos diarios (ducharse en vez de bañarse, no lavar con el agua corriendo
constantemente…) Sin embargo, estas medidas no son suficientes, se puede
mejorar la eficiencia del agua utilizada si se alarga su ciclo de vida en el
hogar, trabajo, industria, comercios, etc; es decir, si se reutiliza.
Cada vez mas el mundo se percata que se encuentra ante un gran
problemas por falta de agua, o mejor dicho del “uso irracional del vital liquido”
constituyéndose una estrategia primordial en la geopolítica nacional y
regional. Es por ello, que conociendo parte del problema planteado en la
actualidad sobre conservación de las fuentes acuíferas y las condiciones
optimas para el uso del agua, se ha propuesto estudiar, conocer y analizar
Introducción
parte de la problemática del uso de los recursos hidráulicos y presentar a
S
O
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VA
R
E
S
través del diseño de nuevas tecnologías un sistema que permita ahorrar y
reciclar el agua.
E
R
S
HOnuevas tecnologías, esta el Reciclaje de las
Entre una deC
estas
E
DERel cual consiste en el aprovechamiento del agua procedente
Aguas Grises,
de lavamanos, duchas y fregaderos de cocina mediante un sistema de filtros
y su posterior canalización hacia usos domésticos para los cuales no es
imprescindible el uso del agua potable, tales como excusados, riego de
jardines o lavado de automóviles.
En esto se basa este proyecto, utilizando el recinto de la Universidad
Rafael Urdaneta como modelo piloto para el análisis y viabilidad del Sistema
de Reutilización de las Agua Grises tanto desde el punto de vista técnico
como económico; para que sea considerado como una propuesta que sirva
para el ahorro del agua potable y a su vez que no interfiera en el aumento del
caudal de las aguas negras en la zona nor-este de la ciudad de Maracaibo.
Para el desarrollo de este proyecto, además de la revisión
bibliográfica, hemerográfica y hasta audiovisual, se recurrió a la información
de especialistas en el área, así como de manuales de las nuevas tecnologías
sobre construcción de sistemas donde se pueda implementar el ahorro del
agua y por supuesto, del dinero que se paga por ella.
La viabilidad del proyecto, se basa en fomentar la conciencia y la
responsabilidad del uso eficiente de un escaso y valioso recurso, como lo es
el Agua, más allá de lo estrictamente económico.
OS
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A
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S
E
SR
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H
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DE
CAPITULO I. EL PROBLEMA
Capítulo I. El Problema
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
S
O
D
La presencia del agua es lo que hace tan
diferente
VA al planeta Tierra de
R
E
S
E
los demás. La variación térmica sobre
la Tierra permite conseguirla en sus
R
S
O
H
C
tres formas: sólida,
liquida
y
gaseosa
en océanos, campos de hielos, lagos y
E
R
E
D las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra, siendo el
ríos cubriendo
97% agua salada y el resto agua dulce, de la cual el 0.06% puede ser
utilizado para el consumo humano y a la vez resulta muy difícil de depurar y
recuperar como lo indica Luis Lesur en su Manual de Purificación del Agua.
Todas las formas de vida en la Tierra dependen del agua. Los
organismos vivientes sin excepción la requieren para disolver las sustancias
con las que se alimentan. La singular y maravillosa cualidad disolvente o
solvente del agua resulta ideal para la limpieza de los organismos; esta
misma cualidad hace que se use una creciente cantidad de agua para lavar y
disolver toda clase de productos. La enorme cantidad de agua limpia que se
toma de la naturaleza es devuelta contaminada en un grado alarmante. La
contaminación del agua puede ser causada por aguas residuales que
contienen microorganismos patógenos, desechos industriales, y materiales
orgánicos e inorgánicos.
La actual tendencia de la curva demográfica, el uso inadecuado del
agua y los cambios climáticos que se está sufriendo han hecho que el vital
liquido se convierta en el problema numero uno a nivel global. Una persona
de cada cinco ya no tiene acceso al agua potable, casi la mitad de la
población mundial no tiene posibilidad de conseguir agua limpia, según la
BBC de Londres en su articulo sobre la Crisis Mundial del Agua publicado en
el noviembre de 2004.
15
Capítulo I. El Problema
Actualmente el agua escasea en al menos veinte y seis países en los
S
O
D
A América, de África
México, España,
Turquía, varios países deVSur
R
E
S Sur de China y el Norte de
E
Occidental y Sur África, del Medio
Oriente,
R
OS
H
Australia.
C
E
DER
cuales viven 232 millones de personas; naciones como: Estados Unidos,
En Latinoamérica gran parte de la población tienen agua de manera
intermitente. Venezuela es uno de los países más ricos en recursos hídricos,
la mayoría de los cuales se encuentran concentrados al sur del Río Orinoco.
El mayor volumen del agua superficial se encuentra en los Estados Bolívar y
Amazonas. Esta distribución no coincide con la ubicación espacial de la
población que en su mayoría esta asentada en la regio Norte- Costera, lo
cual crea problemas en la demanda del agua, según el capitulo denominando
El Agua y su Mundo de La Fundación Polar publicado en 1995.
La problemática de la escasez de agua potable en la ciudad de
Maracaibo está en un punto crítico, lo cual ha motivado a los órganos
competentes como: la Gobernación del Estado Zulia, ICLAM, Ministerio del
Ambiente, entre otros, declarar emergencia sanitaria e hidrológica en la zona.
En varios sectores de la ciudad existe un constante racionamiento del agua
potable debido al servicio no continuo por parte de Hidrolago, carencia de
obras hidráulicas y/o sequías en determinadas épocas del año, lo que ha
requerido la necesidad de suministrar en algunas zonas de la ciudad el
preciado liquido en camiones cisternas a altos costos sin tener la seguridad y
garantía que el agua cumple con las normas de higiene requeridas para su
uso. Esta problemática es vivida por diversas instituciones tanto públicas
como privadas: centros comerciales y recreativos, complejos deportivos,
hoteles, restaurantes, centros asistenciales, áreas residenciales, colegios y
universidades.
16
Capítulo I. El Problema
La Universidad Rafael Urdaneta no escapa de esta situación,
S
O
D
cisternas debido a que el sistema de tubería V
deA
la universidad no esta
R
E
S de construcción y carece de
E
completamente instalado por estarR
en
proceso
S
Oproveniente
H
suministro de agua C
potable
de Hidrolago; circunstancias que
E
R
E
Dbúsqueda
amerita la
de otras soluciones, siendo una de ellas la reutilización
invirtiendo altas sumas de dinero en la compra de agua potable en camiones
de aguas grises, entendiéndose por reciclaje de aguas grises el
aprovechamiento de aguas del baño, duchas y lavados previamente tratadas.
La implementación del sistema de reutilización de aguas grises, dentro
de la Universidad Rafael Urdaneta, pretende emplear los volúmenes de
aguas grises que son vertidos al drenaje, en otros usos, como es: agua para
tanques de excusados y áreas verdes. Por lo general, gran proporción del
agua que se usa y luego se despide por los drenajes llegan al Lago de
Maracaibo sin ningún tratamiento previo contribuyendo a la creciente
contaminación que este cuerpo de agua presenta. Es por ello, que se desea
desarrollar un sistema de reutilización de aguas grises como una solución
más a la problemática de escasez de agua la región zuliana.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
En tal sentido se ve en la necesidad de Diseñar una planta de
tratamiento de aguas grises y red de distribución destinada al riego de áreas
verdes y suministro a tanques de excusado para la Universidad Rafael
Urdaneta.
17
Capítulo I. El Problema
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
S
O
D
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
VA
R
E
S
E
R
OdeS tratamiento de aguas grises
H
C
Diseñar una
planta
E
DER
y red de
distribución destinada al riego de áreas verdes y suministro a tanques de
excusado para la Universidad Rafael Urdaneta.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Determinar las propiedades físicas, químicas y bacteriológicas
de las aguas grises en el momento de la recolección.
•
Determinar los procesos químicos, físicos y biológicos que
requieren las aguas grises para la reutilización.
•
Diseñar una planta de tratamiento de aguas grises para su
reutilización.
•
Diseñar la red de distribución de aguas grises destinada al riego
de áreas verdes y suministro a tanques de excusados.
•
Determinar la rentabilidad de la reutilización de aguas grises en
la Universidad Rafael Urdaneta.
18
Capítulo I. El Problema
1.4 DELIMITACION
S
O
D
La investigación se realizara en la Ciudad
de A
Maracaibo, Estado Zulia,
V
R
E
S
E Urdaneta ubicada en la entrada sur
específicamente en la UniversidadR
Rafael
S
HO 2 El Milagro con calle 86 La Calzada, en el
C
del Paseo del lago.
Avenida
E
DER entre enero – julio 2006.
periodo comprendido
1.5 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
El suministro de agua potable se considera una condición necesaria
para garantizar una calidad de vida digna, lo que ha supuesto un esfuerzo de
tratamiento de agua y de construcción de una red de suministro que llegue a
todas las viviendas; sin embargo, muchos usos diarios se pueden solucionar
con aguas no potables, como es el caso del empleo de las aguas grises
procedentes del lavamanos para riego de áreas verdes y suministro a
tanques de excusados. Esta práctica reduce el consumo neto de agua, los
consumos personales y el volumen residual vertido a los cuerpos de agua
que no soportan la carga de contaminantes, favoreciendo así a las futuras
generaciones.
Este sistema pretende tener una alta demanda, ya que dentro de la
Universidad Rafael Urdaneta, no existe ningún tipo de proyecto de
reutilización de las aguas que sirva como medida de mitigación para la
conservación de este recurso natural.
El mayor beneficio que proporciona la aplicación del sistema de
reutilización de aguas grises es el menor consumo de agua potable,
19
Capítulo I. El Problema
disminución de costo de adquisición del vital líquido y la utilización de nuevas
S
O
D
VA
R
E
S
tecnologías.
E
R
S
HO en aspecto de riego de áreas verdes y de
reciclaje y reuso del
agua,
C
E
ER el mercado de plantas de tratamiento lograra un mayor
serviciosD
sanitarios,
Por otra parte, si se mantiene el compromiso de impulsar un mayor
crecimiento tecnológico y se impulsara al desarrollo de nuevas sistemas
especializados.
20
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CAPITULO II. MARCO TEÓRICO
Capítulo II. Marco Teórico
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION
S
O
D
Ante años de sequía como el que se haR
vivido
VAen los últimos tiempos,
E
S
E
expertos de la comunidad científica
comienzan a plantear ya medidas que
R
S
Ocorriente,
H
C
disminuyan el déficit
de
agua
como son la posibilidad de elevar los
E
R
E
D
precios del agua potable para forzar a la población a controlar su consumo, o
a la restricción de su distribución. Así mismo, se a estudiado la posibilidad de
tratar un gran volumen de agua que en la actualidad esta siendo vertida a los
cuerpos de agua como aguas residual y que pueden ser reutilizadas.
Por este motivo, las viviendas con disponibilidad de superficie
suficiente, pueden resultarles interesantes plantearse la adquisición de
sistemas de reciclaje de aguas grises que garantice el abastecimiento de
agua corriente en cualquier momento del día, en casos en los que la sequía
obligue a tomar medidas restrictivas en la red pública.
En virtud de la problemática presentada en la Ciudad de Maracaibo,
en relación a la escasez de agua potable, en el año 1998 se declara en
emergencia sanitaria e hidrológica la zona geográfica que comprende los
Municipios
Mara,
Jesús
E.
Lossada,
San
Francisco
y
Maracaibo,
proponiéndose el tratamiento y reutilización para uso industrial, de una
porción de las aguas servidas de la zona norte de la Ciudad, con lo cual se
obtendrían una serie de beneficios.
La Propuesta aceptada por la Petroquímica fue la presentada por el
Instituto para la Conservación del Lago de Maracaibo (ICLAM), denominada
Proyecto de Reutilización de Aguas Servidas (RAS), que consiste en
conducir a través de una tubería sub-lacustre 1300lts/seg de aguas
22
Capítulo II. Marco Teórico
residuales de la zona norte de Maracaibo hasta el Tablazo- Municipio
S
O
D
A agua del Complejo
para cubrir los requerimiento de suministroVde
R
E
S
E
Petroquímico El Tablazo.
R
OS
H
C
E
R
E
D
El Sistema de Reuso de Aguas Servidas está constituido por un
Miranda, donde serán tratadas y reutilizadas con fines industriales y de riego,
colector a gravedad de 6.1 Km. con diámetros desde 24 pulgadas a 60
pulgadas, una tubería a presión de 72 pulgadas con una longitud de 1,6 Km.,
una Estación de Bombeo (San Agustín), la instalación de 8.1 Km. de tubería
sub-lacustre con un diámetro de 44 pulgadas, que conducirá las aguas
negras desde Maracaibo hasta un área vecina al Complejo Petroquímico EL
Tablazo, donde se encuentra la Planta de Tratamiento que tratará un caudal
de 1300 lts/s, para ser utilizadas en el Complejo, utilizando dos Tanques
Postensados de 55.000 metros cúbicos de capacidad cada uno como
compensación en la demanda.
El sistema de Reutilización de Aguas Servidas constituye en primero
en su estilo en América Latina. Representa el Proyecto Bandera en materia
ambiental del Gobierno Nacional.
Del
Proyecto de Reutilización de Aguas Servidas (RAS), se
obtuvieron las siguientes conclusiones:
1.- Con la implementación de este sistema, se contribuirá al
saneamiento del Lago de Maracaibo, con la eliminación de la
descarga del 1300 lts/seg de aguas servidas, minimizando el proceso
de eutrofización.
23
Capítulo II. Marco Teórico
2.- Se devolverá a los Municipios Miranda, Maracaibo y San
S
O
D
VA
R
E
S
Francisco 800 lts/seg de agua utilizados actualmente por la
Petroquímica.
E
R
S
HO el abastecimiento
3.- Se C
garantizara
E
DEREl Tablazo.
Complejo
de agua industrial al
4.- Se permitirá la expansión del Complejo Petroquímico.
5.- Con la adecuación de colectores se mejorará parte de la red
de aguas negras de la zona norte de Maracaibo.
6.- Se garantizara el abastecimiento de agua para fines de riego
a la Península Ana Maria Campos.
7.- Los lodos digeridos en la Planta de Tratamiento, serán
empleados con fines agrícolas en los Proyectos de Investigación
Agropecuaria que desarrolla Palmichal.
En el año 2001, se inicio un Sistema para el Tratamiento de las Aguas
Grises en la comunidad de Santa Elena, Costa Rica. Este proyecto pretendía
establecer un sistema para el tratamiento de aguas residuales a nivel
domestico con tecnología apropiada a bajo costos, mejorar la calidad del
agua en las quebradas locales y crear un modelo de desarrollo sostenible. El
Instituto Monteverde junto al Centro de Derecho Ambiental y de los Recursos
Naturales
(CEDARENA)
y
la
Universidad
de
Murdoch,
Australia,
construyeron un humedal para el tratamiento biológico de las aguas grises
provenientes de cuatro casas.
24
Capítulo II. Marco Teórico
De la investigación realizada: Sistema para el Tratamiento de las
S
O
D
VA
R
E
S
Aguas Grises en la comunidad de Santa Elena, Costa Rica., se obtuvieron
las siguientes conclusiones:
E
R
S
HOla calidad del agua en las quebradas de la zona
1.- Se mejoro
C
E
DERla implementación de un sistema de monitorio, realizando
mediante
análisis físicos y químicos: ph, sólidos suspendidos, temperatura,
oxigeno disuelto, demanda biológica de oxigeno, turbidez, fosfatos,
nitratos y coniformes fecales.
2.- Se estableció que se puede realizar un sistema confiable
(usando plantas de tratamiento de tecnología avanzada) para el
tratamiento de las aguas residuales domesticas que no requiere de
mucho mantenimiento.
3.- Si se desea incrementar el uso de este tipo de tratamiento,
se necesitará del apoyo de las autoridades como Acueductos y
Alcantarillados, las Municipalidades o gobiernos locales y de otras
capacitadas para dar información, educación y recursos.
En México en el año 2001, Sarar Transformación SC, publico un Guía
Técnica sobre saneamiento ecológico, titulada: Biofiltro. La Jardinera que
Filtra las Aguas Grises para Reciclarlas. Esta investigación plantea una
nueva alternativa para el manejo de las aguas grises domesticas a través de
un sistema económico, integrado por una trampa de grasas y varios filtros.
En un inicio, las aguas grises se reciben en una trampa de grasas; la
trampa protege el filtro pues evita que este se tape. El agua previamente
tratada sale de la trampa de grasas y se dirige hacia una jardinera
25
Capítulo II. Marco Teórico
impermeable que cuenta con tres secciones. Las secciones de entrada y
S
O
D
A La sección central o
agua uniformemente cuando esta entra y sale del
Vfiltro.
R
E
Scon tierra y es donde se siembran
E
intermedia se rellena con arena mezclada
R
S
O
H
las plantas de pantano.
En esta sección se atrapan los sólidos mas
C
E
R
E
D
pequeños y el agua fluye lentamente lo que aumenta el tiempo de retención
salida están rellenas de grava volcánica porosa y sirven para distribuir el
del filtro.
Del proyecto realizado: Biofiltro. La Jardinera que Filtra las Aguas
Grises para Reciclarlas, se obtuvieron las siguientes conclusiones:
1.- Con la implementación de este sistema que incluye una
trampa de grasas en su inicio se logro retener las grasas que forman
una nata en la superficie del agua y sedimentar los sólidos que se
asientan en el fondo.
2.- Las plantas a utilizar en este sistema filtro-jardinera son las
plantas de pantano, debido a que son las únicas que tiene la
capacidad de alimentarse de los nutrientes de esta agua.
3.- Entre mas tiempo pase el agua dentro de los filtro, mayor
será su tratamiento.
4.- Con la incorporación del sistema filtro-jardinera se puede
reutilizar hasta un 70% del agua que entra al filtro, pudiendo ser usada
para el riego de árboles, jardines o plantas de ornato, y el 30%
restante es evaporada y consumida por las plantas.
26
Capítulo II. Marco Teórico
En abril del año 2003, la Ing. Aura Soto Nuñez realizo un proyecto
S
O
D
A
Reuso de Aguas Grises para el Colegio CulturaVMéxico-Aragón,
SC en la
R
E
S aprovechar las aguas grises para
E
Ciudad de México, el cual tuvo porR
objetivo
OdeSáreas verdes y suministros a tanques de
H
ser utilizadas en elC
riego
E
R
E
D
inodoros a través de un sistema de bebederos, tuberías de recolección,
asesorada por la
Ing. Bertha Alicia Arizpe Cepeda titulado: Sistema de
carcomo de bombeo y depósito de almacenamiento a fin de prevenir el uso
inadecuado de agua constituyendo una vía rápida para su reutilización.
El agua proveniente de lavabos y bebederos se capta y se transporta
por medio de una tubería de PVC a un cárcamo de bombeo situado en la
parte baja a un lado de los baños, contará con un sistema automático de
cloración para remover sólidos y ayudar al mantenimiento de este sistema y
de las tuberías, El cárcamo enviará el agua a un tanque contenedor en la
parte alta de los baños y este tanque de almacenamiento será el que
distribuya el agua gris a los tanques de los inodoros, también contará con
dos tuberías, ambas con señalamiento; una de agua potable, que en caso de
faltante se usará; y en caso de excedente, otra de agua gris, hacia abajo, con
una toma que se usará para limpieza de oficinas y riego de jardines.
En el proyecto realizado: Sistema de Reuso de Aguas Grises para el
Colegio Cultura México-Aragón, SC en la Ciudad de México, se obtuvieron
las siguientes conclusiones:
1.- Este proyecto esta orientado a la conservación del agua
mediante un sistema de reutilización de aguas grises.
2.- El ahorro de agua será del 50% ayudando así a la
conservación de este preciado líquido y a la economía.
27
Capítulo II. Marco Teórico
3.- Con la implementación de este proyecto se impulsara el
S
O
D
tener un mejor manejo del agua.
VA
R
E
S
E
R
OS de este proyecto a nivel nacional, tomando
4.- ConC
la H
ejecución
E
R
E
D
en cuenta la cantidad de escuelas que existe en México, se obtendría
desarrollo de nuevas tecnologías y se mejorará la condición de vida al
grandes avances en la conservación del agua como vital liquido y se
reduciría el impacto ambiental al vertir un menor volumen de agua
contaminada a los cuerpos de agua.
En junio del año 2004, el Profesor Mateu Gual Frau de la Universidad
de las Islas Baleares (Palma de Mallorca, Islas Baleares), realizo una
investigación sobre: Estudio de un Sistema de Reutilización de Aguas Grises
y Determinación de Cloro Residual. Los objetivos de esta investigación
fueron: reutilizar las aguas grises para la descarga de los inodoros de las
habitaciones del Hotel Brasilia, estudiar las características de las aguas
grises mediante tratamientos físicos, químicos y biológicos y determinar la
cantidad de cloro residual utilizando métodos yodométricos, fotométricos y
eléctricos.
Esta investigación fue realizada debido a la situación en las Islas
Baleares donde existe una fuerte demanda (sector turístico), escasez del
agua y la necesidad de una mejor gestión de los recursos hídricos.
El sistema de reutilización de aguas grises pretendía la utilización de las
aguas con fines de riego, descarga a sanitarios y actividades como: limpieza
de calles, vehículos y ventanas, extinción de incendios, sistemas de
refrigeración, entre otros.
28
Capítulo II. Marco Teórico
El proceso inicia en las habitaciones del Hotel Brasilia, donde el agua
S
O
D
tuberías aun deposito subterráneo donde se someten
VA a un proceso de
R
E
S de un mecanismos de bombeo
E
filtración y cloración para luego R
a través
OS en la terraza del edificio; estos depósitos
H
dirigirla a 7 depósitos
colocados
C
E
R
E
D
son accionado por un contador, que a medida que es descargado el sistema
provenientes de la ducha y los lavamanos, es conducida por un sistema de
del sanitario, se envía agua por gravedad de estos tanques para recargarlos
nuevamente. Las aguas provenientes de los sanitarios son vertidas a la red
de alcantarillado como se hace tradicionalmente.
De la investigación realizada: Estudio de un Sistema de Reutilización
de Aguas Grises y Determinación de Cloro Residual, se obtuvieron las
siguientes conclusiones:
1.- Se reutilizaron las aguas grises procedentes de duchas y
lavabos en un hotel de la Playa de Palma de Mallorca. Dichas aguas
se recogen separadamente y por gravedad en la parte más baja del
hotel, donde son adecuadamente tratadas y posteriormente enviadas
a la parte más alta, desde donde se distribuye a las habitaciones por
gravedad así como es requerida.
2.- Se establece como cantidad óptima en las cisternas de los
sanitarios 1 mg l-1 de cloro residual, que necesita una dosificación
inicial de 75 mg Cl2l-1.
3.- Se ha establecido que el tiempo de residencia del agua gris
en el sistema no debe ser superior a 48 horas.
29
Capítulo II. Marco Teórico
4.- El consumo diario de agua gris, que corresponde al ahorro
S
O
D
un total de 1063 m durante las dos temporadas.
VA Estas cantidades,
R
E
Sun ahorro de agua de entre el 20 y
E
para este caso concreto, suponen
R
S
O
H
el 30%. El consumo
de agua potable se ha estimado en 182 l pers-1
C
E
R
E
D
día-1. El coste de instalación se ha cifrado en 17000 €, mientras que el
de agua potable, ha sido de 5 m3, equivalentes a 33 l pers-1 día-1 y a
3
de mantenimiento en 0.75 € m3. Ello supone un ahorro económico de
1.09 € m3.
5.- El sistema estudiado es sencillo y funciona bien, pero
requiere de un cierto mantenimiento. Se ha establecido un programa
que incluye la determinación periódica de cloro residual, la reposición
de bidones de hipoclorito de sodio (cada 4 días), y la limpieza de los
filtros (cada 15 m3) y de los depósitos (cada 50 m3).
6.- Se han pasado encuestas que han permitido concluir que
estos programas de reutilización tienen una alta aceptación por parte
de los usuarios que han participado en el proyecto.
30
Capítulo II. Marco Teórico
2.2 FUNDAMENTOS TEORICOS
S
O
D
VA
R
E
S
2.2.1 Agua
E
R
S
HO
EC
R
E
D media del planeta Tierra es un líquido normalmente inodoro,
temperatura
[1] Sustancia fundamental para la existencia de la vida que a la
insípido e incoloro, salvo en grandes cantidades, que es de color azulado. A
la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de congelación del
agua es de 0° C y su punto de ebullición de 100° C. Está compuesto de dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno en los que se descompone a
temperaturas elevadas. Puesto que todas las sustancias son de alguna
manera solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente
universal,
pudiendo
disociar,
descomponer
y
transportar
numerosas
sustancias.
El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del
50 al 90% de la masa de los organismos vivos. La sangre de los animales y
la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para
transportar los alimentos y desechar el material de desperdicio. El agua
desempeña también un papel importante en la descomposición metabólica
de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos. Este
proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas.
Es el líquido más ampliamente distribuido en la naturaleza. Se
compone de dos partes de hidrógeno y una de oxígeno. Representa
alrededor del 70% de la superficie de la tierra. Más del 97% de toda el agua
de la tierra es salada y menos de un 3% es dulce. Este último porcentaje es
el que el hombre puede utilizar para beber, regar los campos, lavar la ropa,
asearse, entre otras actividades.
31
Capítulo II. Marco Teórico
S
O
D
polares. Se estima que los seres humanos necesitamos,
VA aproximadamente 3
R
E
S sobrevivencia, ya sea como
E
litros de agua al día para garantizar
nuestra
R
S y alrededor de 80 litros para cubrir
Oalimentos
H
liquido o incluida enCotros
E
R
E
D
nuestras necesidades de comida y aseo diario.
La mayor parte del agua dulce (2,4%) está retenida en los casquetes
2.2.1.1 Agua Potable
El Agua Potable es aquella que es destinada al consumo humano y
que satisface las características físicas, químicas, bacteriológicas, biológicas
y radiológicas que establezca la autoridad sanitaria competente con sus
correspondientes normas y que abastece una edificación [2]. El agua potable
es
incapaz
de
transmitir
enfermedades,
libre
de
toxicidad,
de
concentraciones excesivas sustancias minerales y orgánicas; agradable a los
sentidos y apta para el consumo humano [3].
El agua potable como tal, debe reunir ciertas características físicoquímicas, biológicas y bacteriológicas [4]
•
Desde el punto de vista bacteriológico: el agua no debe contener
organismos causantes
de enfermedades, ni otros que tengan su
origen en la fauna o en la flora intestinal humana o animal. La calidad
bacteriológica, esta definida por la ausencia de organismos del grupo
coliforme.
•
Desde el punto de vista biológico: las aguas no deben ser
propensas a la reproducción de algas, pues estas, además de
32
Capítulo II. Marco Teórico
transmitirle color, le producen mal sabor. Esto se consigue al no existir
S
O
D
reproducción, estos nutrientes son el nitrógeno
VAy el fósforo; este ultimo
R
E
Sla concentración de fósforo en el
es un factor limitante, por R
lo E
que
OdeS0.01 mg/lts.
H
agua debe serC
menor
E
DER
o minimizar los nutrientes esenciales para su crecimiento y
•
Desde el punto de vista virológico: se establece que casi todos los
virus que afectan al hombre son eliminados por el cloro; con una
concentración de cloro residual igual o mayor a 0.5 ppm por hora.
•
Desde el punto de vista radioactivo: Los niveles de radioactividad
se establecen según recomendaciones de la O:M:S (Organización
Mundial de la Salud), donde se acota la actividad α < 3 pCi/lts y la
actividad β < 30 pCi/lts.
•
Desde el punto de vista físico-químico: hay ciertas sustancias
químicas y propiedades físicas que influyen en la aceptabilidad del
agua.
Se recomiendan los siguientes niveles:
Propiedad
Nivel
máximo Nivel
deseado
33
máximo
permisible
Capítulo II. Marco Teórico
Color
5 unidades
50 unidades
S
O
D
A
Sabor
Inobjetables
Inobjetables
V
R
E
S 25 unidades
E
Turbidez
5 unidades
R
OS
H
C
E
R
E
D
Algunos de los elementos que resultan tóxicos por encima de los
Olor
Inobjetables
Inobjetables
límites establecidos son:
Elementos Químicos
Limite Máximo(mg/lts)
Arsénico
0.05
Cadmio
0.01
Cianuros
0.05
Mercurio
0.001
Selenio
0.01
Bario
1.00
Cromo hexavalente
0.05
Plata
0.05
2.2.1.2 Aguas Residuales Urbanas
[5] Son los vertidos que se generan en los núcleos de poblaciones
urbanas como consecuencia de las actividades propias de estos. Las aguas
negras están constituidas por una porción variable de los siguientes tipos:
•
Aguas domiciliarias: aguas con materia orgánica, residuos fecales.
•
Residuos comerciales.
34
Capítulo II. Marco Teórico
•
Residuos Industriales.
S
O
D
• Infiltración, precolación de agua de lluvia. VA
ER
S
E
R
S
O
Los constituyentes
CHde las aguas negras comprenden sólidos, líquidos
E
R
E
y gases. D
Las aguas negras contienen generalmente una porción inferior a 0.1
% o 1.000 ppm de sólidos totales, correspondientes a las sales originalmente
presentes en el agua más las sustancias orgánicas derivadas de ella y de los
residuos industriales.
Químicamente, las aguas negras contienen sustancias de origen
vegetal, animal y mineral. Las dos primeras constituyen la materia orgánica
que corresponde aproximadamente a 50% de los sólidos, estas se desdoblan
convirtiéndose en almidones, grasas, proteínas e hidratos de carbono.
Biológicamente, las aguas negras contienen un gran numero de
organismos, entre los cuales predominan bacterias (la mayor parte son
beneficiosas e imprescindibles para la transformación y estabilización de la
materia organica). Por otra parte puede incluir organismos patógenos, lo que
las hacen potencialmente peligrosas para la salud de la comunidad.
Existe aun la creencia por parte de muchos ingenieros sanitarios que toda el
agua sucia es la misma agua residual. Sin embargo, hay variaciones muy
importantes que se pueden hacer entre aguas grises y aguas negras para la
protección medioambiental, importantes implicaciones para su tratamiento y
ahorros significativos. [6]
2.2.1.3 Aguas Grises
35
Capítulo II. Marco Teórico
[6] Las aguas grises son aquellas provenientes de los lavamanos,
S
O
D
tan peligrosas para la salud como las aguas negras
(las que provienen de los
VA
R
E
S pero si contienen cantidades
E
excusados y tienen restos fecales),
R
S
O
H
significativas de nutrientes,
materia orgánica y bacterias.
C
E
DER
duchas, bañeras, fregaderos de cocina, batea y lavadoras. Esta agua no son
2.2.2 Diferencias entre aguas Grises y Aguas Negras
[6] Las fuentes de las aguas grises son: fregadero de cocina,
lavamanos, ducha, batea, lavadora y lavamopas. Ninguna de estas fuentes
arrastra organismos que puedan contener enfermedades en la misma
magnitud que lo pueden hacer los excusados.
Las aguas negras contienen además de las heces, celulosa
proveniente del papel higiénico y cantidades elevadas de nitrógeno (de la
orina) que requieren oxigeno para la nitrificación. Las aguas grises contienen
solo 1/10 del nitrógeno comparado con las aguas negras. El nitrógeno (como
nitrito y nitrato) es el más serio y difícil de retirar como agente de polución
que afecta al agua potable. Las aguas grises tiene menos nitrógeno y no es
necesario que lleve el mismo proceso de tratamiento de las aguas negras.
Las aguas negras son la fuente principal de los patógenos humanos.
Los organismos que amenazan la salud no crecen fuera del cuerpo (a menos
que estén incubados) pero son capaces de sobrevivir especialmente en las
heces humanas. Separando las aguas grises de las aguas negras se
reduciría dramáticamente el peligro expuesto por estos organismos
patógenos, pudiendo así ser reutilizadas sin causar efectos secundarios.
36
Capítulo II. Marco Teórico
El contenido típico de las aguas grises se descompone mucho mas
S
O
D
orgánica de las aguas negras continuara consumiendo
oxigeno para
VA
R
E
Sde desagüe, caso contrario en las
E
descomponerse mucho mas allá del
punto
R
S
O
H
aguas grises. Si las C
aguas
grises no se tratan por unos días se comportaran
E
R
E
D
como aguas residuales, ambas desarrollaran malos olores (al convertirse en
rápido que el contenido típico de las aguas negras; es decir, que la materia
anaeróbica) y ambas contendrán gran numero de bacterias. La clave del
éxito en el tratamiento de las aguas grises reside en el inmediato proceso y
reutilización, antes de haber alcanzado el estado anaeróbico.
2.2.3 Clasificación de las Aguas
[4] El termino calidad implica una virtud o atributo, pero cuando se
aplica al caso del agua, tal virtud o atributo, no es de ninguna manera
constante, es decir, que una determinada característica puede ser una virtud
para una determinada clase de agua, pero al mismo tiempo puede ser un
defecto para otra clase, lo que se explica según el uso o usos particulares a
que sean destinadas las aguas.
La calidad de agua se define en base a una serie de características
expresadas cuantitativamente, denominadas parámetros, los cuales por su
naturaleza pueden ser físicos, químicos y bacteriológicas (microbiológicos y
toxicológicos).
Los usos del agua se derivan de las funciones que desempeña ella en
la naturaleza, que aun cuando pueden ser discriminados en una gran
número, ella juega en si dos papeles fundamentales, como material y como
disolvente. En la mayoría de los casos es posible señalar cual de las dos
37
Capítulo II. Marco Teórico
funciones esta ejerciendo, aunque en muchos cumple una función dual, o
S
O
D
VA
R
E
S
sea, hace las veces de material y de disolvente al mismo tiempo.
E
R
S
HOAlgunos de ellos son domésticos, industriales,
cantidad y calidad requerida.
C
E
DERnavegación, generación de energía, recreacional, etc.
agropecuarios,
Es importante señalar que no todos los usos son compatibles con la
En base a estos criterios de calidad y al uso al cual se destina el agua,
se ha emitido una clasificación de las aguas en el Reglamento Parcial Nº 4
de la Ley Orgánica del Ambiente. Gaceta Oficial Nº 2.323, extraordinaria de
fecha 20/10/78, este reglamento se encuentra en un estudio elaborado por
COPLANARH, titulado “Criterios para la Clasificación Legal y Control de
Calidad de las Aguas”
REGLAMENTO PARCIAL Nº 4 DE LA LEY ORGANICA DEL AMBIENTE,
SOBRE LA CLASIFICACION DE LAS AGUAS (TOMADA DE LA GACETA
OFICIAL Nº 2.323, EXTRAORDINARIA DE FECHA 20/10/78)
DISPOSICIONES PRELIMINARES
Art 1. El presente reglamento tiene por objeto establecer la clasificación
de las aguas, con el fin de determinar los niveles de calidad exigibles de
acuerdo con los usos a que se destine.
CAPITULO I
De la Clasificación de las Aguas.
Art. 2. A los fines de este Reglamento las Aguas se clasifican en:
38
Capítulo II. Marco Teórico
S
O
D
Aesta forme parte de un
industrial y que requiera de agua potable siempreV
que
R
E
S
E
producto destinado al consumo humano
o que entre en contacto con el.
R
S
HaO
Tipo 2: Aguas destinadas
usos agropecuarios.
C
E
R
E Marinas o de medios costeros destinadas a la cría y
Tipo 3: D
Aguas
Tipo 1: Aguas destinadas al uso domestico y al uso industrial y al uso
explotación de moluscos consumidos en crudos.
Tipo 4: Aguas destinadas a balnearios, deportes acuáticos, pesca deportiva y
comercial.
Tipo 5: Aguas destinadas a usos industriales que no requieren de agua
potable.
Tipo 6: Aguas destinadas a la navegación y a la generación de energía.
Tipo 7: Aguas destinadas al transporte, dispersión y desdoblamiento de
poluentes sin interferencia del medio ambiente adyacente.
2.2.4 Calidad del agua
[7] Es la condición general que permite que el agua se emplee para
usos concretos. La calidad del agua está determinada por la hidrología, la
fisicoquímica y la biología de la masa de agua a que se refiera. Las
características hidrológicas son importantes ya que indican el origen,
cantidad del agua y el tiempo de permanencia, entre otros datos. Estas
condiciones tienen relevancia ya que, según los tipos de substratos por los
que viaje el agua, ésta se cargará de unas sales u otras en función de la
composición y la solubilidad de los materiales de dicho substrato. Así, las
aguas que discurren por zonas calizas (rocas muy solubles) se cargarán
fácilmente de carbonatos, entre otras sales. En el otro extremo, los cursos de
agua que discurren sobre substratos cristalinos, como los granitos, se
cargarán muy poco de sales, y aparecerá en cantidad apreciable la sílice.
39
Capítulo II. Marco Teórico
La cantidad y la temperatura también son importantes a la hora de
S
O
D
otra. Lógicamente, para una cantidad de contaminantes
VA dada, cuanto mayor
R
E
Sserá la dilución de los mismos, y la
E
sea la cantidad de agua receptoraR
mayor
S Por otra parte, la temperatura tiene
Omenor.
H
pérdida de calidadC
será
E
R
E
D
relevancia, ya que los procesos de putrefacción y algunas reacciones
analizar las causas que concurren para que el agua presente una calidad u
químicas de degradación de residuos potencialmente tóxicos se pueden ver
acelerados por el aumento de la temperatura.
2.2.5 Indicadores de calidad del agua
[7] Los parámetros más comúnmente utilizados para establecer la
calidad de las aguas son los siguientes: oxígeno disuelto, pH, sólidos en
suspensión, DBO, fósforo, nitratos, nitritos, amonio, amoniaco, compuestos
fenólicos, hidrocarburos derivados del petróleo, cloro residual, cinc total y
cobre soluble.
También se pueden emplear bioindicadores para evaluar la calidad
media que mantiene el agua en periodos más o menos largos. Para ello se
usan diferentes grupos biológicos.
2.2.6 Contaminación del Agua
[7] Es la incorporación al agua de materias extrañas, como
microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos,
o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen
inútil para los usos pretendidos.
40
Capítulo II. Marco Teórico
2.2.6.1 Tipos de Contaminantes [7]
S
O
D
VA Muchos compuestos
R
E
formados por enlaces largos, generalmente
de
carbono.
S
E
R
orgánicos son tejidos H
básicos
OS de los organismos vivos. Las moléculas
C
E
formadas por
carbono y por carbono e hidrógeno son apolares y no son
DER
Contaminantes orgánicos: Los compuestos orgánicos son compuestos
solubles en agua o son poco solubles en agua. Tienen de poca a ninguna
carga eléctrica. El comportamiento de los compuestos orgánicos depende de
su estructura molecular, tamaño y forma y de la presencia de grupos
funcionales
que
son
determinantes
importantes
de
la
toxicidad.
Todos los compuestos orgánicos que son peligrosos para la salud son
producidos por el hombre y sólo han existido durante el último siglo.
Existen muchos tipos diferentes de contaminantes orgánicos,
algunos ejemplos son:
- Hidrocarburos
- Los PCB's (son utilizados como fluídos hidráulicos, fluídos
refrigerantes o de aislamiento en transformadores y plastificadores en
pinturas)
- Los insecticidas
- Detergentes orgánicos.
Contaminantes inorgánicos: Algunos contaminantes inorgánicos no son
particularmente tóxicos, pero aún así son un peligro para el medio ambiente
porque son usados extensivamente. Estos incluyen fertilizantes, tales como
nitratos y fosfatos. Los nitratos y fosfatos provocan auges algales globales en
las aguas superficiales, lo que hace que el nivel de oxígeno en el agua
41
Capítulo II. Marco Teórico
disminuya. Esto provoca un stress oxigénico debido a la toma de oxígeno por
S
O
D
VA
R
E
S
parte de los microorganismos descomponedores de algas. A esto se le llama
eutrofización.
E
R
S
- Fertilizantes inorgánicos.
HO
C
E
-D
Metales.
ER
-
Isótopos radiactivos
Contaminantes habituales en las aguas residuales
•
Arenas: Particular de tamaño apreciable y que en su mayoría son de
naturaleza mineral, aunque pueden llevar adherida materia orgánica.
Las arenas enturbian las masas de agua cuando están en movimiento,
o bien forman depósitos de lodos si encuentran condiciones
adecuadas para sedimentar.
•
Grasas y aceites: Son todas aquellas sustancias de naturaleza
lipídica, que al ser inmiscibles con el agua, van a permanecer en la
superficie dando lugar a la aparición de natas y espumas.
•
Residuos con requerimiento de oxígeno: Son compuestos tanto
orgánicos como inorgánicos que sufren fácilmente y de forma natural
procesos de oxidación, que se van a llevar a cabo un consumo de
oxígenos del medio. Estas oxidaciones van a realizarse bien por vía
química o bien por vía biológica.
42
Capítulo II. Marco Teórico
•
Nitrógeno y fósforo: Tienen un papel fundamental en el deterioro de
S
O
D
a los detergentes y fertilizantes, principalmente.
VA El nitrógeno orgánico
R
E
Sresiduales a través de las excretas
E
también es aportado a las R
aguas
OS
H
humanas.
C
E
DER
las masas acuáticas. Su presencia en las aguas residuales es debida
•
Agentes patógenos: Son organismos que pueden ir en mayor o
menor cantidad en las aguas residuales y que son capaces de
producir o transmitir enfermedades.
•
Microorganismos [8]: Dentro de los microorganismos conocidos
existe los productores, consumidores y descomponedores, estos han
sido clasificados dentro de un género conocido como protista,
incluyendo:
Eucariotas:
-Protozoos
-Hongos
-Algas
Procariotas: -Bacterias
-Algas Azules-verdosas
Protistas Eucariotas: Son considerados como superiores debido a
que ellos poseen una membrana nuclear que separa el núcleo del
citoplasma. En esta clasificación encontramos Protozoos, hongos y algas.
Protozoos: Son microorganismo animales unicelulares, consumidores
típicos, los cuales persiguen e ingieren algas u otros protozoos mas
43
Capítulo II. Marco Teórico
pequeños. Dentro de ellos existes algunos que son patógenos al hombre.
S
O
D
A
cual produce Amibiasis o Disentería amibiana, LaV
Leishmania
Braziliensis, la
R
E
SEl Plasmodium Vivax, causante de
E
cual produce Leishmaniasis americana;
R
OS
H
Paludismo.
C
E
DER
Los mas conocidos por su patogenecidad son: La Endamoeba Hystolitica, la
Hongos: son organismos vegetales multicelulares que carecen de
clorofila, estos son clasificados como descomponedores. Los hongos se
subdividen en Mohos y Levaduras.
-Los Mohos: son hongos filamentosos multicelulares, estos se
utilizan en la industria farmacéutica para producir compuestos, tales
como antibióticos. Estos pueden causar el deterioro de la madera,
tela, descomponer alimentos y causar enfermedades tales como
micosis de la piel, unas, vellos.
-Las Levaduras: son hongos capaces de fermentar los
compuestos
orgánicos.
Son
utilizados
en
la
industria
de la
fermentación para producir alcoholes, ácidos orgánicos, pan. También
producen la descomposición de los alimentos en algunos casos se les
atribuyen ciertas enfermedades no estando establecido totalmente.
Algas: son organismos unicelulares o multicelulares que poseen
clorofila (realizan fotosíntesis), esto son quizás los más importantes de todos
los microorganismos. Son de especial interés por el papel que desempeñan
en el tratamiento de las aguas residuales y por el fenómeno de Eutrofización
en los cuerpos de agua. Las Diatomeas pertenecen a este renglón, siendo
plantas unicelulares con cubierta celulares silícicas.
44
Capítulo II. Marco Teórico
Protistas Procariotas: Considerados como protistas inferiores ya que
S
O
D
Dentro de este grupo encontramos a las Bacterias
VA y a las Algas Azul
R
E
S
E
Verdosas.
R
OS
H
C
E
R
E
D
Bacterias: son microorganismos vegetales unicelulares que carecen
estos no poseen membrana nuclear que separe el núcleo del citoplasma.
de clorofila, están dentro de los microorganismos clasificados como
descomponedores. Estos descomponen el protoplasma de animales y
materia vegetal muerta, librando sustancias simples que son aprovechadas
por los productores. Son un elemento esencial en el tratamiento biológico de
los residuos líquidos, para la estabilización de la materia orgánica, contenida
en dichos residuos. Las bacterias descompone los alimentos y causan
enfermedades, algunas de las mas conocidas: Salmonella Tiphosa, causante
de la fiebre tifoidea, Salmonella Paratiphosa, ocasiona la fiebre paratifoidea;
Bacilo de Koch, causa la tuberculosis; Shigella, causa la Disentería Bacilar y
el Vibrio Cólera, causante de la Cólera.
Algas Azul-Verdosas: son algas que contienen clorofila, las cuales
poseen células simples o colonias de células de algas con clorofila difusa
mezclada con pigmento azul- verdosos. Este grupo es de gran importancia
ecológica debido a la gran masa de ella que pueden desarrollarse en las
aguas contaminadas (laguna o lagos). Los productores de ellas son emitidos
en su destrucción son regularmente tóxicos y producen malos olores y
sabores de agua, estas algas son conocidas con el nombre de Cyanophyta.
Clorofíceas: son plantas clorofílicas con pigmento verde.
Virus: Son microorganismos muy pequeños que pasan los filtros de
membrana. Estos son obligatoriamente parásitos o agentes patógenos de
45
Capítulo II. Marco Teórico
animales, vegetales y del hombre, reproduciéndose solamente en el interior
S
O
D
Polio, que cauda la poliomelitis y el de la Hepatitis
VAque causa la Hepatitis
R
E
S
E
Viral.
R
OS
H
C
E
DER Otros contaminantes específicos
de células vivas de sus portadores. Los virus más conocidos son: Virus de la
Sustancias de naturaleza muy diversa que provienen de aportes muy
concretos: metales pesados, fenoles, petróleo, pesticidas, etc. Su origen es
muy variable y presentan elevada toxicidad.
Proteínas: Proceden fundamentalmente de excretas humanas o de
desechos
de
productos
alimentarios.
Son
biodegradables,
bastante
inestables y responsables de malos olores.
Carbohidratos: Proceden de excretas y desperdicios; se incluye en
este grupo azúcares, almidones y fibras celulósicas.
2.2.6.2 Tipos de Contaminación [7]
•
Contaminación física: Las sustancias que modifican factores físicos,
pueden no ser tóxicas en sí mismas, pero modifican las características
físicas del agua y afectan al hábitat acuático.
•
Contaminación
química:
Algunas
sustancias
cambian
la
concentración de los componentes químicos naturales del agua
causando niveles anormales de los mismos, los cuales ocasionan el
46
Capítulo II. Marco Teórico
deterioro de los organismos acuáticos y de la calidad del agua en
S
O
D
VA
R
E
S
general.
•
E
R
S
HO biogénico, que cambia la disponibilidad de
descarga de C
material
E
DERdel agua, y por tanto, el balance de especies que pueden
nutrientes
Contaminación por agentes bióticos: Son los efectos de la
subsistir. El aumento de materia orgánica origina el crecimiento de
especies heterótrofas en el ecosistema, que a su vez provoca cambios
en la cadena alimentaría. Un
aumento
en
la
concentración
de
nutrientes provoca el desarrollo de organismos productores, lo que
también modifica el equilibrio del ecosistema.
2.2.7 Importancia de los Exámenes de Laboratorio
[9] Los exámenes del agua en el laboratorio se llevan a cabo por
muchas razones, el mas frecuente es el de ayudar a formar una opinión
acerca de lo adecuado que sea el agua de un abastecimiento para uso
publico. Esto implica considerar diversos factores; si es de confianza para el
consumo
humano,
según
lo
revele
la
presencia
o
ausencia
de
contaminación, si es corrosiva para la tubería metálica o es capaz de formar
incrustaciones en sistemas de agua fría o caliente; si es agradable a su
apariencia o color; si es satisfactoria para usarse en el lavado domestico de
ropa; si cumple con los parámetros para ser usada para el riego de jardines,
etc.
Son esenciales los análisis rutinarios de laboratorio para controlar los
procesos de tratamiento de agua y garantizar un efluente satisfactorio en
todo momento. Las diferentes pruebas son realmente recursos que
47
Capítulo II. Marco Teórico
completan y amplifican los sentidos humanos. De esta manera, la
S
O
D
filtración pueden detectarse mediante medicionesV
enA
el laboratorio antes que
R
E
S los organismos microscópicos se
E
resulten evidentes a la observación
visual;
R
OSpuede determinase la variación de los
pueden amplificar C
y H
contar;
E
R
E
D
constituyentes disueltos del agua y explicarse los motivos de cambios en la
disminución gradual de la eficiencia en los procesos de coagulación y
operación de las plantas, de tal manera que puedan adoptarse medidas
correctivas.
Los exámenes de laboratorio pueden clasificarse en: físicos, químicos
bacteriológicos y microscópicos. Las pruebas físicas miden y registran
aquellas propiedades que pueden ser observadas por los sentidos. Los
análisis químicos determinan las cantidades de materia mineral y orgánica
que hay en el agua y que afecte su calidad, proporcionando datos acerca de
contaminaciones
o
mostrando
las
variaciones
ocasionadas
por
el
tratamiento, lo cual es indispensable para controlar un proceso de
tratamiento de agua. Los exámenes bacteriológicos indican la presencia de
bacterias características de la contaminación y consiguientemente la calidad
del agua para su consumo. Los exámenes microscópicos proporcionan
información relativa a las proliferaciones en el agua que frecuentemente son
las que causan sabores y olores desagradables u obstrucción de los filtros.
Los lugares de donde deben obtenerse las muestras, dependen del propósito
del examen y de la necesidad de obtener muestras representativas del agua
que se vaya a examinar.
Para determinar la calidad del agua se recomienda recolectar
muestras del agua tal como entra al sistema de distribución y varias muestras
del mismo sistema. El numero de muestras que se tome del sistema varia
según los recursos del que se disponga, del tamaño de la población servida y
48
Capítulo II. Marco Teórico
del propósito del examen que se vaya hacer. Por lo general, las muestras
S
O
D
el sistema y las muestras para análisis químicosV
seArecogen de solos unos
R
E
S
E
cuantos puntos.
R
OS
H
C
E
R
E
D
Las muestras deben ser representativas del agua que se va a
para exámenes bacteriológico se recolectan de muchos puntos dispersos en
examinar. Una muestra de agua cruda recolectada en la superficie de un
depósito podría tener muy poca relación con el agua que se capte para la
obra de toma. Si se usan llaves, el agua debe dejarse correr lo suficiente
para vaciar el tubo de servicio y obtener así una muestra que represente el
agua en la tubería de distribución. Por lo general deben evitarse los extremos
muertos. Las muestras que se recolecten después de la cloración deben
tomarse en un punto en el que el cloro se haya mezclado completamente con
todo el volumen de agua durante un periodo no menor de diez minutos.
La frecuencia de la toma de las muestra depende básicamente del
habitantes a la cual será servida esta agua.
2.2.7.1 Determinación de Bacterias del Grupo
Coliforme
Propósito de la Prueba: La estimación del numero de bacterias del
grupo coliforme, presentes en un determinado volumen de agua, será un
índice o indicación de la intensidad de una contaminación.
Muestreo: Se usa la misma muestra recolectada para el recuento normal en
placa.
Interpretación: Cualquier prueba de fermentación en caldo lactosado,
que muestre formación de gas después de 24 o 48 horas de incubación,
confirmada por la formación de gas en un medio confirmativo después de 24
49
Capítulo II. Marco Teórico
o 48 horas, indica la presencia de bacterias del grupo coliforme en una
S
O
D
Usando diferentes volúmenes de muestra, generalmente
VA múltiplos de 1 ml,
R
E
S
E
es posible hacer una estimación R
semicuantitativa
del número de bacterias
S
HlaOmuestra. Si se conoce el número de tubos
coliformes presentesCen
E
ER correspondientes a cada dilución, se puede calcular el
positivosD
y negativos
cantidad proporcional al volumen de muestra que se haya examinado.
numero probable de organismo de este grupo que haya en un determinado
volumen de agua. Esto proporciona un índice de contaminación, el cual
usualmente se expresa como el “Numero mas Probable” (NMP) de bacterias
coliformes por 100 ml de muestra. Este índice representa el número de
bacterias de este grupo que con más frecuencia que otro número cualquiera,
dará los resultados observados.
2.2.8 Reutilización de las Aguas Grises
El suministro de agua potable se considera una condición necesaria
para garantizar una calidad de vida digna, lo que ha supuesto un esfuerzo de
tratamiento de agua y de construcción de una red de suministro que llegue a
todas las viviendas. Sin embargo, muchos usos diarios se pueden solucionar
con aguas no potables, como la de las aguas grises. [10]
Los sistemas de reutilización de aguas grises están pensados para
fomentar el uso racional del agua, haciendo una diferenciación entre las
diferentes calidades de agua: el agua potable se reserva para el consumo
humano, mientras que las aguas grises procedentes de lavadoras, duchas y
bañeras pueden servir para alimentar las cisternas de los inodoros y riego de
áreas verdes, en las que, hasta ahora, solo se utiliza agua potable, dándole
una función innecesaria. [10]
50
Capítulo II. Marco Teórico
El uso mas común de las aguas grises es para el agua de los tanques
S
O
D
A aproximadamente
menos de alta calidad; de este modo, se V
ahorrara
R
E
S
E
50lts/persona x día de agua potable.
[11]
R
OS
H
C
E
R
E
D
La agricultura es el uso que mayor demanda del agua supone a nivel
de los excusados, que no requieren grandes volúmenes de agua y mucho
mundial. El riego de tierras agrícolas supone la utilización del un 70% de los
recursos hídricos en el mundo. [12]
El agua usada para regadío proviene de fuentes naturales (agua de
lluvia y superficial de escorrentía, lagos y ríos); y alternativas (reuso del agua
municipal y agua de drenaje). En cualquier caso el uso de agua reciclada
puede tener efectos adversos para la salud pública y el medio ambiente. Esto
dependerá de la aplicación/uso que se le de a este agua reciclada,
características y limitaciones de suelo, condiciones climáticas y practicas
agrícolas. Por lo tanto, es imprescindible que todos estos factores sean
tenidos en cuenta en la gestión del agua reciclada. [12]
La reutilización de agua para la agricultura es muy ventajosa porque
los tratamientos de aguas residuales son a menudo moderados, las aguas
residuales contienen nutrientes para las plantas y enmendadores del suelo.
[13]
Los principales problemas de contaminación son la precolación del
nitrato a las aguas subterráneas, y la retención de metales pesados en los
suelos [13]
51
Capítulo II. Marco Teórico
Para eliminar los compuestos orgánicos del efluente, se puede usar un
S
O
D
eliminación de los metales pesados. [14]
VA
R
E
S
E
R
S
O
H
Para la eliminación
de patógenos es necesaria una desinfección más
C
E
R
E
D
profunda. Esta se puede realizar por medio de: Tratamiento con ozono o
tratamiento biológico, seguido de una filtración profunda de arena, para la
Desinfección por UV. [15]
La calidad de agua usada para irrigación es determinante para la
producción y calidad en la agricultura, mantenimiento de la productividad del
suelo de manera sostenible y protección del medio ambiente. Por ejemplo,
las propiedades físico- químicas del suelo, (ex. estructura del suelo,
estabilidad de los agregados) y permeabilidad son características del suelo
muy susceptibles al tipo de iones intercambiables que provengan del agua de
riego. [12]
La calidad del agua de regadío puede ser determinada mediante
análisis de laboratorio. Los factores mas importantes a tener en cuenta para
determinar la validez del agua usada para los fines agrícolas específicos son
los siguientes: PH, Riesgo de salinidad, riesgo de sodio (relación de
absorción de sodio o RAS), riesgo de carbonato y bicarbonato en relación
con el contenido en Ca & Mg, elementos traza, elementos tóxicos, nutrientes,
cloro libre.[12]
52
Capítulo II. Marco Teórico
DO
A
V
R
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DE
S
Parámetros para el reuso del agua con interés desde el punto de vista agrícola [16]
Parámetro
Importancia para el regadío
Tras el tratamiento secundario y
Objetivo tras el tratamiento
terciario
Sólidos totales en
La medida de partículas se relaciona con la contaminación
suspensión
microbiana; interfiere en la desinfección; obstrucción de los
5-50 mg/L
<5-35TSS/L
1-30 NTU
<0.2-35NTU
10-30mg/L
<5-45mgBOD/L
<20-200mgCOD/L
sistemas de regadío; deposición.
Turbidez
DBO5
Substrato orgánico para el crecimiento microbiano; genera
crecimiento bacteriano en los sistemas de distribución y deposición
DQO
microbial (bio-fouling).
50-150mg/L
Coliformes totales
Medida del riesgo de infección por la presencia de patógenos; da
<10-10 cfu/100mL
Metales pesados
Las sales disueltas son nutrientes beneficiosos para el crecimiento
7
<1-200cfu/10mL
lugar a bio-fouling.
< 0.001mgHg/L
de la planta, otros pueden ser fitotoxicos o convertirse en
<0.01mgCd/L
fitotoxicos a ciertas concentraciones. Algunos elementos
<0.02-0.1mgNi/L
específicos son tóxicos para plantas.
Inorgánicos
Alta salinidad y boro son dañinos para el agua de regadío de
<450-4000mgTDS/L
cultivos vulnerables.
<1mgB/L
Cloro residual
Recomendado para prevenir el crecimiento bacteriano; la
0.5->5mgCl/L
concentración excesiva de cloro libre puede dañar algunos cultivos
vulnerables
Nitrógeno
Fertilizantes para regadío; contribuyen al crecimiento bacteriano y
10-30mgN/L
<10-15mgN/L
0.1-30mgP/L
<0.1-2mgP/L
eutrofización de depósitos de almacenamiento, corrosión o
incrustación
Fósforo
53
Capítulo II. Marco Teórico
2.2.9 Tratamiento del Agua
S
O
D
[17] El tratamiento del agua es el proceso de
naturaleza físico-química
VA
R
E
S una serie de sustancias y
E
y biológica, mediante el cual se
eliminan
R
OS riesgo para la salud o le comunican un
H
microorganismos que
implican
C
EREno deseables.
aspecto D
o cualidad
La eficacia del tratamiento del agua en la reducción de las
enfermedades que esta transmite depende de la calidad del agua en origen y
del proceso seguido en el sistema de tratamiento.
Los agentes patógenos transmitidos por el agua, que pueden causar
enfermedades,
provienen
generalmente
de
sistemas
hídricos
con
inadecuado tratamiento, especialmente desinfección y filtración.
2.2.9.1 Procesos Convencionales
•
Aireación: Es el proceso mediante el cual el agua es puesta en
contacto íntimo con el aire con el fin de modificar las concentraciones
de sustancias volátiles contenidas en ella. En resumen es el proceso
de introducir aire al agua. Las funciones más importantes de la
aireación son: transferir oxígeno al agua, disminuir la concentración de
CO2, disminuir la concentración de H2S, remover gases como
metano, cloro y amoniaco, oxidar hierro y manganeso., remover
compuestos
orgánicos
volátiles,
productoras de olores y sabores.
54
remover
sustancias
volátiles
Capítulo II. Marco Teórico
En tratamiento de aguas residuales la función más común del
S
O
D
requeridas para que el oxígeno no limite V
la A
utilización de la materia
R
E
S de los microorganismos. La
E
orgánica y las funciones R
metabólicas
OunaSde las operaciones de uso más intensivo de
H
aireación representa
C
E
R
E
D
energía en los sistemas de tratamiento, mediante equipos de aireación
sistema de aireación es la de transferir oxígeno al líquido, a las tasas
difusa, equipos de turbina y aireadores mecánicos.
En aguas residuales se utilizan aireadores por difusores y
aireadores mecánicos superficiales o sumergidos.
•
Mezclado
¾ Rápido: La mezcla rápida se logra mediante la instalación de
un dispositivo, en la tubería de aducción de agua bruta a la
planta de tratamiento. El dispositivo de mezcla rápida diseñado,
consiste en un tubo de 1.50 m de longitud entre bridas, el cual
tiene en su interior, instalados a tercios de la longitud total, el
tubito de inyección de coagulante, y una placa orificio. El tubito
de inyección de coagulante está introducido hasta la generatriz
media del tubo de aducción, que normalmente debe ser de 200
mm de diámetro. La placa perforada tiene un orificio de
diámetro d=0, 5*D, donde D es el diámetro de la tubería de
aducción. Dicha placa perforada estará colocada 0.50 m aguas
abajo del tubito inyector de coagulante, de modo de desarrollar
el proceso de coagulación en un ambiente de elevados
gradientes de velocidad.
55
Capítulo II. Marco Teórico
El objetivo es que una vez estabilizadas las partículas, la
S
O
D
apenas visibles a simple vista, hasta
formar mayores flóculos.
VA
R
E
S primordial de todo proceso de
Esta fase constituyeR
laE
base
OS sin una floculación efectiva el resto del
H
tratamiento
integral,
C
RE sé vera mermado en su eficiencia, lo que obliga a una
DEproceso
colisión entre ellas permita el crecimiento de los microflóculos,
cuidadosa atención de esta fase. La floculación inmediata a una
coagulación química del agua tiene por objetivo la remoción de:
turbiedad orgánica e inorgánica; color real y aparente; bacteria
y otros patógenos; algas y otros organismos platónicos;
sustancias productoras de olores y sabores.
En la eficacia de la coagulación influyen diversos factores
entre los que destaca el pH y otras características físicoquímicas del agua, así como una adecuada energía de
agitación rápida para conseguir una apropiada dispersión del
coagulante y proporcionar las necesarias colisiones entre las
partículas para conseguir una óptima coagulación. El tiempo de
esta mezcla rápida, en la correspondiente cámara de mezcla,
suele ser del orden de 1 a 3 minutos.
También depende básicamente de la relación entre los
mecanismos de coagulación predominantes, los parámetros de
mezcla rápida y las condiciones químicas de dosificación.
Se ha demostrado que los parámetros de mezcla:
gradiente de velocidad y tiempo de retención, son importantes
para optimizar el proceso cuando el mecanismo de coagulación
predominante es el de adsorción; si el mecanismo de
56
Capítulo II. Marco Teórico
coagulación es el de barrido, los parámetros de mezcla son
S
O
D
VA
R
E
S
indiferentes.
E
R
S
Hy O
baja
en un tiempo mayor, para que las partículas o
C
E
R
DE coloides se aglomeren y formen flóculos. La etapa de
¾ Lento: La mezcla se da a una velocidad de agitación
floculación ocurre una vez neutralizadas casi todas las
cargas de los coloides, por cargas inducidas por el
coagulante (sulfato de aluminio) y los flóculos empiezan
a ensancharse o a tomar mayor tamaño.
•
Sedimentación: La misión de la de la sedimentación es eliminar
partículas, que pueden proceder de sustancias disueltas, que por la
vía de la oxidación han pasado a insolubles o por las propias
partículas coloidales en suspensión existentes en el agua bruta, la
mayoría de las cuales por coagulación -floculación han pasado a ser
sedimentables. Otras sustancias disueltas pueden quedar adheridas
o adsorbidas por los coágulos-flóculos y son eliminadas de esta forma.
Una vez formados los flóculos por la agregación de las
partículas coloidales en suspensión, hay que proceder a la separación
de éstas. Esta separación, si no se está siguiendo el proceso de
filtración directa, tiene lugar por sedimentación en los decantadores.
La sedimentación se realiza en decantadores o sedimentadores
que son tanques de capacidad variable, entre los cuales se
encuentran los siguientes:
57
Capítulo II. Marco Teórico
¾ Decantadores de flujo horizontal o sedimentadores, con
S
O
D
antes de entrar en el decantador
VAel agua cruda.
R
E
S
E
R
OS de flujos verticales o clarificadores, con
H
¾ Decantadores
C
E
DER mezclas rápidas de los productos químicos en el agua
mezclas rápidas de los productos químicos efectuadas
cruda, efectuados en la cámara de floculación previa. El
agua floculada pasa mediante inyección pulsada o sin
ella a través de mantos de lodos en suspensión formados
previamente.
¾ Decantadores de circulación aceleradas de los lodos o
clarificadores de contacto de sólidos suspendidos. Se
trata de unidades que cambian mezclas, clarificación y
remoción de todos en un solo conjunto. La coagulación
tiene
lugar
en
presencia
de
flóculos
formados
previamente, los cuales son retenidos en la unidad para
mantener un alto margen de floculo concentrado. Los
productos químicos son mezclados con el agua cruda
antes y en el clarificador.
El objetivo primordial de una buena sedimentación es lograr
remover la turbiedad, tanto natural como coagulada. Normalmente la
retención de velocidad del agua que se produce en esta zona es de 40
minutos a una hora. Los decantadores en su tramo final poseen
vertederos en los cuales se capta la capa superior del agua – que
contiene menor turbiedad – por medio de estos vertederos el agua
pasa a la zona de filtración.
58
Capítulo II. Marco Teórico
•
Filtración: Se emplea para obtener una mayor clarificación y
S
O
D
VA
R
E
S
generalmente se aplica después de la sedimentación.
E
R
S
HO la más usual se realiza con un lecho arenoso
acuerdo con su
empleo,
C
E
ER100 por 50 metros y 30 centímetros de profundidad. En esta
deD
unos
Hay muchos tipos de filtros con características que varían de
capa actúan bacterias inofensivas que descomponen la materia
orgánica presente en el agua en sustancias inorgánicas inocuas. Los
filtros más útiles en el medio rural son los que se construyen con grava
y arena.
•
Desinfección: Consiste en la adición de una sustancia química que
permita la destrucción de ciertas bacterias y virus nocivos para la
salud humana. La desinfección no implica necesariamente la
destrucción completa de todos los organismos vivos, es decir, los
procesos de desinfección del agua no siempre acaban en el punto de
esterilización.
Entre los organismos productores de enfermedades se incluyen
las bacterias, una gran variedad de virus, protozoos intestinales y
algunos microorganismos. Otros organismos que podemos considerar
más bien molestos desde el punto de vista estético que de causantes
de enfermedades, son también afectados en los procesos de
desinfección. Algunos de los organismos mencionados, incrementan
su resistencia al desinfectante al encontrarse rodeados o incrustados
en materiales en suspensión, algas, etc., y ser más inasequibles a los
desinfectantes químicos. Si en el agua se tiene presencia de materia
59
Capítulo II. Marco Teórico
orgánica y otras sustancias oxidables, quedará disminuida la cantidad
S
O
D
VA
R
E
S
de desinfectante disponible para realizar la desinfección.
E
R
S
O a temperatura del sitio, y en tiempo
Hhacerlo
patógenos; debe
C
E
DER no debe hacer toxica el agua; ni afectar su sabor; fácil
adecuado;
Un buen desinfectante: es capaz de destruir microorganismos
obtención, económico y manejo sencillo; concentración en el agua
fácilmente determinable; debe permanecer en el agua, para evitar
nuevos contaminantes.
Métodos de desinfección
Métodos Físicos
Calor:
Se eleva la temperatura a punto de ebullición durante 10
min
-Luz Solar: desinfección natural. Luz ultravioleta, longitud
de onda de 2537 amstrong (Å) , unidad germicida de 100
Luz:
µw/cm2
-Luz Ultravioleta producida por lámpara de vapor de
mercurio (2400 a 2800 Å, dosis de 1000 a 6000 µw/cm2
60
Capítulo II. Marco Teórico
Métodos Químicos
S
O
D
Plata
- Son pocos usados, por sus
VAelevados costos para uso
R
E
S sobre los límites admitidos que
E
masivo y por
los
residuos
R
OSeSpasa agua a través de un tubo con electrodos
H
deja.
C
E
DER de plata metálica, conectados a un generador de
corriente directa de 1.5 voltios.
Yodo
-Se agrega yodo elemental, acido oihidrico o hipoiodoso, requiere cantidades residuales mayores.
Ozono
-Conocido como oxigeno trimolecular. Tiende a oxidar
rápidamente materia orgánica. Tiene como desventaja
que carece de efecto residual.
Cloro
- Excelente destructor de la flora bacteriana, bajo costo,
fácil aplicación, efecto residual en el agua del sistema de
distribución
Factores que influyen en la acción del desinfectante
•
Tiempo de Contacto: a mayor tiempo de contacto, mayor mortandad
de microorganismos
•
Concentración y tipo de agente químico: influye en la velocidad de
muerte de las bacterias.
•
Intensidad y naturaleza de agente físico
•
Temperatura: influye en la velocidad de la reacción
61
Capítulo II. Marco Teórico
•
Números de Organismo: rara vez representan una barrera contra el
S
O
D
VA
R
E
S
desinfectante
•
•
E
R
S
HO
Tipos de Organismos: esporas altamente resistentes.
EC
R
E
D
Naturaleza
del Medio Líquido: la turbidez influye en la absorción del
desinfectante, protegiendo las bacterias.
•
PH: puede favorecer o no la desinfección
En Venezuela se usa fundamentalmente el cloro, ya que puede ser
aplicado bajo diferentes formas como son las soluciones concentradas de
cloro, hipoclorito de calcio, bióxido de cloro y la combinación cloro-amonio,
así como por su efectividad y efecto residual.
La hipótesis más aceptada sobre como destruye el cloro a los
microorganismos, se centra en las alternativas físicas, químicas y
bioquímicas sobre la membrana o pared de las células y por tanto una vez
destruida esta barrera protectora, terminan las funciones vitales de la célula,
causando su muerte.
Casi todos los desinfectantes mencionados, presentan alguna
limitación, que excluyen su aceptación en las operaciones de tratamiento en
sistemas y abastecimientos públicos, por ahora y en general, el cloro es el
producto más ampliamente utilizado en el proceso de desinfección del agua.
62
Capítulo II. Marco Teórico
•
Procesos Terciarios: Las instalaciones de tratamiento se completan,
S
O
D
de sustancias que provocan la aparición
VdeA olores y sabores, la
R
E
S para la eliminación de hierro y
E
adición de permanganato R
potásico
OS
manganeso y C
enH
casos más conflictivos y constantes de presencia de
E
R
E
D
sustancias orgánicas así como otras que pueden originar olores y
a veces, con la adición de carbón activo en polvo, para la eliminación
sabores, se llega a la instalación de filtros de carbón activo en grano
tras los filtros de arena.
•
Adsorción en Carbón Activado: El filtro de carbón funciona por el
mismo principio que el filtro de arena, la diferencia radica en los
elementos filtrantes y su finalidad. El carbón activado es un material
natural que con millones de agujeros microscópicos que atrae, captura
y
rompe
moléculas
de
contaminantes
presentes.
Se
diseña
normalmente para remover cloro, sabores y olores y demás químicos
orgánicos. También es uno de los procesos finales del sistema de
tratamiento de agua, su función es pulir la descarga final. Son
fabricados en acero al carbón de alta resistencia y recubrimiento
interno de polietileno para evitar la corrosión. Retrolavado 100%
automático, con temporizador o volumen tratado.
2.2.10 Plantas de Tratamiento
Una planta de tratamiento es una secuencia de operaciones o
procesos unitarios, convenientemente seleccionados con el fin de modifica
las características físico-químicas y biológicas de las aguas, y así remover
los contaminantes microbiológicos presentes en ellas, hasta llevarlos a los
63
Capítulo II. Marco Teórico
limites o parámetros de calidad establecidos dependiendo del tipo de agua
S
O
D
VA
R
E
S
deseado.
E
R
S
HO
2.2.10.1 Tipos de plantas de tratamiento de agua [18]
EC
R
E
D de Tratamiento Limitado: en general, este tipo de plantas
Plantas
tienen una fuente de agua de alta calidad y emplean técnicas de tratamiento
muy específicas que se enfocan hacia asuntos muy concretos de la calidad
del agua. Entre estas técnicas están la desinfección, el control de la
corrosión, la fluoración, la eliminación de hierro o manganeso y el
ablandamiento. De acuerdo con la mayor parte de los reglamentos, las
plantas de tratamiento limitado solo se usan parar tratar agua subterránea
proveniente de una fuente que no ha sido tratada.
Plantas de Coagulación: se suelen usar para tratar agua superficial,
emplea técnicas como: mezclado rápido, floculación, sedimentación, filtración
y desinfección para eliminar color, turbiedad, sabor, olores y bacterias. Otras
operaciones mas suelen incluir barras o tamices gruesos. Mientras mas
contaminada este una fuente de agua, el tratamiento que requiere será mas
extenso y costoso. (Anexo 1)
2.2.11 Red de Distribución de las Aguas.
[2] En la construcción de las edificaciones, uno de los aspectos más
importantes es el diseño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que
debe satisfacer las necesidades básicas del ser humano.
Las instalaciones, sanitarias, deben proyectarse y principalmente
construirse, procurando sacar el máximo provecho de las cualidades de los
64
Capítulo II. Marco Teórico
materiales empleados, e instalarse en la forma más práctica posible, de
S
O
D
A
mínimo mantenimiento, el cual consistirá en V
condiciones
normales de
R
E
S requerida a través dé los
E
funcionamiento, en dar la limpieza
periódica
R
S debe cumplir con las necesidades
Osanitaria
H
registros. Toda instalación
C
E
R
E
D
higiénicas y que además, la eficiencia y funcionalidad sean las requeridas en
modo que se eviten reparaciones constantes e injustificadas, previendo un
las construcciones, planeadas y ejecutadas con estricto apego a lo
establecido en las normas sanitarias, en donde se determinan los requisitos
mínimos que deben cumplirse para garantizar el correcto funcionamiento de
las instalaciones particulares, obteniendo un óptimo servicio de las redes de
drenaje general.
El diseño de la red sanitaria, que comprende el cálculo de la pérdida
de carga disponible, la pérdida de carga por tramos considerando los
accesorios, el cálculo de las presiones de salida, tiene como requisitos:
conocer la presión de la red pública, la presión mínima de salida, las
velocidades máximas permisibles por cada tubería y las diferencias de altura,
entre
otros.
Conociendo
estos
datos
se
logrará
un
correcto
dimensionamiento de las tuberías y accesorios de la edificación.
El método más utilizado para el cálculo de las redes de distribución
interior de agua, que es el denominado Método de los gastos probables,
creado por Roy B. Hunter, que consiste en asegurar a cada aparato sanitario
un número de “unidades de gasto” determinadas experimentalmente.
65
Capítulo II. Marco Teórico
2.2.12 Instalaciones Sanitarias para edificaciones
S
O
D
Es el conjunto de tuberías, equipos y accesorios
VA que se encuentran
R
E
S
E
dentro del límite de propiedad de
la
edificación
y que son destinados a
R
S
O
suministrar agua libreC
deH
contaminación
y a eliminar el agua servida.
E
R
DE
Estos servicios se encuentran dentro del límite de propiedad de los
edificios, tomando como punto de referencia la conexión domiciliaria.
Sus objetivos son:
- Dotar de agua en cantidad y calidad suficiente para abastecer
a todos los servicios sanitarios dentro de la edificación.
- Evitar que el agua usada se mezcle con el agua que ingresa a
la edificación por el peligro de la contaminación.
- Eliminar en forma rápida y segura las aguas servidas; evitando
que las aguas que salen del edificio reingresen a el y controlando el
ingreso de insectos y roedores en la red.
2.2.12.1 Tipos de instalaciones sanitarias
Las instalaciones sanitarias de una edificación comprenden en general
los siguientes tipos de sistemas:
•
Distribución de agua fría
•
Redes de desagüe y ventilación
•
Colección y eliminación de agua de lluvia
66
Capítulo II. Marco Teórico
2.2.12.2 Ubicación de las instalaciones sanitarias
S
O
D
La ubicación de los servicios en la edificación
VAdebe siempre permitir la
R
E
S cada salida hasta las conexiones
E
mínima longitud posible de tuberías
desde
R
S
Odistancias
H
domiciliarias. Las menores
incidirán en al presión del sistema,
C
E
R
DE las perdidas de carga y facilitando el usar diámetros mas
disminuyendo
pequeños, con la consiguiente reducción de costos. La ventilación en el baño
debe ser natural y por diferencia de temperaturas; es importante garantizar
una permanente circulación de aire. Las instalaciones sanitarias deben
ubicarse de tal manera que no comprometan los elementos estructurales. Lo
recomendable es utilizar ductos para los tramos verticales y colocar los
tramos horizontales en falsos contrapisos u ocultos en falso cielo raso.
2.2.12.3 Materiales para instalaciones sanitarias
Tuberías y accesorios de agua potable
Hierro galvanizado: son las de mayor uso junto con las de plástico,
por su mayor durabilidad; uso de accesorios del mismo material en las
salidas de agua, menor riesgo de fractura durante su manipuleo.
Acero: para uso industrial o en líneas de impulsión sujetas a grandes
presiones.
Cobre: son las mejores para las instalaciones de agua potable, sobre
todo para conducir agua caliente, pero su costo es muy elevado y se requiere
mano de obra especializado para su instalación.
Bronce: solo tiene en la actualidad un uso industrial.
67
Capítulo II. Marco Teórico
S
O
D
lado al comprobarse que en determinados casoV
seAdestruyan rápidamente
R
E
S en el agua; sin embargo aun
E
por la acción de elementos químicos
hallados
R
S
H
se utilizan como abastos
deO
aparatos sanitarios.
C
E
DER
Plomo: se utilizan en conexiones domiciliarias; han sido dejadas de
Asbesto - cemento: solo se utilizan en redes exteriores.
Plástico: PVC rígido para conducción de fluidos a presión SAP
(Standard Americano Pesado). Estas tuberías se fabrican de varias clases:
clase 15 (215 lb/pulg2), clase 10 (150 lb/pulg2), clase 7.5 (105 lb/pulg2) y
clase 5 (lb/pulg2), en función a la presión que pueden soportar. Poseen alta
resistencia a la corrosión y a los cambios de temperatura, tienen superficie
lisa, sin porosidades, peso liviano y alta resistencia al tratamiento químico de
aguas con gas cloro o fluor.
Tuberías y accesorios para desagüe
Asbesto - cemento: son muy frágiles por lo que requieren una
manipulación cuidadosa, tienen un costo elevado y existe carencia de
accesorios en el mercado (solo se atienden bajo pedido); se utilizan para
redes externas.
Arcilla vitrificado: para redes exteriores, no existe producción en
gran escala.
Concreto: para uso exterior, es muy utilizada en tramos rectos sin
accesorios.
68
Capítulo II. Marco Teórico
Hierro fundido: para uso general en redes interiores y exteriores,
S
O
D
y peso que hacen la instalación más cara y complicada.
VA
R
E
S
E
R
Oy S
H
Plomo: para trampas
ciertos trabajos especiales.
C
E
R
DE
tuberías de ventilación. Actualmente han caído en desuso debido a su costo
Hierro forjado: para uso industrial.
Plástico: PVC rígido SAL. Estas tuberías se encuentran en diámetros
de 2”, 3”, 4”, 6” y 8”; en longitudes de 3 m para diámetros hasta de 3” y 5 m
para diámetros mayores. Para instalaciones domesticas se suelen utilizar
diámetros entre 2 y 4 pulgadas.
2.2.14.4 Consideraciones para el diseño de
instalaciones sanitarias
•
Delineamiento de redes
Consiste en delinear el recorrido de las tuberías desde la conexión
domiciliaria hasta cada uno de los ambientes que contienen servicios
sanitarios. Para ello se debe considerar:
- Los tramos horizontales pueden ir por los muros o contrapisos
de acuerdo a que los aparatos sanitarios descarguen por el muro o por
el piso respectivamente.
69
Capítulo II. Marco Teórico
- Al ir por los muros se hace economía en el recorrido de
S
O
D
las paredes y efectuar pases en los vanos de
las puertas y pasadizos.
VA
R
E
S
E
R
OS
H
- El ir por
el
piso
resulta ventajoso cuando se debe efectuar una
C
E
R
DE pues es más económica y fácil cambiar las losetas del piso
reparación,
tuberías y accesorios, pero se tiene la desventaja que hay que picar
que las mayólicas de las paredes.
- Los tramos verticales deber ir preferentemente en ductos, con
una separación mínima de 0.15 m de las tuberías de agua caliente y
de 0.20 m de las montantes de aguas negras y de lluvia (distancia
medida entre sus generatrices mas próximas).
- En lo posible debe evitarse cruzar elementos estructurales.
-Debe procurarse formar circuitos porque así se obtiene una
mejor distribución de la presión y se pueden ubicar adecuadamente
las válvulas de interrupción que permitan efectuar reparaciones sin
paralizar todo el servicio.
- Al ingreso del predio es necesario colocar una válvula de
interrupción después del medidor.
- Las tuberías de aducción e impulsión deben llevar una válvula
de retención.
- En los tramos horizontales las tuberías de agua fría deben
instalarse siempre debajo de las de agua caliente y encima de las de
70
Capítulo II. Marco Teórico
desagüe, a una distancia no menor de 0.10 m entre sus superficies
S
O
D
VA
R
E
S
externas.
E
R
S
HO
- Al ingreso de cada ambiente debe instalarse en lo posible una
EC
R
E
D
válvula.
- Al delinearse las redes de desagüe exteriores en el primer
piso de debe tener presente que las cajas de registro estén ubicadas
en forma tal que puedan ser revisadas cómodamente, sin causar
molestias ni dañar la estética
•
Sistema de Distribución de Agua Potable
Cálculo de Tuberías
Para el cálculo de tuberías es necesario considerar lo siguiente:
- Los sistemas de abastecimiento de agua de las edificaciones
deberán ser diseñados tomando el cuenta
las condiciones
establecidas por la autoridad o ente que lo opera y administra, bajo las
cuales el abastecimiento de¡ agua publico presta servicio.
- Cuando el abastecimiento de agua público garantice servicio
continuo y presión suficiente, el sistema de abastecimiento de las
edificaciones podrá servirse directamente desde el tubo matriz a las
piezas a las piezas instando en la entrada de la adicción, para evitar el
posible reflujo del agua, una válvula de retención.
71
Capítulo II. Marco Teórico
- Cuando el abastecimiento de agua público no garantice
S
O
D
edificación podrá abastecerse desde: depósitos
VA elevados, depósitos
R
E
S elevados, depósitos bajos y
bajos y equipos de bombeoR
aE
depósitos
OSo depósitos bajos y sistema de bombeo
H
equipo hidroneumático
C
E
R
E
D
directo.
servicio continuo el sistema de abastecimiento de las aguas de la
- Cuando el abastecimiento de agua pública no garantice
presión suficiente, el sistema de abastecimiento de agua de las
edificaciones deberá proyectarse desde: depósitos bajos y equipos de
bombeo
a
depósitos
elevados,
depósitos
bajos
y
equipo
hidroneumático o depósitos bajos y sistema de bombeo directo.
- Los estanques de almacenamiento de agua potable deberán
ser diseñados y construidos para ser operados y mantenidos en forma
tal que no afecten la potabilidad del agua en todo tiempo y que no
permitan la entrada de aguas de lluvia y el acceso de insectos y/o
roedores.
- Las instalaciones de agua para riego de áreas verdes deberán
ser proyectadas, construidas, operadas y mantenidas en forma tal que
se evite cualquier posibilidad de contaminación del abastecimiento de
agua publico y el de la edificación por conexiones peligrosas,
inversiones de la corriente en las tuberías y otras.
- Para el cálculo de las tuberías de distribución se recomienda
una velocidad mínima de 0.60 m/s para asegurar el arrastre de las
partículas y una máxima de 3.00 m/s, para evitar ruidos en las
tuberías.
72
Capítulo II. Marco Teórico
Cálculo de las redes de distribución de agua
S
O
D
El método más utilizado para el cálculo de
las redes de distribución
VA
R
E
SHunter o de los gastos probables.
E
interior de agua es el método de R
Roy
B.
S
Este método se basaC
enH
laO
aplicación de la teoría de las probabilidades para
E
ER
Dde
el cálculo
los gastos. Específicamente consiste en asegurar a cada
aparato sanitario un número de “unidades de gasto” determinadas
experimentalmente.
Este método considera que cuanto mayor es el número de aparatos
sanitarios, la proporción de uso simultáneo disminuye, por lo que cualquier
gasto adicional que sobrecargue el sistema rara vez se notara; mientras que
si se trata de sistemas con muy pocos aparatos sanitarios, la sobrecarga
puede producir condiciones inconvenientes de funcionamiento.
Para estimar la máxima demanda de agua en un edificio debe tenerse
en cuenta si el tipo de servicio que van a prestar los aparatos es publico o
privado.
Al aplicarse el método debe tomarse en cuenta si los aparatos son de
tanque o de válvula, pues tienen diferentes unidades de gasto.
Una vez calculada el total de unidades de gasto, se podrán determinar
“los gastos probable” para la aplicación del Método Hunter.
Procedimiento de cálculo
- Efectuar un isométrico de la red de agua identificando cada punto de
entrega a un aparato o grupo de aparatos sanitarios.
73
Capítulo II. Marco Teórico
- Ubicar el punto mas desfavorable que debe tener presión mínima;
S
O
D
VA
R
E
S
siendo este el mas alejado horizontalmente y el mas elevado con respecto a
la cota de la red publica.
E
R
S
Odesfavorable y calcular para el las unidades de
H
- Ubicar el tramo
mas
C
E
DERHunter) sumando progresivamente de arriba hacia abajo
gasto (unidades
hasta el punto inicial del tramo.
- Determinar el o los gastos probables para el tramo.
- Calcular la pérdida de carga disponible para el punto más
desfavorable.
- Asumir diámetros y con los gastos respectivos obtener las perdidas
de carga parciales.
- Verificar que la suma de perdidas de carga parciales sea menor que
la perdida de carga disponible para aceptar los diámetros asumidos.
•
Redes de desagüe y ventilación
El sistema integral de desagüe deberá ser diseñado y construido en
forma tal que las aguas servidas sean evacuadas rápidamente desde todo
aparato sanitario, sumidero u otro punto de colección hasta el lugar de
descarga, con velocidades que permitan el arrastre de las materias en
suspensión, evitando obstrucciones y depósitos de materiales fácilmente
putrescibles.
74
Capítulo II. Marco Teórico
Criterios de Diseño
- El sistema deberá prever
S
O
D
diferentes
VApuntos de
R
E
S
E
R
S
HOlas trampas
pudieran hacer descargar
C
E
DER
edificación.
ventilación,
distribuidos de tal forma que impidan la formación de vacíos de presión que
o introducir malos olores a la
- Las edificaciones situadas donde exista un colector público de
desagüe, deberán tener obligatoriamente conectadas sus instalaciones
domiciliarias de desagüe a dicho colector.
- El diámetro del colector principal de desagüe de una edificación debe
calcularse para las condiciones de máxima descarga.
- Los conductos y ramales de desagüe así como también las cloacas
de aguas servidas, se proyectaran de manera que la velocidad del flujo
dentro de ellos no sea menor de 0.60 m/s.
- Los diámetros de los conductos y ramales de desagüe, bajantes y
cloacas de aguas servidas se calcularan de acuerdo al numero e unidades
de descargas de las piezas sanitarias servidas.
- Los empalmes entre conductos y ramales de desagüe y cloacas de
aguas servidas se harán a un ángulo no mayor de 45º en la dirección del flujo
y utilizando las correspondientes piezas de conexión.
- En edificaciones de tres o más pisos, los bajantes de aguas servidas
deberán instalarse en ductos provistos para tal fin y cuyas dimensiones
75
Capítulo II. Marco Teórico
deberán ser tales que permitan el paso de las tuberías y faciliten su
S
O
D
VA
R
E
S
mantenimiento.
E
R
S
O
Hestanques
horizontal posible deClos
de almacenamiento de agua y de las
E
R
tuberías D
delE
sistema de abastecimiento de agua.
- Las cloacas de aguas servidas se instalaran a la mayor distancia
- Los sistemas de desagüe de aguas servidas de las edificaciones
deberán ser adecuadamente ventilado a fin de mantener en el sistema la
presión atmosférica en todo momento y proteger el sello de agua en las
piezas sanitarias.
- Los sellos de los sifones de las piezas sanitarias deberán ser
protegidas contra el sifonaje y la contrapresión mediante el uso de alguno de
los siguientes métodos: ventilación individual, común, en conjunto, húmeda,
al bajante, o mediante la combinación de ellos, con la utilización adecuada
de tuberías de ventilación, ramales de ventilación, tuberías auxiliares de
ventilación, tuberías principales de ventilación y/o prolongación de los
bajantes de aguas servidas o cualquier otro método diferentes siempre y
cuando se garantice que dichas piezas cumplen satisfactoriamente la función
para la cual están destinadas.
- Las tuberías de ventilación deberán tener una pendiente uniforme no
menor a 1% en forma tal que el agua que pudiera condensarse en ella
escurra a un conducto de desagüe o bajante.
- Las tuberías principales de ventilación tendrán diámetros uniformes
en toda su extensión, y se instalaran tan rectas como sean posibles. Su
extremo inferior deberá conectarse al pie del correspondiente bajante de
76
Capítulo II. Marco Teórico
aguas servidas o por debajo del nivel de conexión del ramal de desagüe mas
S
O
D
exterior o se conectara a la prolongación del bajante
VAcorrespondiente a una
R
E
Snivel de desbordamiento de la pieza
E
altura no menor a 15 cm por encima
del
R
OS
H
sanitaria servida másC
alta.
E
R
E
D
- Los diámetros de las tuberías principales de ventilación se
bajo al conectado. Su extremo superior se prolonga directamente al aire
determinaran tomando en cuenta su longitud total, el diámetro del bajante
correspondiente y el total de unidades de descargas ventiladas.
77
Capítulo II. Marco Teórico
Notas de Página
S
O
D
[1] www.aguamarket.com/diccionariodelagua.htmlVA
ER
S
E
R
S
O
[2] Normas Sanitarias.
CHGaceta Oficial de la Republica de Venezuela. Nº
E
R
DE
4.044 Extraordinario.
Caracas, jueves 8 de septiembre de 1988.
[3]
Díaz, L. 2003. Diseño de la Ampliación de la Red de Distribución
de San Andrés Itzapa, Chimaltenango y del Sistema de Abastecimiento
de Agua Potable de la Aldea los Corales Cajagualten. Tesis. Universidad
de San Carlos de Guatemala
[4]
Prof. Sara Mavarez. Guía Nº 3: El agua como fuente de vida.
Higiene y Saneamiento.
[5] Prof. Sara Mavarez. Guía Nº 6: Disposición de Excretas. Higiene y
Saneamiento
[6] Mercedes Alcalde Fernández y Gema Arcusa Moragrena. Por un
Sistema de Saneamiento más Sostenible. Instituto Juan de Herrera.
Madrid- España. 1999 (http://habitat.aq.upm.es/botetin/n9/agarc_2.html)
[7] Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005.
[8] Prof. Sara Mavarez. Guía Nº : Categoría de Vida y Ciencia que las
estudia. Higiene y Saneamiento.
78
Capítulo II. Marco Teórico
[9]
Herman
E.
Hilleboe.
Manual
de
tratamiento
de
aguas.
S
O
D
VA
R
E
S
Departamento de Sanidad del estado de New York. USA, 2005. Pag 169185.
E
R
S
O Zaragoza, ciudad ahorradora de
HEdo.
[10] Víctor Viñuales
C
E
DER
Fundación
Ecología
y
Desarrollo.
Zaragoza-España.
agua.
1999
(http://www.ecodes.org/agua/dos5.html)
[11] Julio Rodriguez Vivanco. El agua en la vivienda II. Reutilizar el agua.
Barcelona-España.
2004.
(www.mma.es/educ/ceneam/pdf/agua02reutilizar.pdf)
[12] Lenntech Water treatment & air purification Holding B.V. Calidad del
agua para irrigación (http://www.lenntech.com/espanol/irrigacion/Irrigacioncalidad-agua.htm)
[13] Hammer, M.J. Hammer, M.J. Jr. Water and wastewater technology.
New Jersey, USA, 1996.
[14] Brenner, A.Shandalov, S. Oron, G. Rebhun, M. Deep-bed filtration of
SBR effluent for agricultural reuse - pilot plant screening of advanced
secondary and tertiary treatment for domestic wastewater. Haifa, Israel
1994
[15] Lenntech Water treatment & air purification Holding B.V. Reciclaje del
agua para regadío en la agricultura
(http://www.lenntech.com/espanol/reciclaje_agua_regadío.htm)
79
Capítulo II. Marco Teórico
[16] Valentina Lazarova Akiçca Bahri; Water Reuse for irrigation:
S
O
D
VA
R
E
S
agriculture, landscapes, and turf grass; CRC Press.
E
R
S
HO
[17] Prof. Estevan Diloreto. Guía de Tratamiento de Aguas. Higiene y
EC
R
E
D
saneamiento.
[18] Mackenzie L. Davis y Susan J. Mastern. Ingeniería en Ciencias
Ambientales. Pág. 349.
80
Capítulo II. Marco Teórico
2.3 DEFINICION DE TÉRMINOS BÁSICOS
S
O
D
A conductos, equipos,
Abastecimiento de agua: es el conjunto de
obras,
V
R
E
S etc, incluida la fuente de
E
aditamentos, dispositivos, instalaciones,
R
OS para el suministro de agua.
H
C
abastecimiento, que
son
destinados
E
DER
Agua contaminada: La presencia en el agua de suficiente material
perjudicial o desagradable para causar un daño en la calidad del agua.
Agua potable: Agua que es segura para beber y para cocinar.
Aguas grises: Aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar
procedente de la cocina, cuarto de baño, aguas de los fregaderos, y
lavaderos que no poseen heces humanas procedentes de retretes.
Agua no potable: Agua que es insegura o desagradable para beber debido
a su contenido en contaminantes, minerales o agentes infecciosos.
Almacenamiento de agua: El almacenamiento de agua se hace para
disponer de una determinada cantidad de agua como reserva, con objeto de
no suspender el servicio en caso de desperfectos en la captación o en la
conducción, así como para satisfacer demandas extraordinarias (incendios).
Se almacena agua básicamente, cuando la demanda es menor que el gasto
de llegada, la cual se utilizará cuando la demanda sea mayor. La localización
de los depósitos se hará tomando en cuenta la presión que deberá tener el
agua para poder llegar a todos los puntos de la red de distribución, con la
presión adecuada. Los depósitos se situarán en lugares naturalmente altos, o
tendrán que elevarse en forma artificial.
81
Capítulo II. Marco Teórico
Ángstrom: cuya abreviatura s Å, es una unidad de longitud equivalente a 10-
S
O
D
A
utiliza para medir longitudes muy pequeñas, como
de enlace entre
Vdistancias
R
E
E
átomos, radios atómicos o longitudes
deS
onda. Por ejemplo, el radio atómico
R
S
de un átomo de helioC
esH
deO
0.5 Å; la distancia de enlace de una molécula de
E
R
E es de 0.54 Å; la longitud de onda de la luz violeta es de unos
D(H2)
hidrógeno
8 cm, 10-10 metros o 0.1 nanómetros. Por su magnitud está claro que se
4100 Å y la de la luz roja de 6560 Å.
Bajante: es una tubería vertical que recibe aguas negras, aguas servidas o
aguas de lluvia de tubería de desagüe de los pisos superiores de una
edificación y las conduce a las correspondientes cloacas de la misma.
Cámara de contacto con cloro: Parte de la planta de tratamiento de agua
donde el efluente es desinfectado por cloro.
Carbón activado: Este posiblemente es el medio más comúnmente usado
para la adsorción, producido por calentamiento de sustancias carbonosas o
bases de celulosa en ausencia de aire. Tiene una estructura muy porosa y se
utiliza comúnmente para quitar la materia orgánica y los gases disueltos en el
agua. Su aspecto es similar al carbón o a la turba. Disponible en forma
granular, en polvo o bloque la; la forma en polvo tiene la capacidad más alta
de adsorción.
Cloración: Proceso de purificación del agua en el cual el cloro es añadido al
agua para desinfectarla, para el control de organismos presente. También
usado en procesos de oxidación de productos impuros en el agua.
Cloro disponible: Es una medida de la cantidad de cloro disponible en
carbonatos de cloro, compuestos del hipoclorito, y otros materiales.
82
Capítulo II. Marco Teórico
Concentración: La cantidad de material disuelto en una unidad de solución,
S
O
D
VA
R
E
S
expresado en mg/L.
E
R
S
H
una excesiva entrada
de O
nutrientes. En aguas superficiales, la excesiva
C
E
R
DE
producción
de algas es la mayor preocupación.
Contaminación por nutrientes: Contaminación de las fuentes de aguas por
Contaminante: Un compuesto que a concentración suficientemente alta
causa daños en la vida de los organismos.
Contaminantes tóxicos del agua: Compuestos que no son encontrados de
forma natural en el agua y vienen dados en concentraciones que causan la
muerte, enfermedad, o defectos de nacimiento en organismos que los
ingieren o absorben.
COP's: Contaminantes Orgánicos Persistentes, compuestos complejos que
son muy persistentes y difícilmente biodegradables.
Curie: 3.7 x 10-2 desintegraciones por segundo.
DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): La cantidad de oxígeno (medido en
el mg/l) que es requerido para la descomposición de la materia orgánica por
los organismos unicelulares, bajo condiciones de prueba. Se utiliza para
medir la cantidad de contaminación orgánica en aguas residuales.
DBO5: La cantidad de oxígeno disuelto consumido en cinco días por las
bacterias que realizan la degradación biológica de la materia orgánica.
DQO (Demanda Química de Oxígeno): Cantidad de oxígeno (medido en
mg/L) que es consumido en la oxidación de materia orgánica y materia
inorgánica oxidable, bajo condiciones de prueba. Es usado para medir la
83
Capítulo II. Marco Teórico
cantidad total de contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales. En
S
O
D
VA
R
E
S
contraposición al BOD, con el DQO prácticamente todos los compuestos son
oxidados.
E
R
S
HO
Desinfección: La C
descontaminación
de fluidos y
E
R
DEun fluido o una superficie una variedad
desinfectar
superficies.
Para
de técnica están
disponibles, como desinfección por ozono. A menudo desinfección significa
eliminación de la presencia de microorganismo con un biocida.
Desinfectantes: Fluidos o gases para desinfectar filtros, tuberías, sistemas,
etc.
Detergente: Agente de limpieza soluble en agua, tal como jabón.
Dotación de agua: es la estimación del consumo promedio diario de agua
de una edificación de acuerdo con el uso y la ocupación a que esta
destinada.
Efluente: La salida o flujos salientes de cualquier sistema que despacha
flujos de agua, a un tanque de oxidación, a un tanque para un proceso de
depuración biológica del agua, etc. Este es el agua producto dada por el
sistema.
Evaluación cualitativa del agua: Análisis del agua usado para describir la
visibilidad o las características estáticas del agua.
Evaluación cuantitativa del agua: Uso de análisis para establecer las
propiedades del agua y concentraciones de compuestos y contaminantes en
orden de definir la calidad del agua.
84
Capítulo II. Marco Teórico
Filtración: Separación de sólidos y líquidos usando una sustancia porosa
S
O
D
VA
R
E
S
que solo permite pasar al líquido a través de él.
E
R
S
O de distribución de agua de una edificación,
Hsistema
hidráulica probable en
el
C
E
DEporRel funcionamiento de las piezas sanitarias por él servidas y
ocasionado
Gasto Probable: es la medida en litros por segundo de la demanda
que se utiliza para el cálculo de las tuberías de distribución que constituyen
el sistema.
Índice de coliformes: Una posición de la pureza del agua basada en un
conteo de bacterias coliformes.
Instalaciones Sanitarias: es el conjunto de sistemas, equipos y artefactos
necesarios para mantener una edificación en condiciones sanitarias, tales
como: el sistema de abastecimiento y distribución de agua potable; el
desagüe de aguas servidas y de lluvia; el de recolección y almacenamiento
de residuos sólidos, etc.
Línea de Aducción: tubería entre el medidor y el estanque de
almacenamiento.
Materia orgánica: Sustancias de material de plantas y animales muertos,
con estructura de carbono e hidrógeno.
Medio de filtro: Materiales permeables que separan sólido de líquido
haciéndolo pasar por él.
85
Capítulo II. Marco Teórico
Parámetro: Una variable, propiedad medible cuyo valor está determinado
S
O
D
A
pueden ser la temperatura, la presión, la densidad,
Vetc.
R
E
S
E
R
OS fracción de una millonésima de un curie; es
H
pCi: Picrocurie, es laC
millonésima
E
R
E
D
decir, 10 C.
por las características del sistema en el caso del agua por ejemplo, estas
-12
Piezas especiales y juntas: Las piezas especiales se usan en función del
número de “bocas” necesarias para conducir el agua, salvo en piezas de
fabricación especial. Estas piezas se identifican de la forma siguiente: “cruz”,
“te”, “ye”, “codo” y “reducción”. Las juntas son aditamentos de unión para dos
elementos seccionados que conducen agua.
Piezas sanitarias: es cualquier receptáculo, equipo o artefacto instalado en
una edificación para uso de sus ocupantes, que cumplen con alguna o varias
de las siguientes condiciones: dotación de suministro de agua, que recibe
líquidos residuales o residuos que son transportados por líquidos y descarga
estos líquidos en el desagüe de la edificación.
Planta de tratamiento: Una estructura construida para tratar el agua residual
antes de ser descargada al medio ambiente.
Sistema
de
abastecimiento
de
agua:
La
colección,
tratamiento,
almacenaje, y distribución de un agua desde su fuente hasta los
consumidores.
Sistema de agua público: Un sistema que provee agua por tubería para
consumo humano para al menos 15 servicios conectados o 25 servicios
regulares individuales.
86
Capítulo II. Marco Teórico
Sistema de desagüe de aguas servidas: es le conjunto de tuberías y
S
O
D
A final. El sistema
conducir las aguas servidas hasta el sitio de su V
disposición
R
E
S de desagüe, los bajantes y las
E
incluye: los sifones, los conductosR
y ramales
S
O
H
cloacas de aguas servidas
de la edificación.
C
E
R
E
D
Tiempo de contacto: La longitud de tiempo que una sustancia está en
equipos que se instalan en una edificación pública o particular para captar y
contacto con un líquido, antes de ser eliminada por filtración o por la
presencia de un cambio químico.
Tratamiento físico y químico: Proceso generalmente usado para facilitar el
tratamiento de aguas residuales. Proceso físico es por ejemplo la filtración.
Tratamiento químico puede ser por ejemplo la coagulación, la cloración, o el
tratamiento con ozono.
Tubería Matriz: tubería proveniente desde la toma de la calle o avenida
principal hasta el medidor.
Unidad de descarga: es un número abstracto a través del cual se mide la
descarga probable de varios tipos de piezas sanitarias al correspondiente
sistema de desagüe. Se expresa mediante una escala de valores relativos
obtenidos experimentalmente en función del gasto requerido para el
funcionamiento de las piezas, la duración de su descarga y la frecuencia de
su uso.
Unidad de gasto: es un número abstracto a través del cual se mide la
demanda hidráulica probable que ejercen varios tipos de piezas sanitarias
sobre el correspondiente sistema de distribución de agua.
87
Capítulo II. Marco Teórico
2.4 SISTEMA DE VARIABLES E INDICADORES
S
O
D
VA
R
E
S
E
Variable
R
S
HO
EC
R
E
D
Aguas Grises
2.5 DEFINICION OPERACIONAL DE LAS VARIABLES
Aguas Grises: son aquellas que contienen cantidades significativas
de nutrientes y nitrógeno, materia orgánica y bacterias, provenientes de los
lavamanos, duchas, bañeras, fregaderos de cocina, batea y lavadoras, que
pueden ser tratas para ser reutilizadas posteriormente en actividades que no
requieran del uso de agua potable, tales como el agua de arrastre de
excusado.
Las Aguas Grises se descomponen mucho mas rápido que las aguas
negras, por lo tanto si no son tratadas en poco tiempo se comportaran como
aguas residuales, desarrollando malos olores, favoreciendo al desarrollo de
un gran número de bacterias. La clave del éxito en el tratamiento de las
aguas grises reside en el inmediato proceso y reutilización, antes de haber
alcanzado el estado anaeróbico.
88
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO
Capítulo III. Marco Metodológico
3.1 TIPO DE INVESTIGACION
S
O
D
A se busca explicar lo
La Investigación es del tipo Descriptiva
ya
Vque
R
E
Ssu nivel de contaminación en la
E
que son las aguas grises; determinar
R
S
O
H
C
institución y establecer
los
medios
para mejorar sus condiciones; calcular el
E
R
E
volumenD
producido semanalmente a partir de muestreos diarios y comprobar
la rentabilidad que tiene el implementar un sistema de reusos de aguas
grises en la Universidad Rafael Urdaneta, es decir, medir y evaluar diversos
aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar.
Para Hernández, Fernández y Baptista (1998),” En un estudio
descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide cada una de
ellas independientemente, para así (válgase la redundancia) describir lo que
se investiga”. (p.60)
Así mismo, la investigación es No-Experimental del tipo transeccional
descriptivo, en relación con el diseño de la Planta de Tratamiento de Aguas
Grises y la Red de Distribución, debido a que las aguas grises de la
Institución no son manipuladas para atribuirle condiciones particulares sino
son tratadas en función de las características que presentan y el diseños de
las nuevas tuberías de aguas grises se hacen a partir de las existentes. De
igual forma el muestreo se realiza una sola vez, en un determinado momento
a fin de describir sus cualidades.
“Los Estudios Transeccionales
descriptivos
nos
presentan
un
panorama del estado de una o mas variables en uno o mas grupos de
personas, objetos o indicadores en determinado momento” (v.g., periódicos).
Para Hernández, Fernández y Baptista (1998), “Los diseños transeccionales
90
Capítulo III. Marco Metodológico
descriptivos tienen como objetivo indagar la incidencia y los valores en que
S
O
D
VA
R
E
S
se manifiesta una o mas variables”. (p.187)
E
R
S
HO
3.2 POBLACION Y MUESTRA
EC
R
E
LaD
Población utilizada en la investigación comprende al alumnado,
profesores y empleados activos en el periodo académico mayo-agosto 2006
de la Universidad Rafael Urdaneta, usuarios de las salas sanitarias y
productores de Aguas Grises. La muestra corresponde al volumen total de
Aguas Grises producidos en los cuatro módulos, edificio de biblioteca,
rectorado y aula magna de la institución durante una semana, estimados por
medio de un proceso de muestreo diario en los tres turnos existentes.
3.3 TECNICAS DE RECOPILACION DE DATOS
La información fue obtenida por medio de revisión de literatura en
libros, manuales, tesis y consultas a diferentes páginas de Internet
vinculadas directa o indirectamente al tema de investigación.
Para Hernández, Fernández y Baptista (1998), “La revisión de
literatura consiste en detectar, obtener y consultar la bibliografía y otros
materiales que pueden ser útiles para los propósitos del estudio, de donde se
deben extraer y recopilar la información relevante y necesaria que atañe a
nuestro problema de investigación” (p. 23).
Se midió el volumen de aguas grises por usuario, a través de envases
calibrados de 12 litros durante un día de actividades normales en la
institución.
91
Capítulo III. Marco Metodológico
Se ensayaron las muestras recopiladas en el Centro de Investigación
S
O
D
VA
R
E
S
del Agua de la Universidad del Zulia, para conocer sus propiedades y
características.
E
R
S
HOa cabo un censo para determinar el número de
Así mismo, seC
llevo
E
R los lavamanos en los tres turnos de clases y entrevistas
Eutilizan
usuariosD
que
a diferentes funcionarios de la Universidad para obtener datos acerca del
volumen de población activa en la institución.
Según la Biblioteca de Consulta Microsoft. Encarta 2005; define
“Censo (ciencia política) (en latín censere, 'evaluar'), término que en un
principio se refería al recuento oficial y periódico de la población de un país o
de una parte de un país. Designa también el registro impreso de dicho
recuento. En nuestros días se llama así a la información numérica sobre
demografía, viviendas y actividades económicas de una demarcación.” y
“Entrevista, conversación que tiene como finalidad la obtención de
información. Hay muy diversos tipos de entrevistas: laborales (para
informarse y valorar al candidato a un puesto de trabajo), de investigación
(realizar un determinado estudio), informativas (reproducir opiniones) y de
personalidad (retratar o analizar psicológicamente a un individuo), entre
otras“.
3.4
METODOLOGIA
EMPLEADA
PARA
LA
RECOPILACION DE DATOS
En la semana de clases comprendida desde lunes 19 de junio hasta el
sábado 24 de junio de 2006 se recopilo la información de aguas grises de la
Universidad Rafael Urdaneta.
92
Capítulo III. Marco Metodológico
S
O
D
A de planta baja del
durante la mañana, tarde y noche en el baño deVdamas
R
E
S los 4 sifones de los lavamanos y
modulo 2. Actividad que consistió R
en E
retirar
OS
H
colocar envases calibrados
de 12 litros para la recolección, a fin de
C
E
R
DlaEproducción de aguas grises por persona en la institución (Anexo
establecer
El lunes 19 de junio se midió el volumen de aguas grises producidos
2); de igual forma se realizo la recolección de dos muestras aleatorias para
los ensayos en el laboratorio del Centro de Investigación del Agua de la
Universidad del Zulia (Anexo 3).
Durante el transcurso de la semana se realizo el censo de las
personas que utilizan los lavamanos de la universidad, empleando un
formato diseñado por los investigadores (Anexo 4), con el propósito de
estimar el volumen de aguas grises producidas semanalmente en la
universidad.
Para conocer el volumen de estudiantes inscritos, profesores y
empleados activos en el presente periodo académico,
se entrevistaron
varios funcionarios de la universidad en el área de control de estudio y
postgrado.
93
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CAPÍTULO IV. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Y DISEÑO DEL
SISTEMA DE REUTILIZACION DE AGUAS GRISES.
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
4.1 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL EN LA
S
O
D
VA
R
E
S
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA.
E
R
S
HO
Actualmente, la Universidad Rafael Urdaneta carece de suministro de
EC
R
E
D
la tubería matriz y línea de aducción de la universidad no se han culminado.
agua potable proveniente de Hidrolago, ya que los trabajos de conexión entre
Por tal motivo, la Alcaldía de Maracaibo junto con la Directiva de la
Vereda del Lago decidieron permitirle a la institución abastecerse del agua
que Hidrolago le suministra al Parque como una alternativa temporal hasta
que finalice la construcción de la Universidad; sin embargo, la junta directiva
de esta casa de estudio rechazo esta oferta y decidió invertir diariamente Bs
275.000 en 5 camiones cisternas de 20.000 litros que suplen la demanda de
la institución.
4.2 ANÁLISIS DE LA PROPUESTA PARA LA UNIVERSIDAD
RAFAEL URDANETA.
En vista de la problemática que sufre la universidad Rafael Urdaneta,
se plantea una nueva alternativa que disminuye los costos operacionales a la
vez que beneficia al medio ambiente.
Esta nueva alternativa consiste en reutilizar las aguas procedentes de
los lavamanos (aguas grises) para el riego de las áreas verdes y suministro a
los tanques de excusados.
95
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
4.2.1 Resultados e Interpretación de la Toma de Muestras
S
O
D
VA
R
E
S
Diarias
E
R
S
HOtomas de muestras, las cuales se dividieron en
en la Universidad seC
realizó
E
DER
dos procedimientos:
Para conocer el volumen de aguas grises que se dispone diariamente
El 1er procedimiento consistió en determinar el volumen de agua
grises durante un día del baño de damas de planta baja del modulo 2 a
través de la utilización de los envases calibrados de 12 litros cada uno,
obteniendo los siguientes resultados:
Modulo 2
Mañana
Tarde
Noche
636 L
756 L
933 L
Sin embargo, al estudiar el comportamiento de los usuarios, se
determino que aproximadamente cada persona que utiliza el lavamanos
consume 1.5 litros de agua cada vez que abre el grifo.
Conociendo el resultado del consumo aproximado por usuario, se
continúo con el 2do procedimiento de toma de muestras, el cual consistió en
censar y así llevar un registro diario, de las personas que utilizan los
lavamanos de cada modulo, obteniendo así los siguientes resultados:
96
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Numero de Usuarios Diarios por Modulo
S
O
D
VA
R
315
E
S
Mañana
Modulo 1
Modulo 2
Modulo 3
Modulo 4
Administración
Biblioteca
Total
S RE
HO
C
E
DER
424
300
396
67
35
1537
Tarde
332
504
302
452
86
65
1741
Noche
0
622
0
582
0
18
1222
Multiplicando el número de usuarios por el consumo estimado por
persona (1.5 litros) se obtiene el volumen de aguas grises consumido
diariamente.
Mañana Tarde Noche
(lts)
(lts)
(lts)
472.5
498
0
Modulo 1
636
756
933
Modulo 2
450
453
0
Modulo 3
594
678
873
Modulo 4
100.5
129
0
Administración
52.5
97.5
27
Biblioteca
Total en un
piso (lts)
970.5
2325
903
2145
229.5
177
Total en el
Modulo (lts)
2911.5
6975
2709
6435
688.5
531
El Aula Magna debe estar incluida en este sistema de reuso de las
aguas grises, por ser parte de la universidad y por usar el mismo sistema de
distribución de las aguas. El numero exacto de usuarios y volumen
consumido aun no puede ser medido, sin embargo fue estimado a 1500 litros
diarios por la capacidad de personas por la que fue diseñado y construido.
97
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Consumo Diario de Aguas Grises (lts)
S
O
D
VA
R
E
S
Modulo 1
Modulo 2
Modulo 3
Modulo 4
Administración
Biblioteca
Aula Magna
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Total Diario
2911.5
6975
2709
6435
688.5
531
1500
21750
Consumo Diario de Aguas Grises
Modulo 1
Modulo 2
Modulo 3
Modulo 4
Administracion
Biblioteca
Aula Magna
Con estos cálculos, se determinó el volumen de aguas grises con el
cual cuenta la institución diariamente (21750 lts), y con dicha cifra se
diseñará la red de distribución y la planta de tratamiento destinada al riego de
98
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
áreas verdes y suministro a tanques de excusado de la Universidad Rafael
S
O
D
VA
R
E
S
Urdaneta.
E
R
S
HO
cilindros calibrados fueron
llevadas al Centro de Investigación del Agua de la
C
E
R
DEdel Zulia, donde fueron analizadas siguiendo con la metodología
Universidad
Una vez tomada dos muestras aleatorias de aguas grises en los
descrita en el “Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater” 20th Edition, 1999.
Los resultados de los análisis fueron los siguientes (Anexo 5):
Parámetros Físico- Químicos
Parámetro
Resultado
Limites máximos o
rangos
Aceites y Grasas Vegetales, mg/l
1.08
20
Demanda Bioquímica de Oxigeno
(DBO), mg/l
42
60
Demanda Química de Oxigeno (DQO),
mg/l
119
350
Detergentes, mg/l
1.67
2
13
80
Sólidos Suspendidos Totales, mg/l
Fuente: Gaceta Oficial de la Republica de Venezuela Nº 5.021 de fecha 18 de
diciembre de 1995.Decreto Nº 883 (Articulo 10) de fecha 11 de octubre de 1995.
99
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Parámetros Microbiológicos
S
O
D
Resultados
máximos o
VALimites
R
E
rangos
S
Parámetro
E
R
S
HO
EC
R
E
D
Coliformes Fecales, NMP/100 ml
Ausentes
Ausentes
Coliformes Totales, NMP/100 ml
Ausentes
<2
Fuente: Gaceta Oficial de la Republica de Venezuela Nº 5.021 de fecha 18 de
diciembre de 1995.Decreto Nº 883 (Articulo 10) de fecha 11 de octubre de 1995.
Los resultados obtenidos se compararon con los limites máximos o
rangos permitidos por el M.A.R.N. según Decreto Nº 883 del 11/10/95
Capitulo II, Sección III) de las descargas a cuerpos de agua), donde se
puede observar lo siguiente: Los parámetros tanto físico-químicos como
microbiológicos se encuentran dentro de los limites permitidos.
4.2.2 Diseño de la Red de Distribución de Aguas Grises
hasta la Planta de Tratamiento
El primer criterio de diseño que se debe tomar en cuenta para la
implementaron de este sistema (por ser en una edificación ya existente) es la
determinación exacta del paso de tuberías entre las paredes, losa de piso y
ductos para así llegar y salir de todas las piezas sanitarias. Es por ello que
previo al diseño, se debe estudiar y considerar el método constructivo de
cada obra.
La edificación de la Universidad Rafael Urdaneta esta fundada sobre
una losa de fundación y en forma general fue construida por el sistema
Proform que utiliza productos de EPS Autoextingible (EPS son las siglas en
100
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Ingles de “Polietileno Expandido” o mejor conocido como anime). El bloque
S
O
D
densidad, el cual permite construir muros de concreto
VA armado de forma
R
E
S
E
rápida y sencilla; todas las paredes
(perimetrales
y tabiques) son pantallas
R
S
HO
de concreto autoportantes,
las cuales conforman una estructura monolítica.
C
E
R
DE
de Proform es un sistema de muros portantes, fabricado de EPS de alta
El agua procedente de los lavamanos de la Universidad Rafael
Urdaneta será captada y transportada por medio de una red de tuberías de
PVC a una tanquilla principal, donde convergen todas las aguas procedentes
de las subtanquillas de cada uno de los módulos de estudios, edificio de
rectorado, biblioteca y aula magna que conforman la institución. El Diseño
del Sistema de tuberías lo conforman varios diámetros de tuberías en base
al volumen de aguas grises transportados por la red, provenientes de los
diferentes edificios que integran la Universidad y con longitudes de tuberías,
uniones, codos según los requerimientos existentes.
Por las características constructivas de la Universidad (EPS), las
nuevas tuberías del sistema de aguas grises no pueden estar embutidas en
las paredes ni en la losa, sino estarán dispuestas paralelamente a estas
(Anexo 6). En el caso que sea necesario pasar por la losa de piso, se
colocaran por el acabado de la losa sin tocar la fundación.
Se ventilaran cada uno de los lavamanos de forma independiente
utilizando
los
puntos
de
ventilación
existentes
en
la
edificación,
conectándolos con accesorios (YEE o TEE) de 2” a la tubería colectora de
aguas grises que desembocara en los bajantes ubicados en los ductos.
Los criterios para el diseño del sistema de tubería están basados en
los descritos en las Normas Sanitarias, Gaceta Oficial de la República de
101
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Venezuela Nº 4.044 Extraordinaria de 1988 y en las Reglas de Reutilización
S
O
D
A de descarga de los
USA de 2001. Inicialmente, se deben separar las V
tuberías
R
E
Saguas negras tanto de planta baja
E
lavamanos con las descargas del resto
de
R
S
O
H
como de las dos plantas
tipos que conforman cada modulo y edificio que
C
E
R
E
D
integran la Universidad. De esta manera, las aguas grises procedentes de los
de las Aguas Grises del Departamento de Calidad Ambiental de Arizona,
lavamanos serán conducidas por un sistema de tuberías independientes de
las tuberías de aguas negras hacia un total de 8 diferentes Bajantes de
Aguas Grises. Estas tuberías serán de PVC (cloruro de polivinilo) y juntas
(codos, yee, reducciones de 45º) serán pegadas con cemento solvente.
Los diámetros de las tuberías para bajantes y ramales de descarga de
los lavamanos serán iguales al valor indicado en las Normas Sanitarias en el
Cap 23. Art 339. Tabla 42 para cualquier conducto o ramal de desagüe.
Los ramales y bajantes de desagüe de las aguas grises se
proyectaran de tal manera que la velocidad del flujo dentro de la tubería no
sea menor de 0.60 m/s. Los bajantes deberán instalarse en ductos provisto
para tal fin y deben tener una separación mínima de 20 cm de los bajantes
de aguas blancas.
Estos bajantes conducirán por gravedad las aguas grises hasta varias
sub-tanquillas situados a lo largo del perímetro de los edificios de la
Universidad y luego serán transportadas hasta una tanquilla principal.
En las tablas siguientes se especifican las características de la red de
tuberías utilizadas en el diseño desde los lavamanos hasta la planta de
tratamiento:
102
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
Planta
Tipo. BAG1
Planta
Baja. BAG1
DE
Tramo
LM1-BAG1
Ramal
BAG1-NPB
NPB-G
LM12-G
G-H
LM13-H
H-I
LM14-H
I-J
LM15-J
I-K
LM16-K
K- Tanquilla 1
LM6-BAG2
AG
Planta
Tipo BAG2
BAG2-NPB
LM7-A
LM8-A
A-B
LM9-B
B-C
LM10-C
C-D
LM11-D
D-E
NPB-E
E-F
Modulo 1
Pieza Drenada
AG
AG
Planta
Tipo. BAG2
E
ES
R
S
O
H
REC
Colector
Pieza
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
DO
A
V
R
Cantidad de Piezas
Tipo
Corriente
Corriente
Corriente
Corriente
Corriente
Transito
1
1
1
1
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Corriente
Corriente
Corriente
Corriente
Corriente
1
1
1
1
1
Lavamanos
Lavamanos
Corriente
Corriente
1
1
Lavamanos
corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
103
Arriba
0
1
2
3
4
10
10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
1
2
3
4
10
0
0
2
0
3
0
4
0
5
10
15
Total
1
2
3
4
5
10
10
1
11
1
12
1
13
1
14
1
15
1
2
3
4
5
10
1
1
2
1
3
1
4
1
5
10
15
UD
Por Pieza
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
Total U
1
2
3
4
5
10
10
1
11
1
12
1
13
1
14
1
15
1
2
3
4
5
10
1
1
2
1
3
1
4
1
5
10
15
Pendiente
%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
Ǿ
2"
2"
2"
2"
2”
3”
3”
2”
3”
2”
3”
2"
3”
2"
3”
2"
3”
2"
2"
2"
2"
2”
3”
2"
2”
2”
2”
2”
2"
2”
2"
2”
3”
3”
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
Colector
Tramo
Ramal
LM1-BAG4
H
REC
DE
Planta
Tipo. BAG4
Planta
Baja. BAG4
Planta
Tipo. BAG3
PB. BAG4
BAG4-NPB
LM1-A
LM2-A
A-B
LM3-B
B-C
LM4-C
C-E
BAG4-E
E-F
BAG3-F
LM1-BAG3
BAG3-NPB
F-G
LM1-G
G-H
LM2-H
H-I
LM3-I
I-J
LM4-J
J-K
LM5-K
AG
AG
E
ES
R
S
O
Pieza Drenada
Pieza
Tipo
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Corriente
Modulo 2
Cantidad de Piezas
Transito
Arriba
Total
1
0
1
1
1
2
1
2
3
1
3
4
8
8
1
0
1
1
0
1
2
2
1
0
1
3
3
1
0
1
4
4
8
8
12
12
10
10
1
0
1
1
1
2
1
2
3
1
3
4
10
10
22
22
1
0
1
23
23
Lavamanos
Lavamanos
Corriente
Corriente
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Lavamanos
Corriente
Corriente
Corriente
Corriente
Lavamanos
Corriente
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
Lavamanos
Corriente
1
AG
AG
DO
A
V
R
AG
K-TANQUILLA2
104
0
24
0
25
0
26
0
1
24
1
25
1
26
1
27
27
UD
Por Pieza
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Pendiente
%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
Ǿ
2"
2"
2"
2"
3”
2"
2"
2”
2”
2”
2"
2”
3”
3”
3”
2"
2"
2"
2"
3”
3”
2"
3”
1
24
1
25
1
26
1
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2”
3”
2"
3”
2"
3”
2"
27
2%
3”
Total U
1
2
3
4
8
1
1
2
1
3
1
4
8
12
10
1
2
3
4
10
22
1
23
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
Colector
DE
Pieza Drenada
Cantidad de Piezas
UD
Tipo
Transito
Arriba
Total
Por Pieza
Total U
Pendiente
%
Ǿ
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
6
6
6
2%
2"
BAG5-PB
12
12
12
BAG5-PB
12
12
12
2%
3"
Ramal
LM1-A
LM4- A
A-BAG5
AG
NPB-C
Planta
Baja
Modulo 3
Pieza
Tramo
Planta
Tipo
E
ES
R
S
O
H
REC
DO
A
V
R
3"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
18
19
1
4
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
0
1
1
2%
2"
2
2
2
2%
2"
0
1
1
2%
2"
B-C
3
3
3
2%
2”
C- Tanquilla3
24
24
24
2%
3”
LM4-A
AG
A-B
LM6-B
Lavamanos
Corriente
105
1
1
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
D
Colector
Tramo
Ramal
LM1-A
Planta
Tipo
LM4- A
AG
E
ES
R
S
O
CH
E
R
E
DO
A
V
R
Modulo 4
Pieza Drenada
Cantidad de Piezas
UD
Pieza
Tipo
Transito
Arriba
Total
Por Pieza
Total U
Pendiente
%
Ǿ
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
2%
2"
A-BAG6
6
6
6
BAG5-PB
12
12
12
NPB-A
12
12
12
2%
3"
Planta
Baja
AG
LM1-A
3"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
3”
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
0
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
3”
18
18
18
2%
3”
A-Tanquilla4
106
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
Colector
Tramo
Ramal
Planta
Tipo
Cantidad de Piezas
UD
Pieza
Tipo
Transito
Arriba
Total
Por Pieza
Total U
Pendiente
%
Ǿ
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
4
2%
2"
8
8
8
8
8
8
2%
3"
AG
Planta
Baja
TotalTanquilla5
Administración
Pieza Drenada
LM1-BAG7
BAG8-NPB
NPBTanquilla5
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DE
DO
A
V
R
3"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
9
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
10
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
11
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
12
2%
3"
12
12
12
2%
3"
AG
107
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
Colector
Tramo
Planta
Tipo
Planta
Baja
CH
E
R
DE
Pieza Drenada
Ramal
LM1-BAG8
BAG8-NPB
Cantidad de Piezas
UD
Pieza
Tipo
Transito
Arriba
Total
Por Pieza
Total U
Pendiente
%
Ǿ
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
4
2%
2"
8
8
8
8
8
8
2%
3"
AG
NPBTanquilla6
TotalTanquilla6
E
ES
R
S
O
Biblioteca
DO
A
V
R
3"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
3"
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
4
2%
3"
12
12
12
2%
3"
AG
108
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
E
ES
R
S
O
Colector
Tramo
CH
E
R
DE
Aula Magna
Pieza Drenada
Ramal
LM6Tanquilla9
Cantidad de Piezas
LM10-A
AG
LM6-A
Tipo
Transito
Arriba
Total
Por Pieza
Total U
Pendiente
%
Ǿ
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
4
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
4
5
1
5
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
5
6
1
6
2%
2"
6
6
6
2%
2"
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2”
Lavamanos
Corriente
1
1
2
1
2
2%
2”
Lavamanos
Corriente
1
2
3
1
3
2%
2”
Lavamanos
Corriente
1
3
4
1
4
2%
2”
Lavamanos
Corriente
1
0
1
1
1
2%
2”
5
5
5
2%
2”
0
1
1
2%
2”
6
6
6
2%
2”
1
1
1
2%
2”
7
2%
3”
1
1
2%
2”
8
2%
3”
1
2%
2”
9
2%
3”
1
2%
2”
10
2%
3”
A-B
LM5-B
Lavamanos
Corriente
1
B-C
LM4-C
Lavamanos
Corriente
1
0
7
7
Lavamanos
Corriente
1
0
1
8
8
0
1
9
9
0
1
10
10
C-D
LM3-D
D-E
LM2-E
Lavamanos
Corriente
1
E-F
LM1-F
FTANQUILLA8
UD
Pieza
Total a
Tanquilla 9
Planta Baja
DO
A
V
R
Lavamanos
Corriente
1
109
1
1
1
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
E
DO
A
V
R
ES
R
S
O
Calculo de los Diámetros de los Colectores Externos
CH
E
R
DE
Ramal
Tanquilla9- Tanquilla 8`
Tanquilla 8`- Tanquilla 8
Tanquilla 8- Tanquilla 7`
Tanquilla 7`- Tanquilla 7
Tanquilla 7 - Tanquilla 10
Tanquilla 10 - Tanquilla 6`
Tanquilla 6`- Tanquilla 11
Tanquilla 5- Tanquilla 13
Tanquilla 1 - Tanquilla 13
Tanquilla 13- Tanquilla 5`
Tanquilla 5`- Tanquilla 11
Tanquilla 11- Tanquilla 2
Tanquilla 2- Tanquilla 12
Tanquilla 6 - Tanquilla 14
Tanquilla 4 - Tanquilla 14
Tanquilla 3 - Tanquilla 14
Tanquilla 14 - Tanquilla 3`
Tanquilla 3` - Tanquilla 12
Tanquilla 12` - Tanquilla 14
Tanquilla 4` - Tanquilla Principal
Modulo 2-Tanquilla Principal
Tanquilla Principal- Planta de
Tratamiento
UD
6
6
16
16
16
31
31
12
15
27
27
58
73
12
18
18
48
48
121
121
12
133
110
Pendiente %
2%
2%
2%
2%
2%
2%
2%
1%
1%
2%
2%
2%
1%
1%
1%
1%
1%
1%
1%
1%
2%
1%
Ǿ
2”
2”
3”
3”
3”
3”
3”
3”
3”
3”
3”
4”
4”
3”
3”
3”
4”
4”
4”
4”
3”
4”
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Posteriormente, el volumen de aguas grises de la Tanquilla Principal
S
O
D
A se someterá a las
que estará compuesta por varios compartimientos
Vdonde
R
E
S
E
etapas de tratamiento necesarias para
proporcionarle
las condiciones ideales
R
S
HO
para su reuso.
C
E
DER
será dirigido a través de una tubería principal a la Planta de Tratamiento,
4.2.3 Diseño de la Planta de Tratamiento de Aguas Grises
El diseño de una planta de tratamiento (Anexo 8) esta determinada por
la calidad y la cantidad del agua que va a ser tratada; el numero de procesos
a seguir para condicionar el agua para el reuso y la velocidad con que se
desarrollan; la localización y ubicación; el tipo de materiales que serán
empleados; condiciones metereologicas, la viabilidad económica, etc.
Ubicación: Zona sureste de la universidad.
Material:
Hierro galvanizado y fibra de vidrio
Una vez determinado la ubicación y conociendo las características de
las aguas grises, se establecen los tipos de tratamientos a los que será
sometida el agua siguiendo cada uno un proceso lógico y secuencial
apropiado para garantizar la efectividad del sistema.
El diseño de la planta de tratamiento se basara en los criterio de las
plantas de coagulación convencionales, sin embargo, los análisis en el
laboratorio de las muestras realizadas a las aguas grises arrojaron datos en
los parámetros contaminantes relativamente bajos, por lo que varios de los
procesos de este tipo de plantas fueron omitidos.
111
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
La planta constará de 2 etapas o compartimientos descritos en el
S
O
D
VA
R
E
S
siguiente orden:
E
R
S
HO
•
Filtración Dual
•
Desinfección.
EC
R
E
•D
Estanque de Almacenamiento.
Por encontrarse el nivel freático tan alto en el área de la Universidad
por la cercanía al lago, se descarta el diseño convencional de colocar la
planta de tratamiento subterránea y se opta por diseñar a nivel del terreno.
En la primera etapa del proceso se encuentra la cámara de filtración
(de hierro galvanizado), en la cual el agua fluye lentamente atravesando un
lecho de medios granulares quedando las partículas mas densas retenidas,
resultando atrapadas en las capas superiores del filtro (el flujo va de arriba
hacia abajo).
La cámara de filtración (Anexo 7) operara con medios duales, ya que
será una fusión entre los filtros rápidos de arena y filtros de carbón activado.
En el fondo del compartimiento se colocara una capa de gravas de
granulometría variada, seguido por un lecho de arena sílica con una
granulometría o tamaño efectivo entre 0.25 y 0.35 mm, superior a esta se
encontrara una capa formada por carbón activado y finalmente una ultima
capa de arena silica. El carbón, como es más ligero y tiene espacios de
poros mayores que la arena, captura eficazmente las partículas mayores en
las capas superiores del lecho filtrante; al igual, tiene la capacidad de
absorber gases y pequeñas moléculas disueltas en el agua como los
compuestos orgánicos provenientes de los detergentes, reduciendo los
112
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
niveles de olores y sabores no característicos en las aguas, con un tiempo de
S
O
D
VA
R
E
S
contacto de 5 min. Para separar cada uno de los estratos, se colocaran
mallas plásticas porosas.
E
R
S
HaOmedida que los espacios de los poros se llenan
Los filtros se tapan
C
E
ER que se eliminan. Una vez que esto suceda, es preciso
con las D
partículas
limpiar el filtro mediante una operación llamada retrolavado o lavado en el
sentido contrario, es decir, forzando una corriente de agua blanca de abajo
hacia arriba que atraviese y expanda la arena dejando libres las partículas
filtradas del lecho. Después del retrolavado la arena se vuelve asentar en su
lugar dejando la capa de arena fina en la parte superior y las partículas más
gruesa en el fondo. El agua del retrolavado se bombea en forma directa al
alcantarillado sanitario mediante una conexión en la parte superior del tanque
con la tubería de aguas negras.
Terminado la etapa de filtración, el agua se deposita en la siguiente
cámara (de fibra de vidrio) donde será desinfectada mediante el proceso de
cloración. Ambas cámaras, se comunicaran por una tubería por donde
pasara el fluido. A esta tubería debe estar conectado un sistema de control
automático para la adición de hipoclorito de sodio con una concentración de
cloro residual de 0.5 mg/l con un tiempo de contacto de 20 min para poder
trabajar eficientemente. Después de transcurrir los 20 min el agua tratada
disminuye los niveles de contaminantes y puede ser utilizada para el riego y
suministro a tanques de excusado.
El agua reciclada se almacenará en un estaque bajo rectangular y
mediante un sistema de bombeo será retornada a las instalaciones de la
universidad para el suministro a tanques de inodoro y para el riego de las
113
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
áreas verdes; abasteciendo en gran parte la alta demanda existente en la
S
O
D
Este sistema no estaría completo y no podría
funcionar a cabalidad sin
VA
R
E
S
E
la utilización de válvulas, switches
automáticos,
sensores de niveles y
R
S
HOla eficiencia del proyecto.
presiones que complementan
C
E
DER
actualidad.
Para poder llevar el agua desde la tanquilla principal hasta la cámara
de filtración dual es necesario colocar dos bombas de baja potencia (una
para la operación normal y otra auxiliar), las cuales serán activadas mediante
un switch de nivel que envíe la señal de arranque a la bomba cuando el nivel
es alto y que la apague en caso contrario, de esta manera se estará
protegiendo el buen funcionamiento de la bomba. El agua entrara por la parte
superior de la cámara de filtración y bajara por todos los lechos llegando al
fondo sin sólidos suspendidos.
Al salir el agua ya trata del estanque de almacenamiento, es necesario
colocar dos bombas (una para la operación normal y otra auxiliar) de mayor
capacidad para suministrar el agua a todos los tanques de excusados y a las
tomas de riego en las áreas verdes de la universidad; estas bombas
descargan a un tanque pulmón (hierro galvanizado) de una capacidad de 70
galones (equipo comercial de 1.5 m de altura, 0.6 m de diámetro y un
espesor de 3mm en la lamina de hierro galvanizado), el cual consta de un
switch de presión que envié una señal de arranque por baja presión y se
apague por alta presión. Adicionalmente, la bomba debe tener una
protección por muy bajo nivel en el estanque de almacenamiento.
En el caso que se suspenda el bombeo por cualquier motivo desde el
estanque de almacenamiento, el sistema esta provisto de una válvula de
control automática, la cual se activa o desactiva mediante un switch de nivel
114
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
que permitirá pasar el agua desde el tanque de aguas blancas a la red
S
O
D
A Por otra parte, el
manteniendo el suministro de agua constante en el
Vsistema.
R
E
S de una tubería de rebose
E
estanque de almacenamiento estará
provisto
R
S
H
conectada a la tubería
de O
aguas negras en caso de superar el nivel normal
C
E
R
E
D
de operación, evitando algún derrame o inundación.
distribución hacia los tanques de los excusados y riego de áreas verdes,
Características del Estanque
Ubicación:
Estanque Bajo
Material:
Concreto Armado
Capacidad:
7200 litros = 7.20 m3
-
Deberá separarse 0.50 m de los linderos de la
parcela.
-
Estará dotado de los dispositivos necesarios para
su correcta operación, mantenimiento y limpieza.
Criterios:
-
El control de los niveles de agua en los estanques
se hará por medio de interruptores automáticos.
-
Deberá estar dotado de bocas de visitas de
dimensiones 0.60 x 0.60 m libres cubiertas con tapa
de lamina de concreto liviano.
-
Si por algún motivo no hay aportes de aguas grises
o existe un consumo muy alto de los inodoros, el
deposito tiene un mecanismo de boyas y válvulas
que suplen esta carencia tomando agua de la red
de de abastecimiento general.
-
Las Paredes del estanque son de 0.20 m.
115
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Dimensión Largo
(m)
Dimensiones
EC
R
E
D
3.40
Externas
Profundo Cámara
(m)
de Aire
(m)
S
O
D
VA
R
E
S
E
R
3.00
S
HO
Internas
Ancho
(m)
2.00
1.20
2.40
1.60
0.30
4.2.4 Sistema de Bombeo
El Gasto de la bomba se calculo según lo establecido en la Norma
Sanitaria de la Gaceta Oficial de la Republica de Venezuela. Nº 4.044. Cap
XIV. Art. 217: “El gasto mínimo de bombeo será igual al gasto probable para
la edificación, calculado con la Tabla 37 del capitulo XIX, de estas normas y
obtenido en función de las unidades de gasto asignada a la totalidad de las
piezas sanitarias instaladas en la edificación y a otros consumos de agua de
la misma.”
La Unidad de Gasto Total para todas las piezas sanitarias instaladas
en la Universidad son de 408.
Resumen de la Tabla 37. Cap XIX de la Gaceta Oficial de la
Republica de Venezuela. Nº 4.044.
Numero de Unidades
de Gasto
420
Gasto Probable
Piezas de Tanque
6.89
116
Piezas de válvula
8.09
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
QB= 6.89 l/s
B
S
O
D
VA
R
E
Qs= 4``
Jrs= 0.0019 m/ml
Vrs= 0.84 m/s
S
E
R
Qd= 3 ½ ``
Jrd=S
0.035 m/ml
Vrd= 1.05 m/s
O
H
EC
R
PB = Q x H
E
D
Velocidad asumida= 0.60 m/s
B
75 ef
H= hs+hd+he+hv+sal+hf
Siendo= hs= altura de succion
hd= altura de descarga
he= altura entrada
hv= perdida por velocidad
hsal= altura de salida
hf= perdida por accesorios.
hs= (2.00-0.15) m + 0.30 m+ 0.20 m+ 0.30 m = 2.65 m
hd= [(3.00 m x 2) + 0.25 m] – 0.40 m = 5.85 m
he= 0.50 Vs2 = 0.50 (0.84 m/s)2 = 0.018 m
2g
2 x 9.81 m/s2
hsal= 0.50 Vd2 = 0.50 (1.05 m/s)2 = 0.028 m
2g
2 x 9.81 m/s2
hv= Vd2 + Vd2 =
2g
2g
(0.84 m/s)2
+ (1.05 m/s)2
= 0.092 m
2 x 9.81 m/s2
2 x 9.81 m/s2
hf= hfs+hfd = (Jrs x Lts) + (Jrd x Lts)
117
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Longitud Equivalente
Cantidad
Accesorios S
2
Codos
2
Tee
2
VC
1
VR
D
28
16
2
1
SEquiv Total
Long.
O
D
D
VA S7.00 84
R
E
S
Long. Equiv
S
D
3.50
3.00
6.50
5.50
0.70
0.60
8.00
7.00
E
R
S
HO
EC
R
E
D
13.00
1.40
8.00
88
1.20
7.00
Lts= 3.80 m + 29.4 m = 33.20 m
Ltd= 1.80 m + 180.2 = 360.2 m
hf= (0.0019 m/ml x 33.20 m) + (0.0035 m/ml x 360.2) = 12.67 m
H = 21.31 m
PB= 6.89 l/s x 21.31 m = 2.80 = 3HP
75 ef
La bomba a utilizar tendrá una potencia de 3 HP para poder
suministrar el agua hasta todos los tanques de excusados y los puntos
de riego de la Universidad.
4.2.5 Diseño de la Red de Distribución destinado al riego de
las áreas verdes y suministro a tanques de excusado.
La Universidad Rafael Urdaneta tiene un área verde de 1851.25 m2.,
para el cual es necesario 2 litros de agua por cada m2. .
En los distintos edificios existentes, se encuentran tanto excusados
que trabajan con tanque de 6 litros de capacidad como con sistema de
fluxometros.
118
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Volumen mínimo de Agua necesaria para el suministro a tanques de
excusados
S
O
D
A
Numero de
tanques
Volumen
V
R
E
Tipo de Excusado para
ES excusados 19 Necesario114
Con tanque S R
HO
Con
tanque
26
156
C
E
R
Edificio
Modulo 1
Modulo 2
Modulo 3
Modulo 4
Administración
Biblioteca
Aula Magna
DE
Con fluxometro
Con fluxometro
Con fluxometro
Con fluxometro
Con fluxometro
18
18
18
12
22
108
108
108
72
132
Total de Volumen
Necesario para tanques
= 798 litros
de los excusados
Volumen mínimo de Agua necesario para el riego de áreas verdes
Área verde
1851.25 m2
Total de Volumen
necesario para
3702.5 litros
riego=
El volumen mínimo total necesario para riego de áreas verdes y
suministro a tanques de excusado es de 4500.5 litros.
En las tablas siguientes se especifican las características de la red de
tuberías utilizadas en el diseño desde la planta de tratamiento hasta los
tanques del excusado y puntos de riego:
119
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
E
D
BAG8. NIVEL PLANTA TIPO = PLANTA BAJA
Tramo
Ramal
WC-BAG8
BAJANTE
N2-N1
N1-NPB
NPB-A
R1-A
A-B
WC6-A`
WC3-A`
E
ES
R
S
O
Pieza que sirve
Cantidad de Piezas
Tipo En transito De abajo Total
H
REC
Nombre de
la Pieza
Excusado
Excusado
Excusado
Tanque
Tanque
Tanque
Jardin
Jardin
Jardin
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Unidades de Gasto
Por pieza Total de Unidades
Gasto
Probable
1
1
1
0
1
2
1
2
3
3
3
3
3
6
9
0.3
0.42
0.53
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
6
9
0
10
11
0
1
2
0
1
2
0
1
2
0
1
2
3
6
9
1
11
12
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
0
0
0
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
9
18
27
3
33
36
3
6
9
3
6
9
3
6
9
3
6
9
0.53
0.83
1.19
0.25
1.36
1.42
0.3
0.42
0.53
0.3
0.42
0.53
0.3
0.42
0.53
0.3
0.42
0.53
AG
Tratadas
Manguera
Manguera
Manguera
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
DO
A
V
R
120
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
SE
E
R
Sque sirve
Pieza
O
H
Cantidad dePiezas
REC
Tramo
Ramal
A`- BAG6
Bajante
N2-N1
N1-NPB
NPB-B
B-E
WC6-B`
WC3-B`
B`-BAG5
N2-N1
N1-NPB
NPB-C
WX3-C
C-D
WC6-D
DE
Nombre de la Pieza
Tipo
Manguera
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Excusado
Jardin
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
Excusado
Excusado
Excusado
Tanque
Tanque
Tanque
En transito
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
AG
tratadas
D-E
121
Unidades de Gasto
Por
De abajo Total pieza
Total de Unidades
Gasto
Probable
6
6
0
18
0.83
6
12
12
30
0
1
2
0
1
2
6
6
12
12
0
1
2
15
0
1
2
18
6
12
12
31
1
2
3
1
2
3
6
6
12
12
1
2
3
15
1
2
3
18
0
0
0
3
3
3
3
3
3
3
0
0
0
0
3
3
3
0
3
3
3
0
18
36
36
93
3
6
9
3
6
9
18
18
36
36
3
6
9
45
3
6
9
54
0.83
1.42
1.42
2.68
0.3
0.42
0.53
0.3
0.42
0.53
0.83
0.83
1.42
1.42
0.3
0.42
0.53
1.69
0.3
0.42
0.53
1.94
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
TRAMO
RAMAL
SE
E
R
SQUE SIRVE
PIEZA
O
H
NOMBRE DE
EN
DE
ELAC TIPO TRANSITO
R
PIEZA
ABAJO
E
Dmanguera
jardin
1
49
E-F
MODULO 2 PLANTA TIPO- MAG 4´
wc4-mag 4´
excusado
excusado
excusado
excusado
n2-n1
n1-npb
npb-c´
MODULO 2 PLANTA BAJA- MAG 4´
w4-c´
excusado
excusado
excusado
excusado
c´-d´
MODULO 2 PLANTA TIPO- MAG3'
w2-mag3´
excusado
excusado
BAJANTE
n2-n1
n1-npb
npb-d´
MODULO 2 PLANTA BAJA-MAG3'
d´-f
excusado
excusado
f-g
r2-g
manguera
g-h
r3-h
manguera
manguera
manguera
manguera
manguera
h-i
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
tanque
tanque
1
1
tanque
tanque
1
1
jardin
1
1
1
1
1
1
122
GASTO
PROBABLE
3.54
1
2
3
4
8
8
1
2
3
4
4
8
8
3
3
3
3
3
6
9
12
12
24
24
0.30
0.42
0.53
0.63
0.63
1.04
1.04
1
2
3
12
1
2
3
4
12
3
3
3
3
3
6
9
12
36
0.30
0.42
0.53
0.63
1.42
1
1
2
3
3
3
6
0.30
0.42
2
4
4
2
4
4
6
12
12
0.42
0.63
0.63
16
17
68
17
18
68
1
69
1
2
3
4
5
74
51
54
204
3
207
3
6
9
12
15
222
1.94
1.94
4.23
0.25
4.29
0.25
0.42
0.53
0.63
0.76
4.42
69
jardin
jardin
jardin
jardin
jardin
UNIDADES DE GASTO
POR
TOTAL DE
TOTAL
PIEZA
UNIDADES
50
3
150
1
2
3
4
74
3
3
3
3
3
3
3
3
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
E
ES
R
S
O
TRAMO
RAMAL
H QUE SIRVE
CPIEZA
E
R
NOMBRE
EN
DE DE LA
PIEZA
PLANTA BAJA -AULA MAGNA
wc6-j
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
wc8-j
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
j-k
wc4-k
excusado
excusado
excusado
excusado
k-l
manguera
TIPO
DE
TOTAL
TRANSITO ABAJO
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
tanque
tanque
tanque
tanque
jardin
1
1
1
1
1
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
7
14
1
2
3
18
123
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
14
1
2
3
4
19
UNIDADES DE GASTO
POR
TOTAL DE
PIEZA
UNIDADES
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
6
9
12
15
18
3
6
9
12
15
18
21
24
42
3
6
9
12
57
GASTO
PROBABLE
0.30
0.42
0.53
0.63
0.76
0.83
0.30
0.42
0.53
0.63
0.76
0.83
0.96
1.04
1.58
0.30
0.42
0.53
0.63
2.08
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
SE
E
R
S SIRVE
PIEZA
QUE
O
H
TRAMO
RAMAL
NOMBRE DEE
LAC
EN
DE
TIPO
R
E
PIEZA
TRANSITO
ABAJO
D
MODULO 1 PLANTA TIPO-MAG1'
wc3-mag1´
excusado
excusado
excusado
BAJANTE
n2-n1
n1-npb
npb-e´
MODULO 1 PLANTA BAJA-MAG1'
wc1-e´
excusado
excusado
excusado
e´-d´
MODULO 1 PLANTA TIPO-MAG2'
wc5-mag2´
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
BAJANTE
n2-n1
n1-npb
npb-d´
MODULO 1 PLANTA BAJA-MAG2'
d´-l
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
l-m
r4-m
manguera
m-n
tanque
tanque
tanque
1
1
1
tanque
tanque
tanque
1
1
1
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
1
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
1
jardin
1
1
1
1
2
2
3
6
6
3
6
6
1
2
9
1
2
3
9
1
2
3
4
1
2
3
4
5
5
10
10
5
10
10
19
20
21
22
23
43
20
21
22
23
24
43
1
44
44
124
TOTAL
UNIDADES DE GASTO
POR
TOTAL DE
PIEZA
UNIDADES
3
3
3
GASTO
PROBABLE
3
6
9
0.30
0.42
0.53
9
18
18
0.53
0.83
0.83
3
3
3
3
6
9
27
0.30
0.42
0.53
1.19
3
3
3
3
3
3
6
9
12
15
0.30
0.42
0.53
0.63
0.76
15
30
30
0.76
1.26
1.26
60
63
66
69
72
129
3
132
2.08
2.18
2.27
2.27
2.34
3.28
0.25
3.35
3
3
3
3
3
3
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
SE
E
R
S SIRVE
PIEZA
QUE
O
H
TRAMO
RAMAL
NOMBRE DEE
LAC
EN
DE
TIPO
R
E
PIEZA
TRANSITO
ABAJO
D
MODULO DE ADMINISTRACION PLANTA TIPO
wc5-mag7
excusado
excusado
excusado
excusado
excusado
tanque
tanque
tanque
tanque
tanque
1
1
1
1
1
1
2
3
4
BAJANTE
n2-n1
5
n1-npb
10
npb-l´
10
MODULO ADMINISTRACION PLANTA BAJA
wc3-l´
excusado
tanque
1
excusado
tanque
1
1
excusado
tanque
1
2
l´-m´
manguera
jardin
1
13
wc2-m´
excusado
tanque
1
excusado
tanque
1
1
m´-n´
16
r5-n´
manguera
jardin
1
n´-n
17
n´-i
61
TUBERIA PRINCIPAL SALIDA DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO
I- tanque A
manguera
jardin
136
125
TOTAL
1
2
3
4
5
UNIDADES DE GASTO
POR
TOTAL DE
PIEZA
UNIDADES
3
3
3
3
3
5
10
10
1
2
3
14
1
2
16
1
17
61
136
3
3
3
3
3
3
GASTO
PROBABLE
3
6
9
12
15
0.30
0.42
0.53
0.63
0.76
15
30
30
0.76
1.26
1.26
3
6
9
42
3
6
48
3
51
183
0.30
0.42
0.53
1.52
0.30
0.42
1.74
0.25
1.94
3.98
408
6.87
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DE
DIAMETROS DE TUBERIAS DE LA RED DE AGUAS GRISES TRATADAS
Descripcion
EDIFICIO DE BIBLIOTECA
PLANTA BAJA Y MAG 8
EDIFICIO BIBLIOTECA
PLANTA TIPO
A - RIEGO 1
PUNTO 1 - PUNTO A
EDIFICIO 4 PLANTA BAJA.
PUNTO 1 - WC 6
PUNTO 2 - PUNTO 1
EDIFICIO 4 PLANTA BAJA.
PUNTO 2 - WC3
PUNTO B - PUNTO 2
EDIFICIO 4 PLANTA TIPO
Punto B- Mag 6
Mag 6 - A'
Ramales directo piezas
PUNTO E - PUNTO B
EDIFICIO 3 PLANTA BAJA
Punto E-Punto D
Punto D- Punto C
Ramales directo piezas
EDIFICIO 3 PLANTA TIPO
Punto C - Mag 5
Mag 5 - Punto B'
Ramales directo piezas
PUNTO F - PUNTO E
Gasto
Gasto
Total
Total (l/s)
(m3/s)
Velocidad(m/s)
Area
Tuberia(m2)
Diametro
(m)
Diametro(pulg)
Diametro
Final
1.19
0.00119
2
0.000595
0.028
1.084
1½
0.53
0.25
1.42
0.00053
0.00025
0.00142
2
2
2
0.000265
0.00013
0.00071
0.018
0.013
0.030
0.723
0.497
1.184
1
1
1½
0.53
1.69
0.00053
0.00169
2
2
0.00027
0.00085
0.018
0.033
0.723
1.292
1
1½
0.53
1.94
0.00053
0.00194
2
2
0.00027
0.00097
0.018
0.035
0.723
1.384
1
1½
1.42
0.83
0.53
2.68
0.00142
0.00083
0.00053
0.00268
2
2
2
2
0.00071
0.00042
0.00027
0.00134
0.030
0.023
0.018
0.041
1.184
0.905
0.723
1.627
1½
1
1
2
1.94
1.69
0.53
0.00194
0.00169
0.00053
2
2
2
0.00097
0.00085
0.00027
0.035
0.033
0.018
1.384
1.292
0.723
1½
1½
1
1.42
0.83
0.53
3.54
0.00142
0.00083
0.00053
0.00354
2
2
2
2
0.00071
0.00042
0.00027
0.00177
0.030
0.023
0.018
0.047
1.184
0.905
0.723
1.869
1½
1
1
2
126
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DIAMETROS
DE DE TUBERIAS DE LA RED DE AGUAS GRISES TRATADAS
Descripcion
EDIFICIO 2 PLANTA BAJA
Punto F - Punto D'
Punto D' - Punto C'
Punto C' - WC 4
EDIFICIO 2 PLANTA TIPO
MAG 3'
Ramales directo piezas
MAG 4'
Ramales directo piezas
PUNTO G -PUNTO F
PUNTO G- RIEGO 2
PUNTO H - PUNTO G
PUNTO H - RIEGO 3
PUNTO I - PUNTO H
PUNTO I - PUNTO N
PUNTO N - PUNTO N'
PUNTO N' - RIEGO 5
PUNTO N' - PUNTO M'
EDIFICIO ADMINISTRATIVOPLANTA BAJA
Punto M' - WC2
Punto M' - Punto L'
Punto L' - WC3
Punto L' - Mag 7
Gasto
Total
(l/s)
Area
Gasto Total
Velocidad(m/s)
Tuberia(m2)
(m3/s)
Diametro
(m)
Diametro(pulg)
Diametro
Final
1.94
1.42
0.63
0.00194
0.00142
0.00063
2
2
2
0.00097
0.00071
0.00032
0.035
0.030
0.020
1.384
1.184
0.789
1½
1½
1
0.63
0.42
1.04
0.63
4.23
0.25
4.29
0.76
4.42
3.98
1.94
0.25
1.74
0.00063
0.00042
0.00104
0.00063
0.00423
0.00025
0.00429
0.00076
0.00442
0.00398
0.00194
0.00025
0.00174
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.00032
0.00021
0.00052
0.00032
0.00212
0.00013
0.00215
0.00038
0.00221
0.00199
0.00097
0.00013
0.00087
0.020
0.016
0.026
0.020
0.052
0.013
0.052
0.022
0.053
0.050
0.035
0.013
0.033
0.789
0.644
1.013
0.789
2.044
0.497
2.058
0.866
2.089
1.982
1.384
0.497
1.311
1
1
1½
1
2½
1
2½
1
2½
2
1½
1
1½
0.42
1.52
0.53
1.26
0.00042
0.00152
0.00053
0.00126
2
2
2
2
0.00021
0.00076
0.00027
0.00063
0.016
0.031
0.018
0.028
0.644
1.225
0.723
1.115
1
1½
1
1½
127
S
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de Reutilización de Aguas Grises.
DO
A
V
R
E
ES
R
S
O
CH
E
R
DIAMETROS
DE DE TUBERIAS DE LA RED DE AGUAS GRISES TRATADAS
Descripcion
EDIFICIO ADMINISTRATIVO
- PLANTA TIPO
MAG 7
Ramales directo piezas
PUNTO N- PUNTO M
PUNTO M -RIEGO 4
PUNTO M - PUNTO L
EDIFICIO 1 - PLANTA BAJA
Punto L - Punto D'
Punto D' - Punto E'
Punto E' - WC1
EDIFICIO 1 - PLANTA TIPO
MAG 2'
Ramales directo piezas
MAG 1'
Ramales directo piezas
PUNTO L - PUNTO K
AULA MAGNA
Punto K- WC4
Punto K- Punto J
Punto J - WC8
Punto J - WC6
DIAMETRO DE SALIDA DE
LA BOMBA
Gasto
Total
(l/s)
Area
Gasto Total
Velocidad(m/s)
Tuberia(m2)
(m3/s)
Diametro
(m)
Diametro(pulg)
Diametro
Final
1.26
0.76
3.35
0.25
3.28
0.00126
0.00076
0.00335
0.00025
0.00328
2
2
2
2
2
0.00063
0.00038
0.00168
0.00013
0.00164
0.028
0.022
0.046
0.013
0.046
1.115
0.866
1.819
0.497
1.800
1½
1
2
1
2
2.34
1.19
0.53
0.00234
0.00119
0.00053
0.00117
0.00060
0.00027
0.039
0.028
0.018
1.520
1.084
0.723
2
1½
1
1.26
0.76
0.83
0.53
2.08
0.00126
0.00076
0.00083
0.00053
0.00208
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.00063
0.00038
0.00042
0.00027
0.00104
0.028
0.022
0.023
0.018
0.036
1.115
0.866
0.905
0.723
1.433
1½
1
1
1
1½
0.63
1.58
1.04
0.83
0.00063
0.00158
0.00104
0.00083
2
2
2
2
0.00032
0.00079
0.00052
0.00042
0.020
0.032
0.026
0.023
0.789
1.249
1.013
0.905
1
1½
1½
1
6.87
0.00687
2
0.00344
0.066
2.604
3
128
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Rigiéndonos por La Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de
S
O
D
VA
R
E
S
Venezuela N 4.044 de las Normas Sanitarias, se establecieron los siguientes
Criterios de Diseño:
•
E
R
S
O
Los Cálculos C
deH
los diámetros del Sistema de Tuberías de Aguas
E
R se realizo en base a los Artículos y Tablas presentes
DETratadas
Grises
en el Capitulo XIX de la Norma Sanitaria.
•
Las Tuberías de Alimentación Directa a los Sanitarios serán de ½”
(1.27 cm), de acuerdo con el Articulo 298 del Capitulo XIX.
•
Para el Cálculo del Sistema de Tubería se estableció una velocidad de
2 mts/s, como valor promedio para asegurar el arrastre de partículas y
evitar ruidos en las tuberías.
•
El diseño del sistema de riego, será el mismo existente en la
institución, conservando los puntos de riego y utilizando un sistema
manual de grifos y manguera de diámetro de ½´´.
•
Se utilizaron los datos de la Tabla 36 para Mangueras de jardín de ½“,
Capitulo XIX para los Cálculos de Tuberías para el Riego.
•
El Gasto mínimo de Bombeo será igual al Gasto Probable de la
Edificación
como lo indica el Artículo 217 del Capitulo XIV, de la
Normas Sanitarias.
•
El Cálculo de la Potencia de la Bomba, se realizo en base a el capitulo
XII de la Norma Sanitaria.
•
La Instalación de la Bomba y las conexiones con las tuberías de
succión y descarga deben regirse por los artículos del Capitulo XII.
•
El Diámetro de la Tubería de Descarga de la Bomba por cálculo debe
ser de 2.604 pulg., pero se utilizara tubería diámetro de 3 pulg. por no
ser la de 2.604 pulg. comercial.
129
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Diámetro de Salida de la Bomba
Gasto de Salida de la Bomba
E
R
S
O
Gasto de Salida de la Bomba
CH
E
R
E de la tubería
DÁrea
Velocidad
S
O
D
VA6.87 l/s
R
E
S
0.00687 m /s
3
2 m/s
0.00344 m2
Diámetro
0.066 m
Diámetro
2.604 pulg
Diámetro Comercial
3 pulg
4.2.6 Mantenimiento del Sistema
Es necesario realizar limpieza periódica al filtro cada tres a cuatro
meses, así como sustituir el dosificador de hipoclorito de sodio cada cuatro a
cinco años para garantizar el buen mantenimiento del sistema y de esta
manera alargar la vida útil de los equipos.
4.4.7 Viabilidad Económica
Actualmente la Universidad Rafael Urdaneta consume 100.000 litros
diarios de agua potable procedente de 5 camiones cisternas para abastecer
la demanda diaria de aproximadamente 6122 usuarios que utilizan este
volumen de agua en: riego, limpieza, consumo en excusados y lavamanos.
Esta situación, conlleva a una inversión diaria de Bs 275.000 que
pueden ser reducidos con el sistema de reutilización de las aguas grises.
130
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
S
O
D
VA
R
E
S camión
Bs. 275.000
Consumo Actual Diario
E
R
S
HO
100.000 litros/diarios
EC
R
E
D
5 camiones
Bs. 55.000 cada
Consumo Mensual
Bs. 8.250.000
Consumo Anual
Bs. 99.000.000
En las tablas anteriores se puede observar que anualmente la
Universidad invierte Bs 99.000.000 en agua potable. Ahora bien, reutilizando
el agua procedente de los lavamanos para riego de áreas verdes y
suministro a tanques de los excusados se podría disminuir notablemente
esta cifra, siendo una de las soluciones inmediatas para el problema de la
escasez de agua en la ciudad y al mismo tiempo reduciendo los costos en
los servicios.
Ahorro Estimado Diario
1.08
21.750 litros/ diarios
camiones
55.000 cada camión
Ahorro Estimado Mensual
Bs. 1.794.390
131
Bs. 59.813
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Ahorro Estimado Anual
S
O
D
VA
R
E
S
Bs. 21.532.680
E
R
S
HO
El ahorro estimado diario seria de un 21.75%.
EC
R
E
D la utilización
Con
de este Sistema, se estará ahorrando Bs.
21.532.680 anuales en los costos por los servicios de agua potable para la
demanda existente.
Consumo Diario Estimado con la Utilización del Sistema de
reuso de las Aguas Grises
Bs. 215.187,5
Consumo Estimado mensual con la utilización del sistema de
reuso de las Aguas Grises
Bs. 6.455.625
Consumo Estimado Anual con la Utilización del Sistema de
Reuso de las Aguas Grises
Bs. 77.467.500
Sin embargo, antes que se mencione la palabra “ahorro” es necesario
hacer un estudio detallado de la inversión total del proyecto, esto incluye
todos los gastos de: demolición de paredes, frisos, cerámicas, tuberías
existentes, colocación de la nueva red de distribución, construcción e
instalación de equipos para la planta de tratamiento, mantenimiento al
sistema, entre otras actividades.
132
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Red de Distribución
S
O
D
La cotización fue elaborada en DataLaing Maprex.
VA
R
E
S
E
R
S
O
H
Part
Precio
C
Descripción
Unidad Cantidad
E
R
No.
Unitario
DE
1
Demolición de cerámicas en
paredes.
Demolición de friso en paredes.
I.s. empotramiento a tanquillas.
Total Bs.
m2
0.14
36,984.74
5,177.86
m2
und
0.14
22.00
31,589.34
50,003.14
4,422.51
1,100,069.08
4
Demolición a mano de cerámica
interior
en
pisos.
Incluye
movilización interna dentro del
área
de
trabajo.
Excluye
demolición de mortero base
m2
20.00
43,802.43
876,048.60
5
Construcción de revestimiento en
pisos con mortero de granito con
cemento gris, acabado liso
Incluye mortero base y pasada
de piedras para el acabado final.
m2
30.00
35,388.66
1,061,659.80
6
Tubería de PCV, diámetro ½”.
Incluye conexiones
m
20.00
8,246.52
164,930.40
7
Tubería, PVC, diámetro 1” (51
mm), e= 3.2 mm. Incluye
conexiones.
m
8
Tubería, PVC, diámetro 1 1/2 plg
(51 mm). Incluye conexiones.
9
Tubería, PVC, diámetro 2“ (51
mm), e= 3.2 mm. Incluye
conexiones.
2
3
10
11
Tubería de PVC, diámetro 3” (76
mm), e= 3.2 m. Incluye
conexiones.
Tubería de PVC, diámetro 4”
(101 mm), e= 3.2 m. Incluye
conexiones.
2,197,788.00
240
9,157.45
m
240.00
11,770.85
2,825,004.00
m
214.00
13,745.69
2,941,577.66
m
126.00
15,139.28
1,907,549.28
m
180.00
17,139.45
3,085,101.00
Total 16,169,328.19
133
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
Planta de Tratamiento
S
O
D
La cotización de los equipos para la Planta
VA de Tratamiento
R
E
realizada por Hidroservices, C.A.. RES
OS
H
C
E
DER
Equipo
Cantidad
Precio Unitario
Costo Total
Características
1era Bomba
2
Bs. 750.000
Bs.1.500.000
PB= 2 HP
Válvulas
10
Bs. 28.000
Bs. 280.000
Bs. 8.000
Bs. 32.000
Uniones
fue
4
patentes
Filtro Dual
1
Hierro Galvanizado.
Bs.2.500.000
Cap = 500 litros
Bs. 2.500.000
Bomba
1
Bs. 1.100.000
dosificadora
de hipoclorito
de sodio
Bs. 1.100.000
Cámara de
1
Bs. 75.000
cloración
Tanque
1
Bs. 2.000.000
Fibra de Vidrio.
Bs. 75.000
Cap = 500 litros
Bs. 2.000.000
Hierro Galvanizado
Cap = 70 galones
Pulmón
Mano de Obra
2da Bomba
2
Bs. 2.000.000
Bs. 2.000.000
Bs 840.000
Bs. 1.680.000
PB= 3HP
Total : Bs. 11.167.000
Presupuesto Total del Sistema: Bs. 27.336.328,19
134
Capítulo IV. Análisis de los Resultados y Diseño del Sistema de
Reutilización de Aguas Grises.
El ahorro estimado anual es de Bs. 21.532.680, si se compara este
S
O
D
en 1 año y 3 meses después de su ejecución y puesta
VAen funcionamiento.
R
E
S
E
R
OS
H
C
E
DER
valor con el presupuesto total del sistema, la inversión se estaría amortizando
135
Conclusiones
CONCLUSIONES
S
O
D
Las propiedades físicas, químicas y R
bacteriológicas
de las aguas
VA
E
S
Ede la Universidad Rafael Urdaneta
grises procedente de los lavamanos
R
S
O contaminación, logrando ser reutilizadas sin
Hde
C
presentan nivelesEbajos
R
DdeEningún
necesidad
tratamiento previo tanto para el riego de áreas verdes
como suministro a los tanques de excusados; sin embargo, este proyecto
plantea el diseño de una planta de tratamiento considerando la variabilidad
de las características propias de los niveles de contaminantes en las aguas
grises dentro de la institución.
Considerando los niveles de contaminantes, la planta de tratamiento
constara básicamente de los dos tratamientos de depuración: uno físico,
mediante la utilización de un filtro dual de arena rápida y carbón activado que
impide el paso de partículas sólidas y la retención de la materia orgánica; y
otro químico, mediante la desinfección del agua con hipoclorito de sodio
utilizando un dosificador automático.
El diseño de la red de aguas grises destinada al riego de áreas verdes
y suministro a tanques de excusado, será realizado mediante una bomba de
3 HP y tuberías de PVC entre 1” y 3” que serán colocadas paralelo a las
paredes de la institución, enterradas en el acabado de la losa y por los
ductos existentes donde se encontraran tuberías independientes para la
entrada y salida del agua de las piezas sanitarias (Bajante de Aguas Grises y
Montante de Aguas Grises respectivamente).
El
sistema
de
bombeo
deberá
instalarse
por
duplicado,
manteniéndose ambos equipos permanentemente en condiciones de
136
Conclusiones
operación; así como también deberán instalarse interruptores alternadores
S
O
D
VA
R
E
S
para garantizar el funcionamiento alternativo de las unidades de bombeo.
E grises disminuye los costos
las R
aguas
S
HO
operacionales hastaCun
20% diario por el servicio de agua potable
E
R
DEde los camiones cisternas. La inversión por la instalación del
procedente
La
reutilización
de
sistema para el reciclaje de aguas grises se amortiza en el plazo de 1 año y
tres meses.
137
Recomendaciones
RECOMENDACIONES
S
O
D
A Grises
Recomendaciones para el Uso de V
Aguas
R
E
S
E
R
S
O
H
Antes de considerar
el uso de aguas grises en una edificación, primero
C
E
ER
se debe D
hacer
el mayor esfuerzo en conservar el agua potable de las fuentes
naturales, a la vez que se toman las medidas necesarias para reducir los
volúmenes utilizados en diferentes actividades.
El uso de aguas grises dentro de la universidad debe utilizarse
únicamente para hacer funcionar los excusados y para el riego de las áreas
verdes, no se deben utilizar para otro fin porque aunque son tratadas no son
potables.
No es recomendable guardar las aguas grises por mucho tiempo, ya
que puede ocasionar mal olor y traerá mosquitos; por tal motivo se deben
hacer mantenimientos preventivos a la Planta de Tratamiento para prever
posibles fallas en el sistema cada dos a tres meses, así como ensayos al
agua del Tanque de almacenamiento cada dos semanas para garantizar que
las características de las aguas grises tratadas se mantengan.
Al regar áreas verdes con Aguas Grises se debe dispersas alrededor
de todo el jardín un volumen de 2 lts/m2, para evitar la formación de charcos
y la acumulación de ingredientes dañinos para el suelo.
138
Recomendaciones
Recomendaciones para Ahorrar Agua
S
O
D
Las medidas para ahorra agua no son productivas
VA si se cumplen por
R
E
Sse concientice a la población sobre
E
una simple imposición, es importante
que
R
S liquido. A continuación se mencionan
Opreciado
H
la importancia del ahorro
del
C
EREde reducir los consumos de agua en la universidad:
diversas D
maneras
Utilizar piezas sanitarias que tengan mecanismos eficientes que
ayuden a economizar agua, tales como: grifos con temporizador push-button
y excusados que trabajen con un sistema de fluxometro.
Cerrar el grifo mientras se lava las manos para evitar desperdicios de
agua innecesarios.
No utilizar los excusados como papelera o cenicero, emplear
recipientes destinado para tal propósito.
Hacer revisiones periódicos a los grifos y excusados, para evitar
perdidas de aguas por mal funcionamiento de las piezas sanitarias o fugas
de agua.
Dejar crecer la grama mas alto de lo usual, para disminuir la perdida
de agua por evaporación y utilizar plantas autóctonas que consuman poca
agua.
Revisar
periódicamente
las
paredes
de
los
tanques
de
almacenamiento de agua, para prevenir a tiempo futuras filtraciones y
verificar simultáneamente el buen funcionamiento de la bomba.
139
Bibliografía
BIBLIOGRAFIA
S
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Lenntech Water treatment & air purification Holding B.V. Calidad del agua
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142
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
ANEXOS
Anexos
Anexo 1
S
O
D
Planta de Coagulación
VA
R
E
S
E
R
S
CHO
E
DER
Diagrama de Flujo característico de una planta de coagulación. El agua
superficial no tratada entra en la planta mediante bombas de poca altura de
bombeo, antes de bombear se hace tamizado. Durante el mezclado se
agregan sustancias llamadas coagulantes que se dispersan con rapidez en el
agua. Esas sustancias reaccionan con las partículas coloides y forman
partículas mayores.
144
Anexos
Anexo 2
S
O
D
Toma de Muestras de Aguas Grises en el Baño
VAde Damas de PB del
R
E
SII
E
Modulo
R
OS
H
C
E
DER
145
Anexos
Anexo 3
S
O
D
Recolección de Muestras para ser analizadas
VAen el Centro de
R
E
Sdel Agua
E
Investigación
R
OS
H
C
E
DER
146
Anexos
Anexo 4
S
O
D
VA
R
E
S
Control de Uso de los Lavamanos
E
R
S
HO
Modulo: ________________
Dia:________________________
C
E
R
DE
Piso: ___________
Hora: __________ a ____________
Damas (
)
Caballeros (
)
Entran al Baño
Usan el lavamanos
147
Anexos
Anexo 5
S
O
D
Resultados de los Análisis del Centro de Investigación
VA del Agua de la
R
E
S
E
Universidad
del Zulia.
R
S
HO
C
E
DER
148
Anexos
Anexo 6
S
O
D
Colocación de las Tuberías de Aguas
VA Grises
R
E
S
E
R
OS
H
C
E
DER
Tubería Existente
Propuesta de colocación de
las tuberías de Aguas Grises
149
Anexos
Anexo 7
S
O
D
Filtro Dual
VA
R
E
S
E
R
S
O
CH
E
R
DE
150