Generalidades

CAPITULO IGENERALIDADESI.1.- TIPOS Y DESCRIPCIN DE LOS SISTEMAS DE SANEAMIENTO(ALCANTARILLADOS PRIVADOS Y COLECTIVOS )Un sistema de saneamiento comprende las instalaciones y equipos necesarios para la conduccin, depuracin (si es necesaria) y eliminacin de los desechosLos sistemas de saneamiento se dividen en:1. Sistemas de saneamiento individual o privadoUn sistema de saneamiento individual o privado es aquel que sirve nicamente para una sola vivienda, es decir, constituye un servicio para un nmero reducido de personas, estos sistemas pueden realizarse de acuerdo a los procesos que se describen a continuacin:a. Pozos negrosLos pozos negros consisten en una simple excavacin en el terreno a donde se hacen llegar las materias fecales y orines, dichas excavaciones tienen su cubierta donde se dispone un asiento para su uso. Por lo general se adapta una caseta que toma el nombre de letrina sanitaria, su capacidad vara para una familia entre uno y dos metros cbicosUna vez lleno, el pozo se cubre con tierra y se compacta perfectamente abandonndolo para construir otro en una zona aledaa.b. Pozo absorbenteUn pozo absorbente consiste en una excavacin en el terreno a donde se hacen llegar las materias fecales, orines y aguas negras domsticas. Para que funcione adecuadamente se debe ubicar en un terreno lo ms permeable posible, con el fin de que los lquidos se infiltren en el terreno.El pozo negro y el pozo absorbente son instalaciones altamente insalubres, principalmente cuando el nivel de aguas freticas est muy prximo al terreno, su uso representa incomodidad, dado que deben estar siempre alejados de las habitaciones.c. Excusado de cajaEl excusado de caja consiste en un compartimiento impermeable a donde se conducen las materias fecales exclusivamente. El comportamiento impermeable una vez lleno se vaca por medio de cubetas alejando los desechos a un lugar distante donde se cubre con tierra.d. Excusado qumicoEl excusado qumico consiste de un compartimiento impermeable en donde se colocan uno o dos recipientes mviles con aditamentos para taparlos y retirarlos cuando estn llenos de materias fecales, tienen la caracterstica de que cada vez que se hace uso del excusado se cubren con una porcin de tierra, ceniza, cal o cualquier otra sustancia deodorizante que trabaje como absorbente de los lquidos y en los slidos efecta el doble papel de purificador e higienizador. Tales sustancias se disponen en una caja que est a la mano del que hace uso del excusado para aplicarla en forma inmediata.e. Fosas spticasLas fosas spticas tienen por objeto eliminar pequeos volmenes de aguas negras, su uso se limita a pequeas comunidades rurales que an carecen de un sistema de alcantarillado; las fosas spticas estn constituidas por dos partes fundamentales que se describen a continuacin: Tanque sptico. Es un depsito subterrneo e impermeable en el que las aguas permanecen en reposo, efectundose la sedimentacin y formacin de natas, reducindose con el tiempo el volumen de dichos sedimentos y natas, as como su carcter altamente ofensivo con que llega en un principio.El agua que queda en medio de los sedimentos y las natas, se va convirtiendo en un lquido clarificado, debido a que privada la masa total del aire y la luz, se favorece la vida y produccin des eres microscpicos que proliferan en un ambiente desprovisto del oxgeno del aire (microorganismos anaerobios). Estos seres toman los elementos necesarios a su existencia de la materia orgnica, destruyendo su estado slido y convirtindolo en lquidos y gases, ste proceso recibe el nombre de proceso sptico.Para que se verifique la sedimentacin y el proceso sptico se necesita un perodo de retencin de la fosa de 8 a 36 horas, tomando como trmino medio las 24 horas.El agua que sale del tanque sptico se denomina efluente, no presentando el aspecto repugnante de las aguas negras, sin embargo, an cuando se tiene prcticamente un lquido, se tiene materia orgnica finamente dividida y en pleno proceso de putrefaccin, lo que hace que su calidad sea generalmente de peores condiciones que el agua que entra, por lo tanto es indispensable lograr la transformacin del efluente, para lo cual se debe efectuar el proceso de oxidacin (aereacin de las aguas derivadas de la fosa) Campo de oxidacin. Consiste en una serie de drenes colocados en el subsuelo de un terreno poroso y por los cuales se distribuye el efluente, oxidndose al estar en contacto con el oxgeno del aire contenido en los huecos de dicho terreno.Los mtodos ms usuales para el tratamiento del efluente y ms recomendables en zonas urbanas son: Dilucin, pozos de infiltracin, irrigacin del subsuelo, zanjas de filtracin, filtros de arena, filtros por goteo.Con el fin de seleccionar el mtodo ms adecuado para cada caso en particular es necesario tomar en cuenta los siguientes factores: Naturaleza del terreno. Profundidad de las capas de agua subterrnea. Permeabilidad del terreno. Existencia y localizacin de pozos o manantiales de agua potable. Volumen y velocidad de circulacin de agua superficial disponible para la dilucin (ros, arroyos, tanques, etc.) Fines a que se destina dicha agua (bebida, pesca, bao, lavado de ropa, etc.) Superficie disponible del terreno para instalaciones de evacuacin. Situacin y proximidad de viviendas. Vientos predominantes de la regin. Vegetacin existente en el terreno de evacuacin.A las fosas spticas se deben hacer llegar nicamente las aguas negras domsticas, y por ningn motivo debe permitirse la entrada de las aguas pluviales, desperdicios de leche y sus derivados, grasas, etc., ya que tales lquidos dificultan el funcionamiento de la fosa.Cuando no es posible evitar la entrada de grasas se deben instalar trampas de grasas, que son dispositivos de fcil construccin que se colocan antes del tanque sptico y que llevan una tapa para su limpieza frecuente. Se deben ubicar en lugares donde siempre exista sombra para mantener bajas temperaturas en su interior.2. Sistemas de saneamiento colectivosUn sistema de saneamiento colectivo es aquel que se utiliza o aplica de una manera general a las poblaciones rurales y urbanas, estos sistemas se proyectan y construyen para desalojar las aguas servidas de una localidad a travs de un sistema de alcantarillado.Un sistema de alcantarillado es una red de conductos (normalmente tuberas), generalmente subterrneos llamados alcantarillas, a travs de los cuales se evacuan en forma rpida y segura las aguas que causan molestias a una comunidad, siendo stas aguas domsticas, industriales o bien aguas de lluvia, las cuales son conducidas hasta un sitio llamado vertido o descarga, de tal manera que no causen dao ni molestias a la comunidad que las produce ni a otras circunvecinas.De acuerdo con su localizacin y funcionamiento, un sistema de alcantarillado se puede dividir en dos tipos de instalaciones, las cuales se describen a continuacin.Instalacin domiciliaria. Son aquellas que se encuentran dentro de los edificios. Desde los muebles sanitarios en que se producen las aguas negras (baos, mingitorios, fregaderos, excusados, lavabos, bidet, lava pies, etc.), hasta los conductos que transportan las aguas negras hasta el paramento exterior de la fachada de los edificios (tuberas horizontales y verticales conocidas como ramales y bajadas)Instalaciones de servicio pblico. Son los conductos o red de tuberas que van recogiendo las aguas negras, desde los paramentos exteriores de los edificios, para conducirlas fuera de la localidad y que pueden ser vertidas a una corriente superficial o a una planta de tratamiento en el caso de aguas residuales.I.2.- IMPORTANCIA Y BENEFICIOS DE LOSSISTEMAS DE ALCANTARILLADOLos sistemas de alcantarillado se proyectan y se construyen para eliminar de una localidad las aguas residuales (domsticas e industriales), y las aguas de lluvia cuando originan inundaciones frecuentes en ciudades con topografa casi plana. En cualquier caso la eliminacin de las aguas residuales tiene alta prioridad.Los tipos de alcantarillado que se pueden proyectar y construir son los siguientes:1. Alcantarillado sanitario2. Alcantarillado pluvial3. Alcantarillado combinado4. Alcantarillado separadoA continuacin se describe cada uno de los tipos de alcantarillado, marcando la importancia y beneficios que proporcionan a las localidades rurales y urbanas de la Republica Mexicana.

1) Alcantarillado sanitario

El sistema de alcantarillado sanitario se caracteriza por conducir nicamente las aguas negras (domsticas e industriales), que se generan dentro de cualquier poblacin. Este sistema se construye con el fin de satisfacer las necesidades futuras de la poblacin, dependiendo del perodo de diseo al que se proyecto; los gastos que se emplean para determinar los dimetros de las tuberas estn en funcin del nmero de habitantes por beneficiar y de la aportacin de aguas negras. La red de alcantarillado sanitario debe cubrir la mayora de las calles de la zona urbana y el dimetro mnimo a utilizar ser de 30 cm.

Este sistema se recomienda para localidades que cuenten con un sistema de abastecimiento de agua potable y que la mayora de las calles que la componen tengan un trazo ms o menos definido, que cuenten con un buen drenaje superficial y que no haya riesgo de inundaciones, ya que el arroyo sirve como canal para desalojar inmediatamente las aguas pluviales. Otro requisito importante es que las aguas vertidas deben ser tratadas con el fin de evitar la contaminacin y estar en posibilidades de su aprovechamiento posterior.

Los sistemas de agua potable y alcantarillado sanitario son sistemas indispensables para que toda comunidad mejore sus condiciones de salubridad y para el desarrollo de las actividades domsticas, comerciales e industriales.

2) Alcantarillado pluvial

El sistema de alcantarillado pluvial se proyecta y construye para eliminar nicamente las aguas de lluvia de una localidad urbana; los gastos que se emplean para determinar los dimetros de la red del sistema, estn en funcin de las reas de aportacin de aguas pluviales, de la intensidad de lluvia, del coeficiente de escurrimiento y del perodo de retorno de las lluvias.

La red de alcantarillado pluvial debe tener una longitud de interceptores lo ms reducida posible, localizando los conductos estratgicamente en un reducido tramo de calles, para que den servicio a grandes reas, sobre las cuales concurran las aguas de lluvia que escurren superficialmente por la mayora de las calles. El dimetro mnimo a utilizar en este tipo de sistema es de 30 cm.

La construccin de un sistema de alcantarillado pluvial se realiza principalmente para localidades urbanas grandes; es decir, para ciudades que cuenten con servicio de abastecimiento de agua potable y alcantarillado sanitario. Debe estar controlado por organismos operadores eficientes, que logren la autosuficiencia de los sistemas mencionados, adems se debe contar con un alto porcentaje, por no decir el 100%, de calles pavimentadas.

Este tipo de sistema representa para la comunidad beneficios que garantizan las condiciones de salubridad y de desarrollo urbano, entre los cuales se sealan los siguientes:

Se da proteccin contra inundaciones frecuentes a las zonas ms valiosas de la localidad, como lo son las comerciales e industriales.

Se evitan tener complicaciones con el trnsito vial durante la temporada de lluvias, as como tambin se evitan las molestias a los habitantes al transitar por las calles de posible inundacin.

En ciudades con poblacin flotante se logra evitar molestias a los turistas, con lo que se logra incrementar su permanencia en la ciudad, resultando sta beneficiada econmicamente.

Se evita tener encharcamientos frecuentes de aguas pluviales en las zonas bajas, que provocan acumulacin de lodos y la posible proliferacin de insectos.

3) Alcantarillado combinado

El sistema de alcantarillado combinado se proyecta y se construye para eliminar conjuntamente las aguas residuales y las aguas pluviales; el clculo de los dimetros de los conductos se hace con los gastos de lluvia, tomando en consideracin que los volmenes de agua pluvial son mucho mayores que los de aguas residuales. Los gastos de agua de lluvia se determinan aplicando los mismos mtodos utilizados en el sistema de alcantarillado pluvial.

Este tipo de sistema debe cubrir la mayora de las calles de la zona urbana y obviamente los requisitos indispensables para este tipo de sistema son bsicamente la combinacin de los requisitos para los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial.

4) Alcantarillado separado

El sistema de alcantarillado separado es aquel que cuenta a su vez con un sistema de alcantarillado sanitario y un sistema de alcantarillado pluvial. Este sistema es el ms adecuado, ya que la red sanitaria recibe nicamente la aportacin de aguas negras que pueden posteriormente conducirse a una planta de tratamiento para su depuracin y de sta manera abatir la contaminacin de las corrientes receptoras, dicha red debe cubrir la totalidad de las calles de la ciudad. Por su parte la red pluvial cubre un reducido nmero de tramos para dar servicio a grandes reas y las aguas recibidas por la red son conducidas rpidamente al sitio de vertido sin necesidad de tratamiento, en virtud de que son aguas limpias que pueden ser aprovechadas posterior a la descarga.

I.3.- RELACION DE OBRAS QUE INTEGRAN LOS

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO

1. ALCANTARILLADO SANITARIO

Los elementos que integran un sistema de alcantarillado sanitario son los siguientes:

a) .- Alcantarillas

Son los conductos por los cuales se conduce el agua residual, las partes que se consideran dentro de las alcantarillas son:

a.1).- Albaales

El conducto que recoge las aguas negras de un edificio y las conduce hasta la alcantarilla de la va pblica, se denomina albaal; la parte de este conducto dentro del edificio hasta el paramento exterior del mismo se denomina albaal interior y su prolongacin en la calle hasta su entronque con el conducto de la va pblica se llama albaal exterior. El dimetro mnimo de un albaal es de 15 cm.

a.2).- Atarjeas

Las atarjeas son las alcantarillas localizadas al centro de las calles, las cuales van recogiendo las aportaciones de los albaales. Pueden ser simples o ramificadas; son simples cuando solo reciben desages de las casas y son ramificadas cuando forman una red, en la que unos tramos reciben adems el gasto de otros. El dimetro mnimo de una atarjea es de 30 cm.

a.3).- Colectores

Los colectores son las alcantarillas que reciben las aportaciones de las atarjeas, conduciendo el agua desde la parte ms alta de la localidad hasta su entronque con el emisor. La localizacin de un colector es lo que primero se decide en un proyecto, as como tambin el emisor y la obra de descarga. Los colectores pueden ser simples o ramificados, las ramas se denominan subcolectores.

a.4).- Emisor

Cuando el colector deja de recibir aportaciones de las atarjeas y solo efecta el papel de conductor, se designa con los nombres de colector de descarga, conductor o emisor, queda localizado generalmente fuera de la zona urbana y puede en algunos casos sustituirse por un canal.

a.5).- Conexiones domiciliarias

La conexin de un albaal domiciliario con una atarjea, subcolector o colector, se hace instalando un codo de 45 y un slant. Al conjunto se le designa como conexin domiciliaria.

b) .- Accesorios

Para garantizar el buen funcionamiento hidrulico de las alcantarillas y en general la conservacin de la red en buen estado y en condiciones higinicas, se requieren los siguientes accesorios:

b.1).- Pozos de visita

Los pozos de visita son estructuras en forma de chimenea construidas sobre las tuberas, que tienen su acceso por la superficie de la calle y deben ser suficientemente amplias para dar paso a una persona para que pueda maniobrar en su interior. Su principal funcin es la de facilitar la limpieza de las alcantarillas y dar ventilacin a los conductos. Los pozos de visita se localizan en los cruceros de las calles, en los cambios de direccin, pendiente y dimetro de los conductos y a intervalos no mayores de 100 metros en tuberas hasta de 76 cm de dimetro.

b.2).- Pozo con cada

Los pozos con cada se utilizan cuando es necesario bajar las aguas de nivel en zonas en las que el terreno tiene fuertes pendientes, la cada se logra mediante una tubera vertical adosada a un pozo de visita comn, la atarjea se prolonga hasta el pozo de visita para permitir la inspeccin y limpieza.

b.3).- Sifones invertidos

Los sifones invertidos se proyectan y construyen cuando una tubera se encuentra un obstculo que salvar (estructuras, conductos, viaductos subterrneos, etc.) Estas estructuras deben evitarse hasta donde sea posible, ya que se azolvan fcilmente, adems no deben tener menos de dos conductos con dimetro mnimo de 30 cm.

b.4).- Sitio de Vertido o descarga

El sitio de vertido o descarga, es el lugar en que un colector o emisor entrega el agua negra para su disposicin final. El lugar puede ser un ro, lago, mar o cualquier otro sitio (lo ms recomendable es una planta de tratamiento), debiendo estar localizado lo ms alejado posible de la zona urbana, evitando de esta manera repugnancia a la vista y al olfato; adems, la obra debe quedar protegida contra la corriente y cuerpos flotantes.

c) .- Instalaciones anexas

Existen algunas instalaciones anexas que se utilizan en un sistema de alcantarillado sanitario, entre stas se encuentran las estaciones de bombeo, debiendo evitar hasta donde sea posible su utilizacin, ya que debe buscarse el medio para que las aguas negras escurran por gravedad hasta el sitio de vertido; sin embargo, las condiciones topogrficas de la localidad pueden obligar a proyectar una estacin de bombeo.

d) .- Plantas de tratamiento de aguas negras

Para evitar la contaminacin de las corrientes superficiales, destinadas a diferentes usos, de lagos y aguas marinas dedicadas a balnearios y sitios de recreo y pesca, es indispensable el tratamiento de las aguas residuales, lo cual se logra mediante una planta de tratamiento de aguas negras.

Generalmente debido al costo tan alto de las obras de alcantarillado, la construccin de una planta de tratamiento de aguas residuales se deja para una segunda o tercera etapa de proyecto, lo que obliga que se proyecte una descarga provisional de aguas negras crudas.

2. ALCANTARILLADO PLUVIAL

Las obras que integran un sistema de alcantarillado pluvial son las siguientes:

a) .- Bocas de tormenta

Las bocas de tormenta son estructuras que estn constituidas por una caja que funciona como desarenador y una coladera con su estructura de soporte que permite la entrada del agua.

Las bocas de tormenta que captan el agua de lluvia se localizan a lo largo de las guarniciones de las calles y en forma transversal a stas. El agua que entra por la coladera se decanta por la caja desarenadora, pasando al albaal pluvial.

b) .- Conductos o alcantarillas

Los conductos o alcantarillas que se utilizan en un sistema de alcantarillado pluvial reciben, de acuerdo con su funcin, el nombre de albaales pluviales, interceptores y emisores pluviales, los cuales se describen a continuacin:

b.1).- Albaales pluviales

El agua de lluvia que escurre por las calles de una localidad urbana y que es captada por las bocas de tormenta, se conduce a los interceptores de la red por medio de un conducto denominado albaal pluvial, cuyo dimetro esta en funcin de la coladera por usar.

Generalmente se construyen utilizando tuberas de concreto sin refuerzo de 15 a 45 cm y de concreto reforzado para dimetros de 61 y 76 cm. Se pueden utilizar tuberas de PVC para dimetros de 15, 30 y 35 cm.

La localizacin de los albaales pluviales est supeditada a la mejor ubicacin de las bocas de tormenta y de los interceptores.

b.2).- Interceptores pluviales

Las alcantarillas denominadas interceptores pluviales tienen funciones anlogas a las atarjeas y colectores de un alcantarillado sanitario, recibiendo en el caso de la red pluvial, las aportaciones de los albaales pluviales. El dimetro mnimo de los interceptores es de 30 cm.

Los inteceptores debern quedar localizados en las zonas bajas de la localidad, situndolos en un reducido nmero de tramos de calles para que den servicio a grandes reas. En el resto de tramos de calles (la gran mayora), el agua pluvial escurrir superficialmente.

b.3).- Emisor pluvial.

El emisor pluvial tiene la funcin de conducir el agua que aporta un interceptor o varios, al sitio de vertido o descarga. Puede estar constituido por tuberas de concreto reforzado o un canal cubierto o a cielo abierto, cuyas caractersticas geomtricas dependern del gasto y las condiciones locales de topografa, geotecnia, etc.

En un proyecto, de acuerdo con la topografa e hidrografa de la zona urbana, se pueden tener varios emisores pluviales, dependiendo de los posibles sitios de vertido o descarga ms apropiados que se tengan.

c) .- Accesorios

Para garantizar el buen funcionamiento hidrulico de las alcantarillas y en general la conservacin de la red en buen estado y en condiciones higinicas, se requieren los siguientes accesorios:

c.1).- Pozos de visita

Los pozos de visita que se utilizan para un sistema de alcantarillado pluvial son similares a los utilizados en el alcantarillado sanitario, con la diferencia que en este sistema pueden existir los pozos de visita tipo comn, pozo de visita tipo especial y pozos caja de concreto; su objetivo es el de permitir efectuar labores de inspeccin y limpieza

Los pozos de visita tipo comn son estructuras colocadas sobre las tuberas, a las cuales se tiene acceso desde la superficie de la calle. Sirven para inspeccionar los conductos y facilitar las maniobras de limpieza, sin tener que romper los pavimentos, adems proporcionar ventilacin, cambios de direccin, de pendiente y de dimetro, cuando se requiera. Los pozos de visita tipo comn se utilizan en tuberas hasta de 61 cm de dimetro.

Los pozos de visita tipo comn tienen forma troncnica, suficientemente amplia para dar paso a una persona y permitirle maniobrar en su interior. El piso es una plataforma en la cual se han hecho canales que prolongan los conductos y encauzan sus corrientes de agua, una escalera de peldaos de fierro empotrados en las paredes del pozo, permite el descenso y ascenso del personal que conserva y opera el sistema de alcantarillado. Un brocal de fierro fundido o concreto, protege su entrada en la superficie y una tapa de fierro con rejilla o de concreto cubre su acceso.

Adems de los pozos de visita tipo comn, existen otras estructuras especiales, como son, los pozos de visita tipo especial, diferentes tipos de pozos caja de concreto reforzado y pozos con cada, que se construyen de acuerdo a los dimetros y conexiones con otras tuberas.

c.2).- Estructura de descarga

La estructura de descarga se construye al final del emisor y sus caractersticas estructurales y funcionales dependern del sitio que se elija para el vertido de las aguas pluviales, pudiendo ser una corriente superficial, un depsito natural (lago, laguna, mar), o directamente sobre terrenos.

I.4.- REQUISTOS QUE DEBE SATISFACER

TODA RED DE ALCANTARILLADO

Existen algunos requisitos especficos que deben cumplir las redes de alcantarillado en general, desde el punto de vista de la construccin, operacin y mantenimiento, los cuales se describen a continuacin:

a) .- Localizacin adecuada

Los conductos o alcantarillas de una red se instalan ya sea coincidiendo con los ejes de las calles o a un costado de las guarniciones segn sea el caso, cuando una calle es muy ancha los conductos se localizan prximos a las guarniciones de las banquetas.

La red debe estar constituida por tramos rectos, encauzando las corrientes por el camino ms corto hacia el lugar de vertido, evitando la formacin de contracorrientes

b) .- Seguridad en la eliminacin

La eliminacin de las aguas se debe hacer en forma rpida y sin causar molestias, ni peligros, para lo cual se requiere lo siguiente para alcantarillados sanitarios y/o combinados:

Conductos cerrados para evitar a la vista el repugnante aspecto de las aguas y salvaguardar a la comunidad de malos olores, producto de la putrefaccin de las materias que contienen, evitando de esta manera la insalubridad de la zona, eliminando focos de infeccin

Capacidad suficiente para eliminar en condiciones de seguridad el volumen mximo de las aguas

Conductos impermeables a fin de evitar contaminaciones

Sistema adecuado de ventilacin que evite la acumulacin de gases corrosivos y gases explosivos

c) .- Resistencia adecuada

Los conductos deben resistir los esfuerzos a que estn sujetos, tanto interior como exteriormente, adems, deben resistir lo mejor posible el ataque corrosivo de aguas industriales y de gases

d) .- Facilidad de inspeccin y limpieza

Dado que no es posible que una red de alcantarillado se conserve limpia por si sola, an cuando la velocidad de escurrimiento sea superior a los lmites mnimos, es indispensable una inspeccin y desazolve peridicos para conservar los conductos en las mejores condiciones de funcionamiento hidrulico. Es obligado realizar limpieza preventiva para evitar problemas de taponamientos y/o azolves, por lo menos una vez al ao y antes de la temporada de lluvias.