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Miguel Salaverria Monfort*
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Responsable del Área Hidráulica de IKAUR, Ingenieros y Arquitectos.
Descriptores: Colectores unitarios, Tanques de tormenta, Modelización de una red, Diseño hidráulico
Es por todos conocido que la última década del siglo xx y la primera del xxi serán las décadas del saneamiento en el Estado español. Por un lado, por las necesidades medioambientales que se generan con el aumento del nivel de vida, y por otro, la normativa de la Unión Europea hace que estemos en pleno desarrollo de importantes planes de saneamiento y depuración de las aguas residuales que producimos.
Estos planes suponen, como norma general, la construcción de diversos colectores-interceptores hasta las estaciones de depuración que evitan los actuales vertidos directos a los cauces o litoral, junto con las estaciones de depuración y emisarios submarinos, con el fin de conseguir una calidad de vertido compatible con la calidad final prevista en el medio receptor.
En muchos planes y proyectos de saneamiento existe un tercer elemento a tener en cuenta que puede llegar a tener una importancia económica similar a la del propio interceptor. Nos estamos refiriendo a la remodelación de las redes internas de saneamiento para poder conducir los vertidos de forma adecuada en cantidad y calidad hasta el propio interceptor.
Por lo tanto, un proyecto global de saneamiento tiene como elementos fundamentales los siguientes:
— Remodelación de la red actual de saneamiento.
— Interceptor.
— Estación de depuración.
— Vertido al medio receptor.
En este artículo nos vamos a centrar en el primer y segundo puntos, en la relación entre ellos y con el diseño de la estación de depuración, pero sin olvidar una máxima de todo plan de saneamiento, que consiste en que la contaminación vertida por la totalidad del sistema sea mínima.
Es decir, que no sólo es necesario que la estación de depuración funcione dentro de los límites establecidos, sino que el resto de elementos, tales como tanques, aliviaderos de tormentas o vertidos de redes de pluviales separativas, produzca también una contaminación mínima y asimilable por el medio receptor.
Redes unitarias-redes separativas
A la hora de realizar un plan de saneamiento, y sobre todo cuando se estudia la remodelación de las redes existentes o se planifican redes nuevas, el gran dilema que siempre se plantea es si el esquema debe ser unitario o separativo. Es una discusión que sigue estando abierta, y así, en el último «ifat» (mayo de 1993; Munich) se realizaron unas jornadas técnicas sobre este tema. En dichas jornadas, en las que participaron especialistas alemanes, holandeses e ingleses, se discutían las ventajas e inconvenientes de ambos sistemas. Así, a modo de ejemplo, en una ciudad alemana de unos 100.000 habitantes tardaron más de dos años en conseguir una red separativa; y preguntado al responsable del proyecto si haría de nuevo una red separativa, su respuesta fue un claro no.
En principio parece que la red separativa tiene ventajas:
— Sólo se transporta el caudal de agua residual hasta la depuradora, lo que disminuye diámetros.
— La depuradora trabaja con unas variaciones de cargas contaminantes mínimas.
— El volumen de tratamiento es mínimo.
Ahora bien, a pesar de todas estas ventajas, que desde luego tiene el sistema separativo, existen también inconvenientes:
— El control de vertido debe ser mucho mayor para evitar que existan acometidas mal realizadas. Nuestra experiencia es que muchas redes separativas tienen siempre acometidas de pluviales en la red de aguas residuales, y al revés.
— La redes pluviales pueden producir importantes contaminaciones, sobre todo durante las primeras lluvias. Así, en la tabla 1 se presentan unos valores característicos de un vertido de aguas pluviales en un cauce en comparación con los vertidos de agua residual con y sin depuración.
Se puede comprobar que la contaminación se centra en una gran concentración de sólidos en suspensión, demanda química de oxígeno (dqo) y trazas de metales pesados.
Esta contaminación suele ser de corta duración, pero en algunos parámetros varias veces superior al vertido de la propia estación de depuración y del orden de un vertido directo residual sin depurar.
Además este efecto es notorio durante las tormentas estivales, cuando por los cauces naturales discurren los caudales de estiaje. La relación de caudales que puede existir entre el vertido y el estiaje del cauce receptor marca la capacidad de recepción de dicho vertido por el medio natural.
La tendencia mundial en este sentido pasa por que dicha agua pluvial sufra una decantación antes de su vertido, lo que trae consigo la necesidad de eliminación de fangos.
— El coste del sistema separativo es, como norma general, superior al del sistema unitario, ya que obliga en muchas zonas a doblar los metros lineales de colectores a colocar.
— Y como se ha comentado, la posibilidad de realizar un verdadero sistema separativo en una zona ya construida es muy difícil, muy caro y con resultados raramente eficientes, ya que existen numerosos tejados y patios interiores de viviendas para cuya separación es necesario actuar en los interiores de las propias viviendas, lo que resulta muchas veces inabordable. Además, si nos fijamos en un centro urbano, la superficie de tejados y patios suele ser muy superior a la de viales, por lo que, desde el punto de vista de funcionamiento de la red de alcantarillado, muy pocas ventajas se obtienen separando las aguas pluviales de los viales si no se actúa en los tejados y patios interiores.
Por tanto, la posibilidad de mantener un sistema de colectores urbanos unitarios es una opción real y muchas veces la única que puede ser acometida dentro de una economía global de la solución.
En este artículo nos vamos a centrar en el estudio de los colectores unitarios urbanos, su diseño y sus sistemas de regulación y la problemática que plantea.
De acuerdo con lo comentado anteriormente, los colectores unitarios urbanos reciben por un lado las aguas residuales urbanas y por otro las aguas pluviales que se producen con las escorrentías también urbanas.
El primer concepto que es necesario indicar es el carácter urbano de las aguas pluviales. Una de las razones de más peso que puede llevarnos a la decisión de escoger un sistema unitario se basa en la carga contaminante que vierte una red de pluviales de tipo separativo, tal y como se ha visto anteriormente. Esta carga contaminante se produce sólo en las cuencas urbanas. En la tabla 2 se presentan los valores medios encontrados en una cuenca urbana y en una cuenca de características rurales.
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De acuerdo con dicha tabla, la carga pluvial de cuencas rurales es similar o inferior al vertido de una estación de depuración, y por lo tanto nunca conviene llevar este tipo de agua pluvial hacia la estación de depuración.
Por consiguiente, al hablar de un sistema unitario urbano suponemos que se han separado las cuencas extraurbanas conduciéndolas directamente a los cauces. Según ello, este sistema de colectores requiere siempre una separación en las redes de pluviales, dejando siempre fuera de la red urbana el drenaje extraurbano.
La característica más importante de este sistema de colectores está en la variación de caudal. Existirá un caudal en tiempo seco que será, normalmente, muy inferior al caudal en tiempo de lluvia.
Según datos del País Vasco, y teniendo en cuenta que nos referimos a una zona muy lluviosa, con precipitaciones medias superiores a los 1.000 mm al año, el número de horas de lluvia es del orden del 8% de la totalidad de horas anuales.
Además, por modelizaciones efectuadas en nuestra ingeniería, una red de saneamiento para una población del orden de 50.000 habitantes se vacía en un período de una hora después de finalizada la lluvia.
Por lo tanto, y partiendo del orden de 200 eventos lluviosos que producen escorrentía al año, el porcentaje de horas en que existe variación de caudal respecto al tiempo seco se limita al 10% de las horas anuales.
De acuerdo con ello, una estación de depuración, suponiendo valores medios hiperanuales, recibirá el caudal en tiempo seco durante el 90% de las horas anuales. Durante el otro 10% de las horas el caudal variará en función de la intensidad y duración del fenómeno lluvioso.
Este dato es aplicable a una zona de alta precipitación como es la cuenca Norte del País Vasco. En otras zonas más secas del Estado español el número de horas de tiempo seco será superior.
Otra característica de este tipo de colectores está producida por la propia variación de caudal. Normalmente, sobre todo en colectores con pendientes inferiores al 1%, el caudal mínimo en tiempo seco no consigue pasar el umbral de autolimpieza, produciéndose sedimentaciones en los tubos. Las variaciones diurnas de estos caudales en tiempo seco producen una autolimpieza pero no impiden que sigan existiendo sedimentos.
Cuando se produce una verdadera autolimpieza es con el comienzo de un episodio lluvioso. El calado aumenta rápidamente, aumentando paralelamente la velocidad, lo que permite arrastrar las partículas depositadas en los tubos.
Además, estas primeras lluvias llevan implícitas una fuerte contaminación, debido al lavado de viales y tejados que se produce, lo que supone, teniendo en cuenta el proceso de lavado de tubos, una muy fuerte contaminación inicial (Fig.1).
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Fig. 1. Contaminación producida por las primeras lluvias. |
Por tanto, es necesario que estas primeras lluvias sean siempre llevadas a la estación de depuración y nunca sean vertidas a un cauce receptor.
La redes unitarias tienen unas características de diseño comunes a cualquier red de colectores, pero presentan algunos elementos de interés característicos de este tipo de redes, como son la regulación de caudal, tanques de tormenta y tanques de tormenta en estaciones de bombeo. A continuación vamos a realizar una revisión general a los diseños de este tipo de redes.
Los caudales máximos de diseño dependen de si el colector está aguas arriba o aguas abajo de una estructura de regulación y alivio. Aguas arriba de esta estructura su diseño vendrá condicionado por el caudal en tiempo seco (en general pequeño) más el caudal de lluvia producido en la cuenca urbana.
En general, en el norte de España la lluvia de proyecto se asocia a un período de retorno de 10 años y se calcula para que las tuberías no entren en carga. Ahora bien, desde el mes de abril de 1993 existe un primer proyecto de norma europea EN-752-Parte 4 que fija, según la zona de que se trate, los períodos de retorno que aparecen en la tabla 3.
Por lo tanto, esta norma nos fija un criterio para el cálculo de la red sin entrar en carga las tuberías, pero obliga también a calcular la capacidad de la red puesta en carga pero sin inundar la urbanización. Indudablemente, esto en principio sólo se puede realizar aplicando modelos matemáticos de simulación de redes. Es decir, la norma induce a la aplicación de estos modelos para el diseño de los colectores a caudales máximos.
En cuanto al caudal de aguas negras, en general viene definido por una dotación por habitante y día. Dado que este concepto se va a usar posteriormente, conviene profundizar en él.
Hoy día en España no parece existir un concepto claro a este respecto y cada Administración u organismo competente impone su criterio. En la tabla 4 se exponen diversos valores empleados en el norte de España y, de acuerdo con la norma EN-752-Parte 4, en otros países europeos.
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Como se puede apreciar, parece que los valores lógicos de dotación están en 150 litros por habitante y día para los caudales actuales y entre 200 y 250 para el futuro. Valores superiores, si bien no suelen influir en el diseño de los colectores antes de las estructuras de control y alivio, tienen importancia para el diseño de las estructuras de control, interceptores situados aguas abajo y de la propia edar (estación depuradora de aguas residuales), ya que pueden aumentar los caudales de diseño de dichos elementos de manera innecesaria.
Aparte del caudal pluvial y el caudal residual urbano, es necesario contabilizar el caudal industrial y el caudal de infiltración, si bien en este artículo no vamos a entrar en ellos.
Por lo tanto, hemos visto el diseño de colectores para caudales máximos, pero conviene realizar otras dos comprobaciones antes de aceptar dicho diseño. Nos estamos refiriendo a la comprobación de autolimpieza y al estudio de corrosión por sulfhídrico, sobre todo si trabajamos con tuberías de hormigón.
Sobre las condiciones de autolimpieza de colectores existe bastante bibliografía, pero en este artículo nos vamos a centrar en analizar tres referencias. En primer lugar está el proyecto de norma europea EN-752, titulada «Red de saneamiento exterior a los edificios», en su parte 4, dedicada a la concepción hidráulica y medioambiental de los colectores. Dicha norma marca un criterio para colectores de diámetro nominal igual o inferior a 300 mm, pero para colectores mayores indica que serán las administraciones locales las que indiquen el criterio.
En segundo lugar conviene citar el criterio americano recogido en el manual del Asce nº 60. En dicha publicación se propone una fórmula de autolimpieza (fórmula de Shields) que depende del tamaño de la partícula y del tipo de material (arena o arcilla). Esta fórmula, que calcula cuál es la velocidad mínima que transporta a sección llena una partícula de ciertas características, puede ser aplicada posteriormente a cualquier grado de llenado de la tubería mediante unas tablas de conversión.
En tercer lugar conviene citar la norma ATV-110 alemana. Los alemanes proponen una velocidad mínima en función del esfuerzo rasante que es capaz de realizar el agua para arrastrar las partículas sólidas y definen una velocidad crítica en función del calado que como mínimo debe llevar el agua para cumplir la condición de autolimpieza.
En la tabla 5 se indica la velocidad crítica correspondiente a un calado igual al 50% del diámetro de la tubería.
Si queremos emplear este cálculo para diferentes grados de llenado de la tubería es necesario multiplicar la velocidad crítica al 50% por un coeficiente que presenta los valores que aparecen en la tabla 6.
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Según experiencias propias, la fórmula de la ATV-110 es más restrictiva que la del manual del Asce nº 60, y además, datos concretos obtenidos en la edar de Azpeitia (Gipuzkoa), en donde la contaminación de llegada producida por la primera lluvia es muy importante, nos hacen pensar que la fórmula de Shields no produce el efecto deseado.
En cuanto al estudio de corrosión por sulfhídrico, podemos indicar que depende del caudal mínimo, temperatura del agua residual y pendiente del colector. En este artículo no vamos a entrar en detalles del cálculo para evaluar la posible generación de sulfhídrico, si bien conviene comentar que aplicando la fórmula de Shields para el cálculo de autolimpieza y la ecuación de Pomeroy-Parkhurst para predecir los niveles de sulfhídrico, se dan casos en que, cumpliendo la condición de autolimpieza, se detectan importantes niveles de sulfhídrico. Esto no sucede empleando la metodología alemana para el cálculo de autolimpieza, que asegura bajos niveles de sulfhídrico en las tuberías para las temperaturas de agua residual del norte de España.
El diseño de los sistemas unitarios urbanos implica colocar intercaladas en la red unas estructuras de control que limitan el caudal de paso hacia la estación de depuración vertiendo por medio de un aliviadero el sobrante de agua al medio receptor. Estas estructuras se denominan aliviaderos cuando no tienen capacidad de almacenamiento, y tanques de tormenta cuando pueden almacenar agua del sistema unitario.
Los aliviaderos de tormentas, al no tener ninguna capacidad de almacenamiento, no son capaces de controlar la contaminación que se produce con las primeras lluvias, contaminando de forma importante el medio receptor, salvo que el caudal de paso hacia la estación de depuración sea muy importante, lo que es claramente irrentable.
Por lo tanto, los aliviaderos de tormenta son, en nuestra opinión, unas estructuras que pueden producir importante contaminación en el medio receptor, por lo que, salvo casos excepcionales, no deberían colocarse en los sistemas unitarios urbanos, debiendo tener un volumen de retención y convirtiéndose así en lo que hemos denominado tanques de tormenta en este artículo.
Una vez aclarado este concepto, nos vamos a centrar en el diseño de los tanques de tormenta.
En primer lugar debemos hablar de su implantación. Los tanques de tormenta deberían colocarse siempre en paralelo. Es decir, que no es aconsejable mezclar aguas que han pasado por un tanque de tormenta con aguas unitarias no controladas.
En la figura 2 se indican dos posibles emplazamientos de tanques de tormenta. El primero debe ser evitado porque aumenta el grado de dilución del agua residual, mientras que el segundo es el más recomendable, ya que el grado de dilución de la contaminación se mantiene constante y el control de caudales es adecuado. De aquí nace el concepto de interceptor general, que es el colector que recibe los vertidos de los tanques de tormenta y los traslada hasta la estación de depuración.
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Fig. 2. Los dos posibles emplazamientos de los tanques de tormenta. |
El siguiente punto que vamos a estudiar es el del volumen del tanque de tormenta. Este volumen depende inicialmente del caudal de salida hacia el interceptor general, de la pluviometría de la zona y del número de vertidos que permitamos en el medio receptor.
En cuanto al caudal de salida hacia la estación de depuración, existen dos teorías bastante diferenciadas. En primer lugar está la teoría inglesa señalada en su British Standard 8005, en que define un caudal dado por la siguiente fórmula:
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Es decir, que sobre la base de una dotación de 250 litros por habitante y día permite una dilución del orden de 5,5 a 1.
Esta fórmula es similar a la usada en el norte de España (Confederación Hidrográfica del Norte) de 20 l/s por cada 1.000 habitantes.
La fórmula inglesa se empleó en Liverpool por primera vez en los años cincuenta. Supone llevar un importante caudal hacia la depuradora, lo que permite disminuir el volumen de retención de los tanques de tormenta. En general crea problemas a la entrada de la estación de depuración, ya que obliga a que el tratamiento primario se diseñe para estos caudales, mientras que el secundario se suele diseñar para el caudal punta en tiempo seco, del orden de 2 a 2,5 veces el caudal medio en tiempo seco.
Por lo tanto, este criterio obliga a grandes diámetros en los interceptores, importantes caudales de diseño en el pretratamiento y decantación primaria, importante obra de bombeo a la entrada de la planta y a pequeños volúmenes de retención en los tanques de tormenta.
Por otro lado está el modelo alemán definido en su última normativa ATV-128 «Standards for the dimensioning and design of stormwater overflows in combined waterwater sewers» (abril 1992). Esta norma tiene como base una filosofía totalmente opuesta a la inglesa, y es que por el interceptor va exclusivamente el agua que puede ser tratada a lo largo de la estación de depuración, tanto en el primario como en el secundario. El caudal de diseño de la estación de depuración y, por tanto, del interceptor viene dado por la fórmula:
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Si comparamos ambas fórmulas (inglesa y alemana) para diferentes poblaciones, suponiendo una dotación del orden de 250 litros por habitante y día y sin vertidos industriales, podemos establecer la tabla 7.
Por tanto, la metodología alemana nos permite llevar por el interceptor caudales en 1,5 a 2 veces inferiores a los de la norma inglesa, con el consiguiente ahorro en colectores y tratamiento en la depuración.
Ahora bien, si comparamos estos caudales con el diseño de una estación de depuración, suponiendo que el biológico lo dimensionamos para 2,5, el caudal medio en tiempo seco, podemos realizar la tabla comparativa 8.
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Por lo tanto, la norma alemana obliga a aumentar algo el tratamiento secundario respecto a otras normas, pero comporta un importante ahorro en colectores y pretratamiento–tratamiento primario.
La pluviometría es una característica física que conviene tener en cuenta a la hora del diseño de los tanques, con el fin de definir las características de los mismos. En una zona lluviosa, como puede ser el norte de España, la importancia del lavado que se produce con las primeras lluvias en un sistema unitario es menor que en una zona seca, en donde existen largos períodos de tiempo sin llover. De todas formas, la importancia de la lluvia sólo se puede cuantificar mediante el empleo de modelos con estudios de períodos de lluvia reales.
En cuanto al volumen del tanque de tormenta, podemos indicar que existe un criterio generalizado de que este volumen sea capaz de retener la contaminación producida por la primera lluvia como mínimo. En este sentido se inclinan la norma British Standard y los criterios de diseño de colectores de la Confederación Hidrográfica del Norte. Así, se señala que este volumen corresponde al necesario para que una lluvia de 20 minutos de duración y con una intensidad de 10 litros por segundo y hectárea no produzca vertidos por el aliviadero de tormentas.
La norma alemana varía este valor de 10 l/s y ha por un abanico entre 7,5 y 15 l/s y ha impermeable que varía en función del tiempo de concentración de la cuenca. Para tiempos de concentración inferiores a 120 minutos, la lluvia crítica viene dada por la fórmula:
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Pero además de este volumen mínimo que consigue evitar la contaminación producida por la primera lluvia, si se quiere reducir el caudal que va hacia la estación de depuración es necesario ampliar la capacidad del tanque de tormenta. Para conocer este nuevo volumen, la norma ATV-128 marca una metodología basada en el principio de que la contaminación vertida por el tanque de tormenta más la vertida por la estación de depuración correspondiente al caudal de lluvias no debe ser superior a la contaminación producida por un sistema separativo de agua pluvial, a nivel de valores medios anuales.
Con base en esta hipótesis se desarrolla un método de cálculo que depende de la relación entre el caudal medio anual de alivio de un tanque de tormenta y el caudal medio en tiempo seco. Es decir, de la contaminación que pueda traspasar el caudal de agua residual al caudal de agua pluvial durante una lluvia. El volumen de un tanque de tormenta así calculado oscila entre un mínimo del orden de 5 m3/ha impermeable hasta un máximo de 40 m3/ha impermeable. Un valor normal oscila entre 15 y 20 m3/ha impermeable.
Tipología de tanques de tormenta
A nivel tipológico, de los tanques de tormenta es necesario realizar dos grandes grupos. Uno lo forman los tanques en línea y el otro los tanques en paralelo.
Se denomina un tanque en línea cuando el tanque se coloca como un elemento situado a continuación del colector (Fig. 3). En cambio, en paralelo, cuando el tanque es un elemento exterior a la red de colectores, conectado a ellos mediante un aliviadero de control.
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Fig. 3. Disposición de los tanques de tormenta en línea (izquierda) y en paralelo. |
En las figuras 4 y 5 se presenta un ejemplo real de ambos tipos de tanques. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes, tanto si se dimensionan para retener la contaminación de la primera lluvia como si se dimensionan con capacidad de decantación de acuerdo con la norma ATV-128.
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Fig. 4. Ejemplo real de tanque de tormenta en línea. |
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Fig. 5. Ejemplo real de tanque de tormenta en paralelo. |
El tanque en serie o en línea es, en general, más económico y el flujo sigue la dirección lógica del colector. En cambio presenta el inconveniente de que en caso de lluvias de intensidad baja toda la superficie del tanque entra en funcionamiento, produciéndose sedimentaciones que es necesario evitar, bien con una limpieza manual o automática.
En cambio, el tanque en paralelo tiene mucho mejor resuelto este problema, ya que para pequeñas lluvias la superficie mojada se reduce de forma importante y, por tanto, no es necesario sistema de limpieza en esta cámara.
La cámara de mayor volumen, donde está el verdadero volumen de retención, tiene que estar dotada de un sistema de limpieza automática.
La elección de una tipología u otra de tanque depende de la importancia del tanque (volumen a retener) y de las posibilidades de ubicación de ambas opciones.
Equipamiento de los tanques de tormenta
Los tanques de tormenta deben estar provistos de unos equipos que permitan, como mínimo, la regulación del caudal que va hacia el interceptor general y estación de depuración, la limpieza del tanque y las barreras anti-flotantes.
La regulación del caudal que va hacia la estación de depuración se realiza mediante una serie de válvulas o mecanismos cuyo diseño varía en función del caudal a regular. La base del diseño de estos elementos está en que en todos los casos la apertura mínima debe ser superior a 20 cm (ATV-128).
De acuerdo con nuestra experiencia en el diseño y construcción de tanques de tormenta para caudales entre 20 y 100 l/s, la válvula que mejor se adapta es la válvula vortex, cuya forma se observa en la figura 6 y su curva de gasto en la figura 7.
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Fig. 6. Válvula vortex. |
Fig. 7. Curva de gasto de la válvula vortex. |
Esta válvula, una vez que funciona en torbellino, tiene una curva caudal–altura muy vertical, lo que significa que el caudal de salida hacia la estación de depuración varía poco con el grado de llenado del tanque de tormenta.
Para caudales inferiores a 20 l/s los diámetros de apertura de paso de cualquier solución son inferiores a los 20 cm, por lo que, en nuestra opinión, no se deberían proyectar caudales de paso hacia el interceptor y estación de depuración inferiores a los 20 l/s.
Para caudales superiores a 100 l/s parece conveniente colocar una compuerta mural con paso superior a 20 cm, tal y como se puede apreciar en la figura 8. Esta compuerta conviene colocarla en el lado del tanque, para que la presión del agua tienda a comprimirla contra la pared y evitar así infiltraciones.
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Fig. 8. Compuerta mural. |
En cuanto a mecanismos de limpieza, vamos a indicar en este artículo también dos. En primer lugar está el volteador. Este sistema, que aparece en la figura 9, se llena de agua, ya sea del propio colector mediante bombeo o bien de una red de agua limpia. Una vez lleno, y por el efecto del cambio del centro de gravedad que se produce mientras se llena, se vacía de golpe, produciendo una ola que limpia el tanque. El sistema es sencillo, seguro, pero requiere unas características de diseño específicas en cuanto a capacidad, pendiente, volumen de cuneta, etc. Actúa, igual que el otro sistema que se indica a continuación, sobre sedimento fresco, es decir, se debe poner en marcha y limpiar el tanque cada vez que se produce un llenado del mismo.
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Fig. 9. Sistema de limpieza mediante un depósito volteador. |
El segundo sistema se basa en una bomba sumergida que aspira aire y agua a la vez y los lanza a gran velocidad, produciendo un barrido en la solera. Este sistema aparece en la figura 10. Tiene el inconveniente de requerir una potencia eléctrica importante, pero el resultado final es también adecuado al fin propuesto.
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Fig. 10. Sistema de limpieza mediante bomba sumergida. |
Para evitar que los sólidos flotantes salgan de la red de saneamiento y vayan a los cauces es necesario colocar en la zona de alivio un sistema de retención de sólidos. Este sistema puede ser una reja que mantenga los flotantes mientras el agua alivia, y de modo que cuando el caudal descienda el flotante se dirija hacia el interceptor. Otra posibilidad sería colocar un deflector alrededor del aliviadero, suficientemente sumergido en el agua en el momento del alivio, de forma que impida la llegada de flotantes por la velocidad del agua hacia el vertedero.
Con todos los criterios aquí expuestos se calculó la red de saneamiento de los municipios de Legazpi, Urretxu y Zumárraga (Gipuzkoa), proyectándose un interceptor general entre ellos con una estación de depuración conjunta. El esquema del saneamiento aparece en la figura 11.
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Fig. 11. Esquema del saneamiento de los municipios de Legazpi, Urretxu y Zumárraga. |
De acuerdo con este esquema de saneamiento se ha modelizado la red proyectada con el modelo mouse del Danish Hydraulic Institute, y se ha estudiado su funcionamiento durante tres años (1990-1992) con lluvias reales con intervalos de medición de 10 minutos.
Se ha calculado el volumen y la carga contaminante vertidos por cada tanque de tormenta y se ha comparado con el vertido real de la estación de depuración. Los resultados aparecen en la tabla 9.
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De acuerdo con ello, podemos ver que la contaminación más importante la produce la propia depuradora y que los tanques de tormenta producen una contaminación residual, de acuerdo con el proceso de diseño aquí señalado.
