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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

ESTUDIOS PRELIMINARES Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

PARA LA PARROQUIA “LA VILLEGAS” PERTENECIENTE AL CANTÓN LA

CONCORDIA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

AUTOR: NADIA GEOVANNA VILLAMARÍN CASTRO

TUTOR: ING. BOLIVAR NAPOLEÓN LATORRE ALMENDARIZ

QUITO - ECUADOR

2015

ii

DEDICATORIA

A Dios: por siempre estar en los buenos momentos y ayudarme a superar todos

esos momentos difíciles.

A mi Madre: a quien nunca existirán palabras para expresar mi infinita gratitud y

por haber contado con ella en todo momento.

A mi Padre: por haber sido el pilar fundamental en mi carrera estudiantil.

A mis hermanos y sobrinos: Mónica, Silvia, Luis, Patricio, Carolina, Victoria,

Alexis, Fernando, Esteban y Ronaldo, por poder contar con ellos siempre, en los

buenos y malos momentos

A Michael: por brindarme su cariño, paciencia, amistad, su apoyo incondicional

y darme siempre las palabras de aliento que necesitaba.

Y a los verdaderos amigos: que han sido impulsadores para llegar a este

momento.

iii

AGRADECIMIENTO

A la Universidad Central del Ecuador en la cual recibí la formación y preparación

de parte de mis profesores que me servirá para desempeñarme de la mejor forma

en la profesión de Ingeniera Civil.

A los ingenieros: Ing. Bolívar Latorre e Ing. Stalin Rojas por su incondicional

apoyo y valiosa asesoría en la realización del presente trabajo de graduación.

A mi madre y a mi padre, sin los cuales no hubiese sido posible alcanzar esta

meta.

A los amigos: Sindy, Fernando, Danilo, Anthony y Michael que hicieron posible

este proyecto, siempre estuvieron prestos a apoyarme cuando necesitaba.

GRACIAS.

“QUE DIOS LOS BENDIGA SIEMPRE”

ix

CONTENIDO

PORTADA……………………………….…………………………………………….…………..i

DEDICATORIA…………………………………………………………………………..…….…ii

AGRADECIMIENTO…………………………………………………………...............………iii

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL……………………….…………..……iv

CERTIFICADO DEL TUTOR……………………………..…………………………………….v

INFORME DEL TUTOR………………..………………………………………….…..…….....vi

RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN………………….....………...............viii

CONTENIDO……………………………………………………………..……………..….…...ix

LISTA DE TABLAS……………………………………………...………..……………….......xvi

LISTA DE GRÁFICOS………………………………………………………….…………….xvii

LISTA DE ANEXOS…………………………………...………………………………….….xviii

LISTA DE PLANOS…………………………………………...…………………………….….xx

RESUMEN………………..…………………………………...…………………………...….xxi

ABSTRACT……….…………………………………………...…………….……………......xxii

CAPITULO UNO

1. MARCO LEGAL 1.1 Constitución del Ecuador 1.2 Código orgánico de organización territorial autonomías y descentralización 1.3 Ley de gestión ambiental 1.4 Texto unificado de legislación ambiental secundaria del ministerio de ambiente 1.5 Acuerdo ministerial 068 1.6 Ordenamiento municipal CAPITULO DOS 2 ESTUDIOS PRELIMINARES 2.1 Aspectos Históricos 2.2 Aspectos Físicos Generales 2.2.1 Localización

x

2.2.2 Extensión Territorial 2.2.3 Levantamiento Topográfico y Mapas 2.3 Servicios Básicos 2.3.1 Vías de Acceso 2.3.2 Infraestructura 2.3.3 Rutas 2.3.4 Puentes 2.3.5 Drenajes 2.3.6 Centros Educativos 2.3.6.1 Establecimientos a Nivel Superior 2.3.6.2 Establecimientos a Nivel de Bachillerato 2.3.6.1 Establecimientos a Nivel de Educación General Básica 2.3.6.1 Establecimientos a Nivel Inicial 2.3.7 Centros de Salud 2.4 Descripción de Aspectos Socio – Económicos 2.4.1 Actividad Económica 2.4.2 Vivienda 2.4.3 Población 2.5 Aspectos Sanitarios 2.5.1 Sistemas Actuales de Suministro de Agua para Consumo Humano 2.5.1.1 Planta de agua potable 2.5.1.2 Conducción 2.5.1.3 Tanque elevado 2.5.1.4 Red de distribución 2.5.1.5 Conexiones domiciliarias 2.5.2 Formas de Eliminación de Excretas y Orines en la Actualidad 2.5.1.3 Tanque elevado 2.5.1.4 Red de distribución 2.5.1.5 Conexiones domiciliarias 2.5.2 Formas de Eliminación de Excretas y Orines en la Actualidad 2.5.3 Formas de Eliminación de Desechos Sólidos 2.5.4 Infraestructura eléctrica existente en la zona de incidencia del proyecto. CAPITULO TRES

3 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 3.1 Situación Actual 3.2 Tipo de Drenaje CAPITULO CUATRO

4 NORMAS DE DISEÑO 4.1 Periodo de Diseño 4.2 Secciones y Pendientes

xi

4.2.1 Pendientes mínimas 4.2.2 Pendientes máximas 4.3 Diámetros mínimos 4.3.1 Secciones tipo de alcantarillas 4.3.2 Materiales para tuberías 4.3.2.1 Tubos de concreto 4.3.2.2 Tubos de concreto armado 4.3.2.3 Tubos de cloruro de polivinilo (P.V.C.) 4.3.3 Volumen de Excavación 4.4 Comportamiento Hidráulico de la Sección 4.4.1 Hidráulica de Tubo Lleno 4.4.2 Hidráulica de Tubo Parcialmente Lleno 4.5 Principios de Hidráulica en Cálculos de Desagües 4.6 Velocidades Máximas y Mínimas 4.6.1 Velocidades Mínimas 4.6.2 Velocidades Máximas 4.7 Profundidad y Separación de las Tuberías 4.8 Partes de un Sistema de Desagüe 4.8.1 Pozos de visita 4.8.1.1 Especificaciones para Pozos de Visita 4.8.1.2 Procedimientos constructivos de pozos de visita 4.9 Conexiones Domiciliarias 4.9.1 Caja de Revisión 4.9.2 Tubería Secundaria 4.9.3 Procedimiento Constructivo de las conexiones domiciliares 4.10 Tragantes 4.11 Desfogue 4.12 Tanque o Fosa Séptica 4.13 Especificaciones Generales de Construcción CAPITULO CINCO

5 ESTUDIOS DE POBLACION 5.1 Población de Diseño 5.2 Métodos de estimación de la Población Futura 5.2.1 Crecimiento lineal 5.2.2 Crecimiento geométrico 5.2.3 Crecimiento logarítmico 5.3 Población Adoptada para el Diseño 5.3.1 Índice de Crecimiento 5.3.1.1 Determinación del Índice de Crecimiento 5.3.1.2 Determinación de la Población Futura 5.4 Población de Diseño 5.4.1 Población Flotante

xii

CAPITULO SEIS 6 DISEÑO HIDRAÚLICO DE LA RED DE ALCANTARILLADO 6.1 Consideraciones Básica para el diseño 6.1.1 Levantamiento Topográfico 6.1.2 Perfiles 6.1.3 Plano con Tipo de Superficie 6.1.4 Plano con Curvas de Nivel 6.1.5 Ubicación de Red y Pozos 6.1.6 Determinación de Áreas Tributarias 6.1.7 Determinación del Sentido de Flujo 6.1.8 Dotación y Consumo 6.1.8.1 Dotación 6.1.8.2 Consumo 6.1.8.2.1 Tipos de Consumo 6.2 Cálculo del Caudal de diseño acumulado 6.2.1 Caudal de Aguas Residuales Domesticas: 6.2.1.1 Coeficiente de Retorno 6.2.1.2 Consumo de Agua Potable 6.2.1.3 Densidad de Población 6.2.1.4 Áreas de Drenaje 6.2.1.5 Población 6.2.2 Caudal de Aguas Residuales Industriales 6.2.3 Caudal de Aguas Residuales Comerciales 6.2.4 Caudal de Aguas Residuales Institucionales 6.2.5 Caudal Medio Diario de Aguas Residuales 6.2.6 Caudal Máximo Horario 6.2.6.1 Factor de Mayoración (F): 6.2.7 Caudal de Aguas de Infiltración 6.2.8 Caudal de Conexiones Erradas 6.2.9 Caudal de diseño de los t ramos 6.3 Ejercicio de Aplicación 6.3.1 Área de drenaje 6.3.2 Aporte Medio Diario de Aguas Residuales 6.3.3 Caudal Medio Diario de Aguas Residuales 6.3.4 Caudal Máximo Horario de Aguas Residuales

6.3.5 Caudal de Infiltración 6.3.6 Caudal de Conexiones Erradas 6.3.7 Caudal de Diseño 6.4 Cálculo Hidrául ico de la Red de Colectores CAPITULO SIETE

xiii

7 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 7.1 Aguas residuales o Aguas negras 7.1.1 Apariencia de las Aguas negras 7.1.2 Composición de las Aguas Negras 7.1.3 Composición Biológica de las Aguas Negras 7.1.4 Bioquímica de las Aguas Negras 7.2 Propuestas de Tratamiento de Aguas Residuales aplicables a este caso específico. 7.2.1 Tipos de Tratamiento 7.2.1.1 Tratamiento Primario 7.2.1.2 Tratamiento Secundario 7.2.1.3 Tratamiento Avanzado 7.2.1.4 Desinfección 7.3 Tipo de Tratamiento a utilizar 7.3.1 LAGUNA DE OXIDACION O ESTABILIZACION. 7.3.1.1 Proceso de Tratamiento 7.3.1.2 Consideraciones para el diseño de las Lagunas de Oxidación 7.3.1.3 Elementos del Tipo de Tratamiento a utilizar 7.3.1.3.1 Ecología de las Algas 7.3.1.3.2 Iluminación 7.3.1.3.3 Temperatura 7.3.1.3.4 Nutrientes 7.3.1.3.5 Evaporación 7.3.1.3.6 Viento 7.3.1.3.7 Aeración 7.3.1.3.8 Percolación 7.3.1.3.9 Mecanismo Bacterial 7.3.1.4 Procesos de Estabilización 7.3.1.4.1 Proceso Aeróbico 7.3.1.4.2 Proceso Anaeróbico 7.3.1.4.3 Aspectos Teóricos de la Estabilización Biológica 7.3.1.5 Tipos de Lagunas 7.3.1.6 Alternativa Escogida 7.3.1.6.1 Proceso de Tratamiento en una Laguna Facultativa 7.3.1.6.2 Consideraciones para el diseño de una Laguna Facultativa - Parámetros de cálculo

a) Área b) Tiempo c) Concentración Promedio de Desecho

7.3.1.6.3 Bases de Diseño a) Carga Orgánica b) Período de Diseño c) Tasa de Trabajo d) Profundidad de la laguna e) Población futura

xiv

f) Caudal de diseño 7.3.1.6.4 Cálculo y Diseño de la Laguna de Estabilización Facultativa 7.3.1.6.5 Ubicación de la Planta de tratamiento Propuesta 7.3.2 Tratamiento del agua residual para la zona excluida 7.3.2.1 FOSA O TANQUE SÉPTICO 7.3.2.2 Componentes del Tanque Séptico 7.3.2.2.1 Cámara de Pulimentos 7.3.2.2.2 Cámara de aguas tratadas 7.3.2.3 Funcionamiento del Tanque Séptico 7.3.2.4 Bases de Diseño 7.3.2.5 Diseño de la Fosa Séptica

7.3.2.5.1 Diseño de la Fosa Séptica 1

7.3.2.6 Ubicación de las Fosas sépticas CAPITULO OCHO

8 EVALUACION AMBIENTAL DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PROPUESTO 8.1 Generalidades 8.2 Diagnostico Ambiental del Área del Proyecto 8.2.1 Características Físicas 8.2.1.1 Orografía 8.2.1.2 Clima 8.2.1.3 Pluviosidad 8.2.1.4 Humedad Relativa 8.2.1.5 Recursos Hídricos 8.2.1.6 Aire 8.2.1.7 Suelo 8.2.1.8 Agua 8.2.1.9 Niveles de Ruido 8.2.1.10 Viento 8.2.2 Características Bióticas 8.2.2.1 Flora 8.2.2.2 Fauna 8.2.3 Características Sociales 8.2.3.1 Población 8.2.3.2 Crecimiento Urbano 8.3 Descripción del Proyecto 8.3.1 Tuberías de Conducción 8.3.1.1 Tuberías Principales. 8.3.1.2 Tuberías Secundarias. 8.3.1.3 Colectores. 8.3.1.4 Emisarios. 8.3.2 Acometidas. 8.3.3 Pozos de Inspección.

xv

8.3.4 Sistema de Tratamiento. 8.4 Evaluación del Impacto Ambiental 8.4.1 Identificación de Impactos Ambientales 8.4.1.1 Impactos Positivos 8.4.1.2 Impactos Negativos 8.4.2 Evaluación y Jerarquización 8.4.2.1 Matriz de Leopold 8.4.2.1.1 Méritos y desventajas del Método de Leopold 8.4.2.1.2 Criterios de evaluación.

8.4.3 Descripción de los Efectos Ambientales Identificados 8.4.3.1 Medio Físico 8.4.3.2 Medio Biológico 8.4.3.3 Medio Perceptivo 8.4.3.4 Medio Economía y Población 8.4.4 Propuesta de Medidas de Prevención, Control y Abandono CAPITULO NUEVE

9 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 9.1 Formas de Manejo del Sistema de Alcantarillado 9.1.1 Operación 9.1.2 Mantenimiento 9.2 Consejos y Procesos de Operación y Mantenimiento 9.2.1 Consejos 9.2.2 Procesos de Operación y Mantenimiento 9.3 Limpieza de Unidades 9.4 Elaboración del Manual para el Operador 9.4.1 Sistema de Alcantarillado 9.4.1.1 Redes de Recolección 9.4.1.2 Pozos de Revisión y Sumideros 9.4.1.3 Descarga 9.4.1.4 Conexiones Domiciliarias 9.4.1.5 Sistemas de Tratamiento CAPITULO DIEZ

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 10.1 Conclusiones 10.2 Recomendaciones CAPITULO ONCE

11 BIBLIOGRAFIA

xvi

LISTA DE TABLAS

TABLA P.P.

Tabla 2.1. Distancia y tiempos aproximados desde ciudades importantes hacia la

población en estudio. ..................................................................................................4

Tabla 4.1. Vida útil de los materiales de un alcantarillado.....………………………..

Tabla 4.2 Ancho Mínimo de Zanja Angosta…………………………………………...

Tabla 4.3 Ancho Mínimo de Zanja……………………………………………………..

Tabla 4.4 Velocidades máximas a tubo lleno según coeficiente de rugosidad del

material……………………………………………………………………………………

Tabla 4.5 Distancias entre pozos de revisión en función del diámetro de

tuberías……………………………………………………………………….…………..

Tabla 4.6 Diámetros recomendados para pozos de revisión………………………...

Tabla 4.7 Viviendas Particulares……………………………………………………….

Tabla 4.8 Campamentos y Escuelas…………………………………………………..

Tabla 5.1 Años en los cuales el INEC ha realizado censos…………………….

Tabla 5.2 Censos de Población de La Villegas……………………………………….

Tabla 5.3 Población alfabeta y analfabeta de La Villegas……………………………

Tabla 5.4 Número de hijos de la población……………………………………………

Tabla 5.5 Año de realización de censo y población obtenida………………………..

Tabla 5.6 Población futura obtenida cada cinco años………………………………..

Tabla 6.1 Dotaciones recomendadas………………………………………………….

Tabla 6.2 Densidades de Población según el tamaño de la población……………..

Tabla 6.3 Valores de infiltración que pueden usarse cuando no se disponga de

información de campo…………………………………………………………………...

Tabla 6.4 Valores de infiltración por área drenada…………………………………...

Tabla 6.5 Borde libre en función de la relación Q/Qo máxima permitida………….

Tabla 6.6 Pérdida de energía por cambio de dirección……………………………..

xvii

Tabla 6.7 Diseño detallado de los colectores 48-42, (empate con los tramos 43-42 y 41-

42 en el pozo 42)………………………………………………………………..

Tabla 7.1. Evaporación de las Aguas Negras por mes………………………………

Tabla 8.1 Precipitación Total Mensual del año 2013………………………………...

Tabla 8.2 Viento Máximo, Mensual y Dirección del año 2013……………………….

Tabla 8.3 Clasificación del Impacto……………………………………………………

Tabla 8.4 Criterios de evaluación de los Impactos Ambientales…………………….

Tabla 8.5 Identificación de los impactos que afectan en el diseño del sistema……

Tabla 8.6 Matriz de cuantificación de impactos ambientales………………………

Tabla 8.7 Matriz de evaluación de impactos ambientales…………………………...

Tabla 8.8 Resultados de la Matriz de cuantificación de impactos ambiental……….

Tabla 9.1 Mantenimiento de las redes de recolección……………………………….

Tabla 9.2 Mantenimiento de los pozos de revisión y sumideros…………………….

Tabla 9.3 Mantenimiento de la descarga……………………………………………...

Tabla 9.4 Mantenimiento de las conexiones domiciliarias…………………………..

Tabla 9.5 Mantenimiento del sistema de tratamiento………………………………...

Tabla 9.6 Hoja de observaciones para la laguna de estabilización…………………

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO P.P

Figura 4.1 Secciones tipo de alcantarillas…………………………………………….

Figura 4.2 Detalle de volumen de excavación………………………...………………

Figura 4.3 Detalle de Zanja Angosta…………………………………………………..

Figura 4.4 Secciones de Canales……………………………………………………...

Figura 4.5 Detalles Típicos de Pozos de Visita y Empalme de dos, tres y

cuatro…………………………………………………………………………………...…

Figura 4.6 Planta conexión domiciliaria tipo…………………………………………..

Figura 4.7 Conexión Domiciliares……………………………………………………...

Figura 4.8 Planta de sumidero tipo…………………………………………………….

Figura 4.9 Corte sumidero tipo …………………………………………………………

xviii

Figura 4.10 Fosa Séptica de dos Compartimientos…………………………………..

Figura 5.1 Curva de crecimiento…………………………………………………..

Figura 6.1 Plano con tipo de superficie lineal…………………………………………

Figura 6.2 Plano con tipo de superficie en desorden o caótico……………………...

Figura 7.1. Composición de las Aguas Negras………………………………………..

Figura 7.2 Funcionamiento de una Laguna Facultativa………………………………

Figura 7.3 Descomposición de una Laguna Facultativa……………………………...

Figura 7.4 Diagrama simplificado de Comensalismo de Algas y Bacterias en Ciclo

Carbono………………………………………………………………………………..…

Figura 7.5 Máxima Carga superficial posible para condiciones ambientales (según Mc

Garry y Pescod)……………………………………………………………..

Figura 7.6 Relación entre Carga superficial, Temperatura y Profundidad para la Laguna

de Estabilización………………………………………………………………..

Figura 7.7 Esquema simplificado de la laguna de estabilización facultativa………..

Figura 7.8 Esquema para la ubicación de la laguna de estabilización………………

Figura 7.9 Fosa Séptica de tres Compartimientos……………………………………

Figura 7.10 Esquema para la ubicación de la fosa séptica 1…………………………

Figura 7.11 Esquema para la ubicación de la fosa séptica 2…………………………

Figura 9.1. Ubicación de la conexión domiciliaria……………………………………..

Figura 9.2. Lavado de la conexión domiciliaria………………………………………..

Figura 9.3 Obstrucción en tramos de tubería………………………………………….

Figura 9.4 Obstrucción en conexiones domiciliarias………………………………….

Figura 9.5 Lavado en tramos de tubería……………………………………………….

LISTA DE ANEXOS GRÁFICO P.P

ANEXOS……………………………………………………………...……………...344

Anexo 1: Ubicación geográfica…………………………………….……………………

Anexo 2: Ubicación del proyecto………………………………………………………..

Anexo 3: Encuestas…………………...…………………………………………………

xix

Anexo 4: Resultados de encuestas…………………………………………………….

Anexo 5: Catálogos de tubería PVC……………………………………………………

Anexo 6: Datos de población obtenidos en el INEC…………………………………..

Anexo 7: Libreta topográfica…………………………………………………………….

Anexo 8: Fotografía de La VILLEGAS………………………………………………….

Anexo 9 Áreas tributarias……………………………………………………………….

Anexo 10: Caudal de diseño de: fosa séptica 1……………………………………….

Anexo 11 Caudal de diseño de: fosa séptica 2………………………………………..

Anexo 12: Caudal de diseño de: laguna de estabilización…………………………

Anexo 13: Tabla 8.2: Relaciones hidráulicas para conductos circulares ( 𝑛𝑜𝑛⁄

variable)…………………………………………………………………………………..

Anexo 14: Cálculo hidráulico de: fosa séptica 1……………………………………….

Anexo 15 Cálculo hidráulico de: fosa séptica 2…………………………..……………

Anexo 16: Cálculo hidráulico de: laguna de estabilización…………….…….………

Anexo 17: Estudio de suelos……………………………………...…….…….……...…

Anexo 18: Matriz de evaluación de impactos ambientales…………………………………

xx

LISTA DE PLANOS

PLANO N°1 Esquema general de la Parroquia rural “La Villegas”

PLANO N°2 Topografía general de la Parroquia rural “La Villegas” (Áreas y

Límites)

PLANO N°3 Ubicación de pozos y áreas aportantes

PLANO N°4 Ubicación de pozos y áreas aportantes

PLANO N°5 Ubicación de pozos, circuitos y datos hidráulicos

PLANO N°6 Ubicación de pozos, circuitos y datos hidráulicos (Continuación)

PLANO N°7 Perfiles de las calles: 12 de Octubre, 9 de Octubre y Simón Bolívar.

PLANO N°8 Perfiles de las calles: Pichincha e Imbabura.

PLANO N°9 Perfiles de las calles: J. Pérez, Atahualpa, C, S. Samaniego.

PLANO N°10 Perfiles de las calles: Las Mercedes, La Loma, Ambato y M.

PLANO N°11 Perfiles de las calles: Esmeraldas, Sto. Domingo y SN/7

PLANO N°12 Perfiles de las calles: Villegas izquierda y Velasco Ibarra.

PLANO N°13 Perfiles de las calles: Manabí, Portoviejo, SN/2 y Quinindé.

PLANO N°14 Perfiles de las calles: Alomía, SN/5, SN/6, SN/1 y SN/3.

PLANO N°15 Perfiles de las calles: 21 de Septiembre y M. Samaniego.

PLANO N°16 Perfiles de las calles: Shyris, Loja, Quito y Fco. Pinos.

PLANO N°17 Perfiles de las calles: Vinces, Los Ríos, Serv. de paso 2, Descarga

y Serv. de paso 1.

PLANO N°18 Perfiles de las calles: Villegas derecha y SN/8.

PLANO N°19 Perfil de la calle: Hacia la Concordia.

PLANO N°20 Pozos de revisión, cajas domiciliares y detalles

PLANO N°21 Esquema de las plantas de tratamiento

xxi

RESUMEN

ESTUDIOS PRELIMINARES Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO

PARA LA PARROQUIA “LA VILLEGAS” PERTENECIENTE AL CANTÓN LA

CONCORDIA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS

La Villegas es una parroquia de La Concordia, localizada a cuatro horas de la

ciudad capital, con una extensión territorial 58,24 km2, en la cual el desarrollo

apenas se evidencia en algunos de los barrios de este cantón, una de las

preocupaciones latentes es la insalubridad por las diferentes enfermedades

ocasionadas por la falta de saneamiento ambiental.

En la fase de investigación realizada se determinó: infraestructura ineficiente e

insuficiente, es así que la parroquia Villegas no cuenta con los servicios básicos,

el sistema utilizado para la eliminación de aguas residuales en la mayoría de las

viviendas es desalojar en los patios y en el monte; por tanto, existe disposición

inadecuada de excretas, siendo esto una de las principales causas de

contaminación de las viviendas y la posible aparición de enfermedades en la

familia.

Por tal razón, preocupados por los problemas debido a la falta o deficiencia de

un sistema de alcantarillado, que sea solución a las condiciones de insalubridad

y contaminación que podrían agravarse en el futuro dentro del cantón, se propone

el diseño de un sistema separado de alcantarillado sanitario y pluvial.

DESCRIPTORES: ANTECEDENTES DEL PROYECTO DE ALCANTARILLADO/ NORMAS DE DISEÑO/ ESTUDIOS DEMOGRAFICO/ DISEÑO HIDRAÚLICO/ TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES/ EVALUACION AMBIENTAL / MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE ALCANTARILLADO

xxii

ABSTRACT

PRELIMINARY STUDIES AND DESIGN OF THE SEWERAGE SYSTEM FOR

THE PARISH LA VILLEGAS BELONGING TO THE CANTN LA CONCORDIA,

PROVINCE OF SANTO DOMINGO OF THE TSACHILAS.

The Villegas is a La Concordia Parish located four hours from the capital city, with

a land area of 58,24 km2, such development is not so evident in some

neighborhoods of this Canton, the main problems are the different diseases

caused by the lack of environmental sanitation.

During this research was determined: inefficient and insufficient infrastructure so

that Villegas Parish does not have basic services; the system used for the

disposal of waste water in most of the housing flows out to the courtyards and to

the vegetation; Therefore there is inadequate disposal of excreta, being one of

the main causes of contamination of the dwellings and the possible emergence of

diseases in their families.

For this reason, worried about the problems due to the lack or deficiency of a

sewerage system, like a solution to the conditions of insalubrity and

contamination that could get worse in the future within the Canton, intends to

design a separate sanitary and rainwater sewer system.

KEYWORDS: SEWER PROJECT BACKGROUND / DESIGN STANDARDS

SEWAGE/ DEMOGRAPHIC STUDIES / HYDRAULIC DESIGN / WASTEWATER

TREATMENT / ENVIRONMENTAL ASSESSMENT / OPERATION AND

MAINTENANCE MANUAL SEWER.

xxv

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar el sistema de Alcantarillado Sanitario estudiando todos los

factores que inciden en su desarrollo de manera que sea el adecuado

técnica y económicamente a fin de mejorar el estado de vida de los

habitantes de la parroquia rural “La Villegas”.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Estudio de alternativas, calcular, diseñar y dibujar el sistema de

alcantarillado sanitario.

Realizar el estudio de impacto ambiental.

Elaborar el manual de operación y mantenimiento de los sistemas de

alcantarillado.

1

CAPITULO UNO

1. MARCO LEGAL

1.1 CONSTITUCION DEL ECUADOR1

Según la Nueva Constitución de la República del Ecuador, emitida por la

Asamblea Constituyente de 2008, se indica en el Titulo VII, Régimen del buen

vivir, Capitulo Segundo, Biodiversidad y recursos naturales, en la sección

primera,

Naturaleza y ambiente:

Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y

ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak

kawsay.

Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de

los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país,

la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales

degradados.

Art. 264.- Los gobiernos municipales tendrán las siguientes competencias

exclusivas sin perjuicio de otras que determine la ley:

Planificar el desarrollo cantonal y formular los correspondientes planes de

ordenamiento territorial, de manera articulada con la planificación nacional,

regional, provincial y parroquial, con el fin de regular el uso y la ocupación del

suelo urbano y rural.

1. Ejercer el control sobre el uso y ocupación del suelo en el cantón.

2. Planificar, construir y mantener la vialidad urbana.

3. Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado,

depuración de aguas residuales, manejo de desechos sólidos,

actividades de saneamiento ambiental y aquellos que establezca la

ley.

1 Nueva Constitución de la República del Ecuador; Asamblea Constituyente de 2008

2

4. Crear, modificar o suprimir mediante ordenanzas, tasas y contribuciones

especiales de mejoras.

5. Planificar, regular y controlar el tránsito y el transporte público dentro de

su territorio cantonal.

6. Planificar, construir y mantener la infraestructura física y los equipamientos

de salud y educación, así como los espacios públicos destinados al

desarrollo social, cultural y deportivo, de acuerdo con la ley.

7. Preservar, mantener y difundir el patrimonio arquitectónico, cultural y

natural del cantón y construir los espacios públicos para estos fines.

8. Formar y administrar los catastros inmobiliarios urbanos y rurales.

9. Delimitar, regular, autorizar y controlar el uso de las playas de mar, riberas

y lechos de ríos, lagos y lagunas, sin perjuicio de las limitaciones que

establezca la ley.

10. Preservar y garantizar el acceso efectivo de las personas al uso de las

playas de mar, riberas de ríos, lagos y lagunas.

11. Regular, autorizar y controlar la explotación de materiales áridos y pétreos,

que se encuentren en los lechos de los ríos, lagos, playas de mar y

canteras.

12. Gestionar los servicios de prevención, protección, socorro y extinción de

incendios.

13. Gestionar la cooperación internacional para el cumplimiento de sus

competencias.

En el ámbito de sus competencias y territorio, y en uso de sus facultades,

expedirán ordenanzas cantonales

Art 395.- La Constitución reconoce los siguientes principios ambientales:

El Estado garantizará un modelo sustentable de desarrollo

ambientalmente equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que

conserve la biodiversidad y la capacidad de regeneración natural de los

ecosistemas, y asegure la satisfacción de las necesidades de las

generaciones presentes y futuras.

3

Las políticas de gestión ambiental se aplicarán de manera transversal y

serán de obligatorio cumplimiento por parte del Estado en todos sus

niveles y por todas las personas naturales y jurídicas en el territorio

nacional.

El Estado garantizará la participación activa y permanente de las

personas, comunidades, pueblos y nacionalidades afectadas, en la

planificación, ejecución, y control de toda actividad que genere impactos

ambientales.

En caso de duda sobre el alcance de las disposiciones legales en materia

ambiental, éstas se aplicarán en el sentido más favorable a la protección

de la naturaleza.

También en los artículos 396, 397, 398 y 399 de la sección primera, Naturaleza

y ambiente, de la Nueva Constitución de la República del Ecuador, se establecen

otras directrices relacionadas con la prevención, sanciones, manejo y tutela del

medio ambiente y su aseguramiento.

1.2 CODIGO ORGÁNICO DE ORGANIZACIÓN TERRITORIAL AUTONOMÍAS

Y DESCENTRALIZACIÓN2 (Registro Oficial Suplemento 303 de 19-oct-2010)

Art. 55.- Competencias exclusivas del gobierno autónomo descentralizado

municipal.- Los gobiernos autónomos descentralizados municipales tendrán las

siguientes competencias exclusivas sin perjuicio de otras que determine la ley;

a) Planificar, junto con otras instituciones del sector público y actores de la

sociedad, el desarrollo cantonal y formular los correspondientes planes de

ordenamiento territorial, de manera articulada con la planificación nacional,

regional, provincial y parroquial, con el fin de regular el uso y la ocupación del

suelo urbano y rural, en el marco de la interculturalidad y plurinacionalidad y el

respeto a la diversidad;

b) Ejercer el control sobre el uso y ocupación del suelo en el cantón;

c) Planificar, construir y mantener la vialidad urbana;

2 Código orgánico de organización territorial autonomías y descentralización (COOTAD)

4

d) Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado, depuración de

aguas residuales, manejo de desechos sólidos, actividades de saneamiento

ambiental y aquellos que establezca la ley;

e) Crear, modificar, exonerar o suprimir mediante ordenanzas, tasas, tarifas y

contribuciones especiales de mejoras;

f) Planificar, regular y controlar el tránsito y el transporte terrestre dentro de su

circunscripción cantonal;

g) Planificar, construir y mantener la infraestructura física y los equipamientos de

salud y educación, así como los espacios públicos destinados al desarrollo social,

cultural y deportivo, de acuerdo con la ley;

h) Preservar, mantener y difundir el patrimonio arquitectónico, cultural y natural

del cantón y construir los espacios públicos para estos fines;

i) Elaborar y administrar los catastros inmobiliarios urbanos y rurales;

j) Delimitar, regular, autorizar y controlar el uso de las playas de mar, riberas y

lechos de ríos, lagos y lagunas, sin perjuicio de las limitaciones que establezca

la ley;

k) Preservar y garantizar el acceso efectivo de las personas al uso de las playas

de mar, riberas de ríos, lagos y lagunas;

l) Regular, autorizar y controlar la explotación de materiales áridos y pétreos, que

se encuentren en los lechos de los ríos, lagos, playas de mar y canteras;

m) Gestionar los servicios de prevención, protección, socorro y extinción de

incendios; y,

n) Gestionar la cooperación internacional para el cumplimiento de sus

competencias.

Art. 137 Las competencias de prestación de servicios públicos de alcantarillado,

las ejecutarán los gobiernos descentralizados municipales con sus respectivas

normativas. Cuando este servicio se preste en las parroquias rurales se deberá

coordinar con los gobiernos autónomos descentralizados parroquias rurales.

Art. 140 La gestión de riesgos que incluye las acciones de prevención, reacción,

mitigación, reconstrucción y transferencia, para enfrentar todas las amenazas

5

que afecten al cantón se gestionarán de manera concurrente y de forma

articulada con las políticas y los planes emitidos por el organismo nacional

responsable, de acuerdo con la Constitución y la ley.

Art. 487 Para la realización de los diferentes proyectos que constan en los planes

de ordenamiento territorial, la municipalidad o distrito metropolitano impondrá a

los propietarios, cuando se trate de la construcción de acequias, acueductos,

alcantarillados, la obligación de ceder gratuitamente hasta el cinco por ciento de

la superficie de terreno de su propiedad, siempre que no existan construcciones.

Art. 583 El valor total de las obras de las obras de alcantarillado que se

construyan en un municipio, será íntegramente pagado por los propietarios

beneficiados, en la siguiente forma: cuando se trate de construcción de nuevas

redes de alcantarillado en sectores urbanizados o de la reconstrucción y

ampliación de colectores ya existentes, el valor de la obra se prorrateará de

acuerdo con el valor catastral de las propiedades beneficiadas.

1.3 LEY DE GESTIÓN AMBIENTAL3 (Ley No. 99-37 – Registro Oficial

Suplemento 418 de 10 de Septiembre del 2004)

Capítulo II DE LA EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL Y DEL CONTROL

AMBIENTAL

Art. 19 Las obras públicas privadas o mixtas y los proyectos de inversión públicos

o privados que puedan causar impactos ambientales, serán calificados

previamente a su ejecución, por los organismos descentralizados de control,

conforme el Sistema Único de Manejo Ambiental, cuyo principio rector será el

precautelatorio.

Art. 20 Para el inicio de toda actividad que suponga riesgo ambiental se deberá

contar con la licencia respectiva, otorgada por el Ministerio del ramo.

3 Ley de gestión ambiental

6

Art. 21 Los Sistemas de manejo ambiental incluirán estudios de línea base;

evaluación del impacto ambiental; evaluación de riesgos; planes de manejo;

planes de manejo de riesgo; sistemas de monitoreo; planes de contingencia y

mitigación; auditorías ambientales y planes de abandono. Una vez cumplidos

estos requisitos y de conformidad con la calificación de los mismos.

1.4 ACUERDO MINISTERIAL 0684

Art. 2.- Principios.- El principio rector del SUMA es el precautelatorio, además

deberán observarse los siguientes: protección y conservación del ambiente,

desarrollo y aprovechamiento sustentable de los recursos, sostenibilidad

ambiental, restauración, coordinación interinstitucional, participación social,

responsabilidad objetiva, el que contamina paga, y los demás que se encuentren

contenidos en la Constitución de la República del Ecuador y en la normativa

ambiental aplicable.

Los principios descritos en el inciso anterior serán aplicados en todas las fases

del ciclo de vida del proyecto, obra o actividad hasta su conclusión, y dentro del

marco establecido mediante este título.

Art. 21.- De la competencia de las Autoridades Ambientales de Aplicación

Responsable.- Dado que los procesos para la prevención, control y seguimiento

de la contaminación ambiental, son tareas interdisciplinarias que involucran a

diferentes autoridades ambientales dentro de una misma circunscripción, es

necesario identificar cual es la autoridad ambiental de aplicación responsable,

que es competente para llevar éstos procesos; por tal motivo y sin perjuicio de lo

que dispone el artículo anterior, se establecen los siguientes parámetros:

a) Competencia a nivel de organizaciones de gobierno.

• Si el proyecto, obra o actividad es promovido por una o varias juntas

parroquiales, la autoridad ambiental competente será el gobierno autónomo

descentralizado municipal de estar acreditado, caso contrario le corresponderá

4 Acuerdo ministerial 068; Ministerio del Ambiente

7

al gobierno autónomo descentralizado provincial de estar acreditado, caso

contrario le corresponde a la autoridad ambiental nacional;

• Si el proyecto, obra o actividad es promovido por el mismo gobierno autónomo

descentralizado municipal, la autoridad ambiental competente será el gobierno

autónomo descentralizado provincial de estar acreditado, caso contrario le

corresponderá a la autoridad ambiental nacional;

• Si el proyecto, obra o actividad es promovido por más de un gobierno autónomo

descentralizado municipal, la autoridad ambiental competente será el gobierno

autónomo descentralizado provincial de estar acreditado, caso contrario le

corresponderá a la autoridad ambiental nacional;

• Si el proyecto, obra o actividad es promovido por uno o varios gobiernos

autónomos descentralizados provinciales, la autoridad ambiental competente

será la autoridad ambiental nacional.

Art. 26.- Del registro del proyecto, obra o actividad.- Todos los proyectos,

obras o actividades, que generen impactos y riesgos ambientales, deberán

regularizarse mediante el SUIA.

Art. 33.- De la modificación del proyecto, obra o actividad.- Todo proyecto,

obra o actividad que cuente con una autorización administrativa ambiental, y que

vaya a realizar alguna modificación o ampliación a su actividad, deberá cumplir

nuevamente con el proceso de regularización ambiental cuando:

Por sí sola, la modificación constituya un nuevo proyecto, obra o actividad;

o,

Cuando los cambios en su actividad, impliquen impactos y riesgos

ambientales, que excedan la norma ambiental que los regula;

Cuando exista una ampliación que comprometa un área geográfica

superior a la que fue aprobada, o se ubique en otro sector.

Art. 36.- Objetivo general de la Categorización Ambiental Nacional.- El

objetivo general de la categorización ambiental nacional, es unificar el proceso

de regularización ambiental de los proyectos, obras o actividades que se

desarrollan en el país, en función de las características particulares de éstos y de

los impactos y riesgos ambientales que generan al ambiente.

8

Todos los proyectos, obras o actividades, que sean parte de las categorías II, III

y IV, deberán obtener una licencia ambiental previo iniciar la ejecución de su

actividad, conforme a los procedimientos determinados en la normativa ambiental

aplicable, la categorización ambiental nacional, y las normas establecidas por la

autoridad ambiental competente.

El certificado de registro ambiental previsto para las actividades de la categoría

I, es la autorización administrativa ambiental creada para actividades que

generan impactos no significativos, que le permite a la autoridad ambiental

nacional llevar un registro de éstas actividades, y entregar a los promotores una

guía de buenas prácticas ambientales que deberá ser observada durante todas

las fases del ciclo de vida del proyecto; éste registro no constituye un instrumento

de licenciamiento ambiental, por lo que el promotor está sujeto en todo momento

al cumplimiento de la normativa ambiental vigente, y a las sanciones

correspondientes en caso de incumplimiento.

Art. 37.- Del catálogo de categorización ambiental nacional.- Es un listado de

los diferentes proyectos, obras o actividades existentes en el país, divididos en

cuatro (4) categorías, cómo resultado de un proceso de depuración, selección,

estudio, y estratificación de éstos, en función del impacto y riesgo ambiental

generados al ambiente, de la siguiente manera:

Impactos no significativos;

Impactos Bajos;

Impactos Medios; y,

Impactos Altos.

Art. 38.- De la categoría I (certificado de registro ambiental).- Dentro de ésta

categoría se encuentran catalogados los proyectos, obras o actividades cuyos

impactos y riesgos ambientales, que son considerados no significativos.

Todos los proyectos, obras o actividades que se encuentren catalogados dentro

de ésta categoría podrán regularizarse ambientalmente, a través de la obtención

de un certificado de registro ambiental otorgado por la autoridad ambiental

competente mediante el SUIA.

9

Para obtener el certificado de registro ambiental, el promotor deberá llenar en

línea el formulario de registro asignado por la página WEB del Ministerio del

Ambiente de Ecuador,

SUIA, y llenar el formulario en línea que el sistema le asigne, conforme al manual

de procedimientos previsto para ésta categoría, y acorde a los lineamientos que

establezca la autoridad ambiental competente.

Una vez que el promotor ha culminado con el proceso de llenado del formulario,

la autoridad ambiental competente resolverá su solicitud pudiendo:

• Aprobarla y emitir el certificado de registro ambiental en 48 horas, en el que, el

promotor podrá visualizar en la página WEB del Ministerio del Ambiente de

Ecuador,

SUIA, e imprimirlo; así mismo el sistema le facilitará al promotor una guía de

buenas prácticas ambientales, acorde a su proyecto, obra o actividad; u,

• Observarla y solicitar al promotor se completen los requisitos necesarios para

el registro de su actividad en el término de 90 días; o,

• Rechazarla en el caso que el proyecto, obra o actividad no cumpla con los

requerimientos previstos para ésta categoría, conforme a la normativa ambiental

aplicable, los manuales y el catálogo categorización ambiental nacional.

Art. 39.- De la categoría II (licencia ambiental categoría

II).- Dentro de ésta categoría se encuentran catalogados los proyectos, obras o

actividades cuyos impactos ambientales y/o riesgo ambiental, son considerados

de bajo impacto.

Todos los proyectos, obras o actividades catalogados dentro de ésta categoría,

deberán regularizarse ambientalmente a través de la obtención de una licencia

ambiental, que será otorgada por la autoridad ambiental competente, mediante

el SUIA.

Para la obtención de la licencia ambiental, el promotor de estos proyectos, obras

o actividades, deberá regularizarse mediante el SUIA, conforme al manual de

procedimientos previsto para ésta categoría, y acorde a los lineamientos que


10

1. Una vez que el promotor culmine con el proceso y ha cargado en el sistema

toda la información y los documentos necesarios acorde a su proyecto, obra o

actividad, la autoridad ambiental competente resolverá su solicitud pudiendo:

2. Aprobar la Ficha Ambiental y Plan de Manejo Ambiental en un término previsto

de 15 días, y emitir la licencia ambiental conforme al manual dé ésta categoría.

3. Observarla y solicitar al promotor se completen los requisitos necesarios para

la regularización del proyecto, obra o actividad en el término de 15 días, caso

contrario en el término de 90 días el sistema SUIA archivará el proceso del

proyecto, obra o actividad; o,

4. Rechazarla en el caso que el proyecto, obra o actividad no cumpla con los


aplicable, los manuales y el catálogo de categorización ambiental nacional.

Art. 40.- De la categoría III (Licencia Ambiental Categoría III).- Dentro de ésta


impactos ambientales o riesgo ambiental son considerados de mediano impacto.




el SUIA.





Una vez que el promotor culmine con el proceso y ha cargado en el sistema toda

la información y los documentos necesarios acorde a su proyecto, obra o


1. Emitir pronunciamiento favorable a la Declaratoria de Impacto Ambiental en el

término previsto de 30 días y conferir la respectiva licencia ambiental, conforme

al manual de ésta categoría; u,

2. Observarla y solicitar al promotor se completen los requisitos necesarios para

la regularización del proyecto, obra o actividad en el término de 30 días, caso

11



3. Rechazarla en el caso que el proyecto, obra o actividad no cumpla con los



Art. 41.- De la categoría IV (Licencia Ambiental Categoría IV).- Dentro de ésta


impactos y/o riesgos ambientales, son considerados de alto impacto.




el SUIA. .





Una vez que el promotor culmine con el procesó; y ha cargado en el sistema toda

la información y los documentos necesarios acorde a su proyecto, obra o


1. Emitir pronunciamiento favorable al Estudio de Impacto Ambiental en el

término previsto de 30 días y conferir la respectiva licencia ambiental, conforme

al manual de ésta categoría; u,

2. Observar y solicitar al promotor se completen los requisitos necesarios para la

regularización del proyecto, obra o actividad en el término de 30 días, caso



3. Rechazar en el caso que el proyecto, obra o actividad no cumpla con los



CATÁLOGO DE CATEGORIZACIÓN AMBIENTAL NACIONAL

12

CÓDIGO DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CATEGORÍA

23,4.2.2 Construcción y operación de sistemas de alcantarillado

(pluvial, sanitario y combinado I, II, III, IV

23.4.2.2.1 Construcción y operación de sistemas de alcantarillado pluvial II

2374.2.2.2 Rehabilitación y mejoramiento de sistemas de alcantarillado pluvial II

23.4.2.2.3 Construcción y operación de sistemas integrados de alcantarillado sanitario (alcantarillado y planta de tratamiento)

IV

23.4.2.2.4 Rehabilitación y mejoramiento de sistemas de alcantarillado sanitario

II

23.4.2.2.5 Construcción y operación de sistemas de alcantarillado combinado IV

23.4.2.2.6 Rehabilitación y mejoramiento de sistemas de alcantarillado combinado

II

23.4.2.2.7 Ampliación de tramos de sistemas de alcantarillado (pluvial, sanitario y combinado)

II

23.4.2.2.8 Ampliación, rehabilitación y mejoramiento de tramos de sistemas de sanitario y combinado)

II

Art. 46.- De los objetivos de los estudios ambientales.- Los estudios

ambientales sirven para garantizar una adecuada y fundada predicción,

identificación e interpretación de los impactos ambientales de los proyectos,

obras o actividades existentes y a desarrollarse en el país, así como la idoneidad

técnica de las medidas de control para la gestión de sus impactos ambientales y

sus riesgos, el estudio ambiental debe ser realizado de manera técnica en función

del alcance y la profundidad del proyecto, obra o actividad, acorde a los

requerimientos previstos en la normativa ambiental aplicable, la categorización

ambiental nacional y los manuales previstos para cada categoría.

Art. 47.- De la evaluación de impactos ambientales.- La evaluación de

impactos ambientales es una herramienta que permite predecir, describir, evaluar

e identificar los potenciales impactos ambientales que un proyecto, obra o

actividad pueda ocasionar al ambiente; y con este análisis determinar las

medidas más efectivas para prevenir, controlar, mitigar y compensar los impactos

ambientales negativos, en el marco de la normativa ambiental aplicable.

Para la evaluación de impactos ambientales se observan las variables

ambientales relevantes de los medios que son:

a) físico (agua, aire, suelo y clima);

b) biótico (flora, fauna y sus hábitat);

c) socio-cultural (arqueología, organización socioeconómica, entre otros); y,

13

d) salud pública.

Se garantiza el acceso de la información ambiental a la sociedad civil y

funcionarios públicos de los proyectos, obras o actividades que se encuentran en

proceso o cuentan con licenciamiento ambiental.

Art. 50.- Del alcance de los estudios ambientales.- Los estudios ambientales

deberán cubrir todas las fases del ciclo de vida de un proyecto, obra o actividad,

excepto cuando por la naturaleza y características de la actividad y en base de

la normativa ambiental se puedan prever diferentes fases, y dentro de éstas

diferentes etapas de ejecución de la actividad.

Art. 56.- De la resolución ambiental.- La autoridad ambiental de aplicación

responsable notificará a los promotores de los proyectos, obras o actividades de

las categorías III y IV con la emisión de la Licencia Ambiental, en la que se

detallará con claridad las condiciones a las que se someterá el proyecto, obra o

actividad, durante todas las fases del mismo, las facultades legales y

reglamentarias para la operación del proyecto, obra o actividad.

La resolución de la categoría III y IV contendrá:

1. La identificación de los todos los elementos que se tuvieron a la vista y que

fueron considerados para resolver;

2. Las consideraciones legales y reglamentarias que sirvieron de base para el

pronunciamiento y aprobación del estudio;

3. Las consideraciones técnicas u otras en que se fundamenta la resolución;

4. La opinión fundada de la autoridad ambiental competente, y los informes

emitidos durante el proceso, de otros organismos con competencia ambiental;

5. Las consideraciones sobre el proceso de participación social, conforme la

normativa ambiental aplicable;

6. Las condiciones en las que se aprueba el estudio ambiental y las obligaciones

que se deberán cumplir durante todas las fases del ciclo de vida del proyecto,

obra o actividad

14

1.5 TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACIÓN AMBIENTAL SECUNDARIA DEL

MINISTERIO DE AMBIENTE5 ANEXO 1

Norma de Calidad Ambiental y Descarga de efluente y Recurso de Agua.

4.2.1 Normas generales para descarga de efluentes, tanto al sistema de

alcantarillado, como a los cuerpos de agua

4.2.1.3 Se prohíbe la utilización de cualquier tipo de agua, con el propósito de

diluir los efluentes líquidos no tratados.

4.2.1.5 Se prohíbe toda descarga de residuos líquidos a las vías públicas, canales

de riego y drenaje o sistemas de recolección de aguas lluvias y aguas

subterráneas. La Entidad Ambiental de Control, de manera provisional mientras

no exista sistema de alcantarillado certificado por el proveedor del servicio de

alcantarillado sanitario y tratamiento e informe favorable de ésta entidad para esa

descarga, podrá permitir la descarga de aguas residuales a sistemas de

recolección de aguas lluvias, por excepción, siempre que estas cumplan con las

normas de descarga a cuerpos de agua.

4.2.1.21 Los sedimentos, lodos y sustancias sólidas provenientes de sistemas de

potabilización de agua y de tratamiento de desechos y otras tales como residuos

del área de la construcción, cenizas, cachaza, bagazo, o cualquier tipo de

desecho doméstico o industrial, no deberán disponerse en aguas superficiales,

subterráneas, marinas, de estuario, sistemas de alcantarillado y cauces de agua

estacionales secos o no, y para su disposición deberá cumplirse con las normas

legales referentes a los desechos sólidos no peligrosos.

4.2.2 Normas de descarga de efluentes al sistema de alcantarillado público

4.2.2.1 Se prohíbe descargar en un sistema público de alcantarillado, cualquier

sustancia que pudiera bloquear los colectores o sus accesorios, formar vapores

5 Texto unificado de legislación ambiental secundaria del ministerio de ambiente (TULAS)

15

o gases tóxicos, explosivos o de mal olor, o que pudiera deteriorar los materiales

de construcción en forma significativa. Esto incluye las siguientes sustancias y

materiales, entre otros:

a) Fragmentos de piedra, cenizas, vidrios, arenas, basuras, fibras, fragmentos

de cuero, textiles, etc. (los sólidos no deben ser descargados ni aún

después de haber sido triturados).

b) Resinas sintéticas, plásticos, cemento, hidróxido de calcio.

c) Residuos de malta, levadura, látex, bitumen, alquitrán y sus emulsiones de

aceite, residuos líquidos que tienden a endurecerse.

d) Gasolina, petróleo, aceites vegetales y animales, hidrocarburos clorados,

ácidos, y álcalis.

e) Fosgeno, cianuro, ácido hidrazoico y sus sales, carburos que forman

acetileno, sustancias comprobadamente tóxicas.

4.2.2.2 El proveedor del servicio de tratamiento de la ciudad podrá solicitar a la

Entidad Ambiental de Control, la autorización necesaria para que los regulados,

de manera parcial o total descarguen al sistema de alcantarillado efluentes, cuya

calidad se encuentre por encima de los estándares para descarga a un sistema

de alcantarillado, establecidos en la presente norma.

El proveedor del servicio de tratamiento de la ciudad deberá cumplir con los

parámetros de descarga hacia un cuerpo de agua, establecidos en esta Norma.

4.2.2.3 Toda descarga al sistema de alcantarillado deberá cumplir, al menos, con

los valores establecidos a continuación:

4.2.2.4 Toda área de desarrollo urbanístico, turístico o industrial que no

contribuya al sistema de alcantarillado público, deberá contar con instalaciones

de recolección y tratamiento convencional de residuos líquidos. El efluente

tratado descargará a un cuerpo receptor o cuerpo de agua, debiendo cumplir con

los límites de descarga a un cuerpo de agua dulce, marina y de estuarios.

16

4.2.2.5 Se prohíbe la descarga de residuos líquidos sin tratar hacia el sistema de

alcantarillado, provenientes del lavado y/o mantenimiento de vehículos aéreos y

terrestres, así como el de aplicadores manuales y aéreos, recipientes, empaques

y envases que contengan o hayan contenido agroquímicos u otras sustancias

tóxicas.

4.2.2.6 Se prohíbe la descarga hacia el sistema de alcantarillado de residuos

líquidos no tratados, que contengan restos de aceite lubricante, grasas, etc.,

provenientes de los talleres mecánicos, vulcanizadoras, restaurantes y hoteles.

4.2.2.7 Los responsables (propietario y operador) de todo sistema de

alcantarillado deberán dar cumplimiento a las normas de descarga contenidas en

esta Norma. Si el propietario (parcial o total) o el operador del sistema de

alcantarillado es un municipio, éste no podrá ser sin excepción, la Entidad

Ambiental de Control para sus instalaciones. Se evitará el conflicto de interés.

4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o receptor: Agua dulce y agua marina

4.2.3.2 Se prohíbe todo tipo de descarga en:

a) Las cabeceras de las fuentes de agua.

b) Aguas arriba de la captación para agua potable de empresas o juntas

administradoras, en la extensión que determinará el CNRH, Consejo

Provincial o Municipio Local y,

c) Todos aquellos cuerpos de agua que el Municipio Local, Ministerio del

Ambiente, CNRH o Consejo Provincial declaren total o parcialmente

protegidos.

4.2.3.4 Las normas locales para descargas serán fijadas considerando los

criterios de calidad establecidos para el uso o los usos asignados a las aguas.

Las normas guardarán siempre concordancia con la norma técnica nacional

vigente, pudiendo ser únicamente igual o más restrictiva y deberán contar con los

estudios técnicos y económicos que lo justifiquen.

17

En los tramos del cuerpo de agua en donde se asignen usos múltiples, las normas

para descargas se establecerán considerando los valores más restrictivos de

cada uno de los parámetros fijados para cada uno.

4.2.3.5 Para el caso de industrias que capten y descarguen en el mismo cuerpo

receptor, la descarga se hará aguas arriba de la captación.

4.2.3.6 Para efectos del control de la contaminación del agua por la aplicación de

agroquímicos, se establece lo siguiente:

a) Se prohíbe la aplicación manual de agroquímicos dentro de una franja de

cincuenta (50) metros, y la aplicación aérea de los mismos, dentro de una

franja de cien (100) metros, medidas en ambos casos desde las orillas de

todo cuerpo de agua,

b) La aplicación de agroquímicos en cultivos que requieran áreas anegadas

artificialmente, requerirá el informe y autorización previa del Ministerio de

Agricultura y Ganadería.

c) Además de las disposiciones contenidas en la presente Norma, se deberá

cumplir las demás de carácter legal y reglamentario sobre el tema, así

como los listados referenciales de la Organización para la Agricultura y

Alimentos de Naciones Unidas (FAO).

4.2.3.9 Se prohíbe la descarga de efluentes hacia cuerpos de agua severamente

contaminados, es decir aquellos cuerpos de agua que presentan una capacidad

de dilución o capacidad de carga nula o cercana a cero. La Entidad Ambiental de

Control decidirá la aplicación de uno de los siguientes criterios:

a) Se descarga en otro cuerpo de agua

b) Se exigirá tratamiento hasta que la carga contaminante sea menor o igual

a 1,5 del factor de contaminación.

4.2.3.11 Los municipios serán las autoridades encargadas de realizar los

monitoreos a la calidad de los cuerpos de agua ubicados en su jurisdicción,

llevando los registros correspondientes, que permitan establecer una línea base

y de fondo que permita ajustar los límites establecidos en esta Norma en la

medida requerida.

18

4.2.3.12 Se prohíbe verter desechos sólidos, tales como: basuras, animales

muertos, mobiliario, entre otros, y líquidos contaminados hacia cualquier cuerpo

de agua y cauce de aguas estacionales secas o no.

1.6 ORDENANZA MUNICIPAL DE LA CONCORDIA6 (Ordenanza Nº: 32.692, 3

de Mayo de 2004)

7.5.5. Condiciones físicas y químicas a que deben ajustarse las descargas

de líquidos residuales industriales y/o cloacales

7.5.5.1 Descargas en colectoras cloacales

Los líquidos residuales de industrias que se descarguen en colectoras, deberán

cumplir con los siguientes requisitos:

1. Temperatura: Deberá ser menor que 45°C.

2. pH: estará comprendido entre 5,5 y 10,0.

3. Sólidos sedimentables en 10 minutos de naturaleza compacta (arena, tierra):

deberán ser menores que 0,5 ml/l.

4. Sólidos sedimentables en 2 horas: se exigirá su eliminación:

a) Cuando por las características del conducto o por la naturaleza del sedimento,

puedan causar inconvenientes en aquél.

b) Cuando puedan entorpecer el normal funcionamiento de la planta depuradora.

c) Cuando sea aconsejable por las características o por el estado higiénico del

curso de agua donde desemboca el conducto o por el uso a que se destina el

agua del curso receptor, en las inmediaciones de la descarga.

5. Sulfurosos: deberán ser menores que 1 mg/l.

6. Sustancias grasas, alquitranes, resinas, etc.: su cantidad será inferior a 100

mg/l.

No se admitirán en la colectora, líquidos residuales industriales que contengan:

a) Gases tóxicos malolientes o sustancias capaces de producirlos.

b) Sustancias que pueden producir gases inflamables.

6 Ordenanza municipal de LA CONCORDIA

19

c) Residuos o cuerpos gruesos capaces de producir obstrucciones (lana, pelo,

estopa, trapos, etc.).

d) Sustancias que por sus productos de descomposición o combinación puedan

producir obstrucciones, incrustaciones o corrosiones.

e) Residuos provenientes de la depuración de líquidos residuales.

f) Sustancias que por su naturaleza, interfieren con los procesos de depuración

en la planta de tratamiento o con los procesos de autodepuración en el curso de

agua receptor.

g) Sustancias capaces de producir olor y sabor en plantas de potabilización de

agua o que por su naturaleza interfieren en el tratamiento de agua para consumo.

h) Sustancias tóxicas.

7.5.5.2 Descargas en los conductos pluviales y sus efluentes

1. Temperatura: deberá ser menor que 45°C.


3. Sólidos sedimentables en 2 horas: deberán ser menores que 1ml/l.



6. Sólidos sedimentables en 2 horas: deberán ser menores que 1ml/l .

7. D.B.O.: para cada conducto pluvial y sus efluentes se establece un valor de

D.B.O., el cual no debe ser sobrepasado por la D.B.O. de los líquidos

sedimentados (80 %) que descargan en el mismo.

8. Oxígeno consumido total: este dato sólo se tendrá en cuenta para juzgar la

calidad del efluente, cuando no pueda realizarse la D.B.O. En este caso, el

consumo de oxígeno del líquido residual no deberá sobrepasar el valor límite de

consumo de oxígeno, establecido para el correspondiente conducto y sus

afluentes.

9. Demanda de cloro: cuando por la naturaleza o el origen del líquido residual se

considere necesario, se podrá exigir la cloración del mismo, hasta satisfacer su

demanda de cloro.

10. Sulfuros: deberán ser menores que 1 mg/l.

20


mg/l.

No se admitirán en los conductos pluviales, líquidos residuales que contengan:

a) Gases tóxicos o malolientes o sustancias capaces de producirlos.

b) Sustancias que puedan producir gases inflamables.

c) Residuos o cuerpos gruesos, capaces de producir obstrucciones (lana, pelo,

estopa, trapos, etc.).

d) Sustancias que por sus productos de descomposición o combinación puedan

producir obstrucciones, incrustaciones o corrosiones.

e) Residuos provenientes de la depuración de líquidos residuales.

f) Líquidos intensamente coloreados o de olor muy ofensivo.

g) Sustancias que interfieran los procesos de depuración en las plantas de

tratamiento o de autodepuración en el curso receptor.

h) Sustancias capaces de producir olor y sabor en planta de potabilización de

agua o que por su naturaleza interfieran en el tratamiento de agua para consumo.

i) Sustancias tóxicas.

7.5.5.2.1 Líquidos cloacales

Cuando el conducto pluvial sea la única posibilidad de evacuación de líquidos de

origen cloacal, podrá autorizarse la descarga con carácter precario, previo

tratamiento y siempre que el líquido final se ajuste a los siguientes requisitos:

1. No tendrá olor ni coloración intensos y no deberá contener sólidos

sedimentables en 2 horas ni sulfuros.

2. Demanda de cloro: el líquido cloacal, después de tratado, deberá clorarse

hasta satisfacer su demanda de cloro.

3. D.B.O: para cada conducto pluvial se establece un valor de D.B.O., el cual no

debe ser sobrepasado por la D.B.O. de los líquidos que descargan en el mismo.

En caso que se exceda este límite y cuando el líquido cloacal contenga sólidos

en suspensión, estos deberán eliminarse del efluente antes de su descarga.

7.5.5.3 Descargas directas en los cursos de agua

21



3. Sólidos sedimentables en 10 minutos de naturaleza compacta (arena, tierra):

deberán ser menores de 0,5 ml/l.

4. Sólidos sedimentables en 2 horas: se exigirá su eliminación cuando sea

aconsejable por las características o por el estado higiénico del curso de agua

receptor del efluente o por el uso a que se destine el agua del mismo, en las

inmediaciones de la descarga.

5. D.B.O.: para cada curso de agua se establece un valor de D.B.O. el cual no


6. Oxígeno consumido total: este dato sólo se tendrá en cuenta para juzgar la

calidad del efluente, cuando no puede realizarse la D.B.O. En ese caso, el

consumo de oxígeno del líquido residual no deberá sobrepasar el valor límite de

consumo de oxígeno establecido para el correspondiente conducto.

7. Demanda de cloro: cuando por la naturaleza o el origen del líquido residual se

considere necesario, se podrá exigir la cloración del mismo hasta satisfacer su

demanda de cloro.

8. Sulfuros: deberán ser menores que 1 mg/l.


mg/l.

No se admitirá la descarga directa en los cursos de agua de líquidos residuales

que contengan:

a) Gases tóxicos o malolientes o sustancias capaces de producirlos.


c) Residuos o cuerpos gruesos (lana, pelo, estopa, trapos, etc.).

d) Residuos provenientes de la depuración de líquidos residuales.

e) Líquidos intensamente coloreados o de olor muy ofensivo.

f) Sustancias que interfieran en los procesos de autodepuración en el curso

receptor.

g) Sustancias capaces de producir olor y sabor en plantas de potabilización de

agua o interfieran en el tratamiento de agua para consumo.

22

7.5.5.3.1 Líquidos cloacales

Cuando el curso de agua sea la única posibilidad de evacuación de líquidos de

origen cloacal, podrá autorizarse la descarga con carácter precario, previo

tratamiento y siempre que el líquido final se ajuste a los siguientes requisitos:

1. No tendrá olor ni coloración intensos y no deberá contener sólidos

sedimentables en 2 horas ni sulfuros.

2. Demanda de cloro: el líquido cloacal, después de tratado, deberá clorarse

hasta satisfacer su demanda de cloro.

3. D.B.O.: para cada curso de agua, se establece un valor de D.B.O., el cual no


En caso que se exceda este límite y cuando el líquido cloacal contenga sólidos

en suspensión, estos deberán eliminarse del efluente antes de su descarga.

7.5.5.4 DESCARGAS A POZOS ABSORBENTES Y POZOS EXCAVADOS O

PERFORADOS HASTA CUALQUIER MANTO NATURAL DE AGUA


2. Sólidos sedimentables en 2 horas: deberán ser inferiores 1 ml/l.

3. D.B.O. (5 días, 20°C) del líquido sedimentado: no deberá superar 200 mg/l.

4. Oxígeno consumido total (a determinar cuando no pueda realizarse la D.B.O.):

no deberá superar los 80 mg/l.

5. Sulfuros: deberá ser menor que 5 mg/l.


mg/l.

No se admitirá la descarga directa en los pozos, de líquidos residuales que

contengan:

a) Grasas, tóxicos o sustancias capaces de producirlos.


c) Residuos provenientes de la depuración de líquidos residuales.

d) Líquidos intensamente coloreados o de olor muy ofensivo.

e) Sustancias que puedan producir la inutilización del acuífero para satisfacer las

necesidades de abastecimiento público y privado, industrias, irrigación, etc.

23

f) Sustancias capaces de producir olor y sabor en el tratamiento del agua o

interfiera en ese tratamiento.

24

CAPITULO DOS

2 ESTUDIOS PRELIMINARES

2.1 Aspectos Históricos

PARROQUIA LA VILLEGAS

En el cantón La Concordia existían tres recintos, cuyos habitantes desde algunos

años atrás, inclusive antes de la creación del cantón, han solicitado que sus

correspondientes lugares de residencia y sectores aledaños, sean elevados a la

categoría de parroquias rurales; estas son: Monterrey, La Villegas y Plan Piloto.

En el año 2010, ciudadanos del recinto la Villegas, plantean la creación de una

parroquia rural, con la cabecera en dicha localidad, abarcando todo el sector sur

del cantón e incluyendo a los tres sectores anotados; tal planteamiento, que tiene

una razonable lógica, desde el punto de vista técnico, no recibe la aprobación de

la mayoría de los moradores del área, quienes solicitan la creación de las tres

parroquias rurales, llegando a señalar que, la creación de una sola, daría lugar

a tantos conflictos sociales y administrativos, que preferirían, en tal caso,

mantenerse en su actual situación.

El Gobierno Cantonal de La Concordia, en atención al requerimiento, resuelve

plantear los tres proyectos de parroquialización, para lo cual se realiza sesiones

en las que se forman comités de parroquialización; la definición de los perímetros

de los proyectos de creación causa mucho desacuerdo pero el día 21 de junio

del 2010 los representantes de las tres parroquias rurales firman los límites que

separan a las futuras parroquias.

2.2 Aspectos Físicos Generales

2.2.1 Localización

25

La Villegas es una parroquia rural del cantón La Concordia y se ubica al sur-oeste

del cantón La Concordia, pertenece a la provincia de Santo Domingo de Los

Tsáchilas; sus colindancias son: al norte hasta los límites del cantón La

Concordia; al sur: con San Jacinto del Búa, del cantón Santo Domingo, provincia

Santo Domingo de los Tsáchilas; al este: por la parroquia rural Plan Piloto, del

cantón La Concordia, provincia Santo Domingo de los Tsáchilas; y al oeste: por

la parroquia rural Monterrey, del cantón La Concordia, provincia Santo Domingo

de los Tsáchilas VER (anexo 1: UBICACIÓN GEOGRÁFICA).

Geográficamente está localizada en las siguientes coordenadas:

Longitud: 673600 E

Latitud: 9994000

2.2.2 Extensión Territorial

La extensión territorial es de aproximadamente 58,24 km², conformada por

pendientes del 0 al 5% y en un 70% prevalece la topografía plana la altitud fluctúa

entre 205 y 230 m.s.n.m., está población no dispone de una estación de control

climático y algunos datos utilizados en la memoria técnica se han tomado de la

estación La Concordia localizada a una distancia muy corta y un medio físico

similar al de La Villegas.

2.2.3 Levantamiento Topográfico y Mapas

El levantamiento topográfico consiste en una serie de actividades cuyo propósito,

es describir la configuración y posición de la superficie de la tierra que sobresalen,

elementos naturales y artificiales permanentes; existen diversos métodos, pero

el empleado para este caso es el levantamiento taquimétrico debido a que se

requiere determinar coordenadas y cotas de los puntos de la superficie; utilizando

la estación total, que es el más adelantado equipo para toma y registro de datos

en nuestro medio.

26

Teniendo en cuenta que toda nivelación tiene que estar referida a una marca de

nivelación o B.M. (Banco de Marca), proporcionado por el IGM (Instituto

Geográfico Militar), esta nivelación debe ser ubicada en el eje de la calle y a una

distancia de 20 ó menos.

El resultado es un plano georeferenciado que por lo general se efectúa a escala

1:2000 ó 1:2500, del lugar o superficie en estudio. Las curvas de nivel, se harán

de preferencia a cada metro, indicando a su vez la elevación; este plano servirá

para varias aplicaciones de diseño: riego, drenaje, caminos u otros proyectos.

Fuente: http://www.geoportaligm.gob.ec/portal/index.php/descargas/geoinformacion/mapas-tematicos-provinciales/

27

2.3 Servicios Básicos

2.3.1 Vías de Acceso

Fuente: Google Maps

La Villegas se comunica con el cantón La Concordia por medio de la vía La

Concordia – Pto Nuevo la misma que se conecta con la vía El Carmen –

Pedernales; Y por medio de la vía Esmeraldas – Quinindé – Concordia – Sto.

Domingo de los Tsáchilas, con la capital Santo Domingo de los Colorados a una

distancia aproximada de 45 km; en la actualidad esta carretera está siendo

ampliada a seis carriles y reconstruida con una carpeta de hormigón rígido.

Otro eje vial de importancia es la carretera La Concordia – Monterrey – Puerto

Nuevo que es pavimentada; además en el sector occidental existen carreteras y

caminos vecinales que permiten la interrelación con las localidades y áreas de la

jurisdicción como la carretera Villegas – Monterrey – Bocana del Búa VER (anexo

2: UBICACIÓN DEL PROYECTO).

2.3.2 Infraestructura

La infraestructura de la parroquia La Villegas está constituida por:

Avenidas y calles algunas asfaltadas, adoquinadas y la mayoría lastradas.

28

Transporte, con una sola compañía para la entrada a la parroquia.

Dos parques o plazas con sus respectivas canchas deportivas (el parque

central posee una cancha de futbol con césped sintético), y espacios de

uso múltiple.

Energía eléctrica: La población está dotada de energía eléctrica durante

las 24 horas, la misma que proviene de Santo Domingo. La generación

eléctrica sirve para proveer de energía para el consumo doméstico,

residencial permanente, comercial y de alumbrado a ciertas calles.

Un sub-centro de salud.

Un mercado municipal que consta de un nivel.

Unidad de policía comunitaria, integrada por cuatro policías.

En lo que respecta a telefonía convencional, está dado por una central de

Andinatel, pero únicamente es del 40% de las viviendas que cuentan con

este servicio; a más de la telefonía móvil.

Dos lubricadoras.

Un cementerio.

Dos tiendas con nexos bancarios.

Templos religiosos católicos y evangélicos.

2.3.3 Rutas

El acceso a la población objeto del presente estudio, se lo hace a través de la vía

asfaltada Santo Domingo – Esmeraldas, en el kilómetro 40,0 y un kilómetro antes

de La Concordia, posee un desvío desde el cual se parte hacia La Villegas

recorriendo 10,8km. , en carretera de tercer orden y de uso permanente.

Es importante anotar que al sur de la población salen dos carreteras de tercer

orden formando una Y, la una se dirige hacia Plan Piloto y a San Jacinto, la

segunda carretera va con dirección hacia San Vicente del Búa para luego pasar

por San Jacinto y finalmente llegar a la vía Santo Domingo – Chone.

De igual manera estas dos vías de tercer orden pueden utilizarse como ingreso

a La Villegas, Estas vías de acceso permite una comunicación directa entre la

29

población y localidades aledañas ocasionando un incremento positivo entre las -

actividades sociales y comerciales.

Tabla 2.1. Distancia y tiempos aproximados desde ciudades importantes hacia la población en estudio.

DISTANCIAS Km TIEMPO (h)

Quito - La Villegas 151,0 3,5

Santo Domingo - La Villegas 49,0 1,0

Quinindé - La Villegas 56,0 1,0

Esmeraldas - La Villegas 150,0 2,5

La Concordia - La Villegas 10,8 0,5

Para el transporte de pasajeros y cargas existe una sola cooperativa “Monterrey”

y rancheras que realizan el servicio entre La Villegas, Monterrey y Bocana del

Búa, La Concordia, Plan Piloto, Santo Domingo, Quinindé y Esmeraldas.

2.3.4 Puentes

La Villegas presenta dos puentes ubicados sobre los ríos El Conejo (9991624N;

672694E) y El Diablo (9992222N; 673108E).

Río Conejo Río Diablo

30

Puente sobre el Río Conejo Puente sobre el Río Diablo

2.3.5 Drenajes

La mayoría de las viviendas poseen servicios higiénicos y letrinas con pozos

ciegos, individuales; otras viviendas carecen de letrinas y pozos, por consiguiente

lanzan las aguas negras y los desechos a los terrenos circundantes y otras

viviendas descargan las aguas negras directamente a los esteros de invierno.

2.3.6 Centros Educativos

La parroquia La Villegas existen cinco unidades educativas: una de nivel

bachillerato, cuatro de institución general básica y una de instrucción inicial.

2.3.6.1 Establecimientos a Nivel Superior

31

La Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, tiene en La Villegas

una extensión, la cual funcionaba hasta el año 2012, en la carrera de

Jurisprudencia; ofrecía servicio de asesoría jurídica gratuita.

2.3.6.2 Establecimientos a Nivel de Bachillerato

La Villegas cuenta con una sola unidad educativa, colegio Gustavo Becerra Ortiz

a la que concurren 306 alumnos; y brinda las siguientes especialidades en:

Técnico Industrial en Mecanizado y Conducciones Metálicas

Técnico Industrial Electromecánica.

Técnico Industrial Automotriz.

Técnico en Contabilidad y Administración.

Bachiller en Producción Agropecuaria.

2.3.6.1 Establecimientos a Nivel de Educación General Básica

Existen tres establecimientos de instrucción primaria:

Antonio Alomía Llory con 428 alumnos.

Carlos Garbay Montesdeoca con 263 alumnos.

José de la Cruz con 230 alumnos.

Víctor Manuel Villegas con 190 alumnos.

33

2.3.6.1 Establecimientos a Nivel Inicial

Con un solo establecimiento Centro Integral del Buen Vivir “Niños Sanos” el cual

brinda atención a 45 niños.

2.3.7 Centros de Salud

34

Un sub-centro de salud dependiente del Ministerio, localizado al sur-este de la

población, atendido por 2 médicos (general, odontóloga) y una enfermera.

2.4 Descripción de Aspectos Socio – Económicos

2.4.1 Actividad Económica

La principal actividad económica de los habitantes de esta parroquia es la

producción agrícola y ganadera, debido a las condiciones favorables de la zona

que posee abundantes lluvias y buena calidad del suelo, los principales

productos de la zona son: caña de azúcar, banano, cacao, café, yuca, arroz,

abacá, palmito, macadamia, pimienta, caucho y productos de ciclo corto como

cítricos, entre otros, variedades de granos, los que son comercializados en la

parroquia y en La Concordia, son productos de muy buena calidad, también se

dedican en pequeña escala a la avicultura, a la crianza y venta de chanchos,

comercializan la leche que es un producto de excelente calidad, lo que les

permiten tener ingresos extras para su economía familiar.

La producción agrícola ha dado margen al desarrollo de varias industrias;

actualmente existen extractoras de aceite de palma africana, desfibradoras de

abacá, procesadoras de café, aserraderos, etc.; infraestructura que da trabajo a

muchos habitantes del área.

2.4.2 Vivienda

35

Las mejores viviendas se pueden encontrar en la parte sur de la parroquia, son

las que están construidas con estructuras firmes de hormigón y de madera,

paredes de ladrillo o bloque de cemento a diferencia que en la parte norte en su

mayoría son viviendas con características rústicas, paredes y piso de caña con

cubierta de zinc, las que no cuentan con los servicios indispensables.

La actividad de la construcción de viviendas es de poca importancia, debido a los

altos costos de materiales de construcción, en el sector hay disponibilidad de

mano de obra medianamente calificada para trabajos constructivos, pero los

principales materiales de construcción deben ser adquiridos en otros centros de

abastecimiento como: Santo Domingo, Quinindé, La Concordia, etc.

2.4.3 Población

Aproximadamente la mayoría de la población es gente mestiza, habiendo una

completa ausencia de habitantes de raza indígena, toda la gente habla castellano

pero tiene un nivel cultural bajo, pero trabajadores con deseos de superación

para su parroquia.

2.5 Aspectos Sanitarios7

2.5.1 Sistemas Actuales de Suministro de Agua para Consumo Humano

7 Ampliación del Sistema de Agua Potable y Diseño del Sistema de Alcantarillado para la población de “La Villegas”

36

2.5.1.1 Planta de agua potable

Se encuentra ubicada en el centro de la población a la margen izquierda de la vía

que conduce a Monterrey y está conformada por: captación (pozo profundo,

bombeo No1), tratamiento (aereador y cloración), reserva baja (v= 47,7𝑚3),

estación de bombeo No2

Captación (pozo profundo).- El pozo fue construido en el año 1975 por el Instituto

Ecuatoriano de Obras Sanitarias, con una tubería de revestimiento plástica de un

diámetro de 8” y empaque de grava, la profundidad del pozo alcanzo a 44,8m. ,

el caudal de explotación se recomendó en 4,16 l/s.

Ciertas instalaciones se encuentran en buenas condiciones, los equipos de

bombeo fueron instalados por medio de la división de aguas subterráneas en el

año 1981. Actualmente el caudal de bombeo determinado en el tanque de

almacenamiento mediante aforos es de 4,5 l/s, caudal condicionado por la

capacidad de la bomba, tubería de revestimiento y tamices (plásticos).

Línea de bombeo.- Del pozo del agua se bombea hacia el aereador, mediante

una tubería de hierro galvanizado de 75mm., y una longitud de 42m., además

provista de una válvula de retención y desagüe que permitan un adecuado

funcionamiento.

Tratamiento.- El tratamiento existente consiste en un aereador de bandejas o

charoles, ubicado en la parte superior de la oficina de recaudaciones del consumo

de agua y la torre está conformada por cinco bandejas de tol inoxidable, este

proceso sirve para remover el exceso del gas anhídrido carbónico que

generalmente presentan las aguas subterráneas.

El caudal aereado pasa al tanque de reserva (bajo) en el cual se realiza otro

tratamiento que es la cloración, con la finalidad de cumplir con el proceso de

desinfección del agua.

37

Reserva baja.- El tanque de reserva es de forma circular, ha sido construido de

hormigón armado y se encuentra, semienterrado su capacidad es de 47,7m3., su

buen mantenimiento hace que se encuentre en excelentes condiciones de

servicio.

El tanque por encontrarse semienterrado la cota a la que se encuentra el

sumidero es baja, desde el cual se succionan hacia el tanque elevado y además

está instalado en este sitio el desagüe, lo cual afecta para la red de alcantarillado

puesto que se debe profundizar la red adyacente a la planta para poder evacuar

todos los desagües de la planta, especialmente de este.

38

Estación de bombeo No. 2.-En esta estación se encuentran instaladas dos

bombas centrífugas de eje horizontal, para conducir el agua de la reserva baja

hacia el tanque elevado, estás bombas son de iguales características.

El bombeo se realiza de forma intermitente seis horas la una y 6 horas la otra

bomba bombeando de la siguiente manera:

De 06h00 a 12h00 primera bomba

De 12h00 a 18h00 segunda bomba

Las bombas se encuentran desgastadas por lo cual deberá cambiarse o

realizarse un mantenimiento continuo

Otras estructuras.- Está conformado por construcciones que sirven para el buen

desenvolvimiento y funcionamiento de la planta, así tenemos: casa del guardián

y operador, oficina de recaudaciones, bodega, etc. Las que se encuentran en

buenas condiciones.

2.5.1.2 Conducción

La conducción es forzada y el agua es bombeada desde el tanque de reserva

bajo hacia el tanque elevado, se lo hace mediante una tubería de PVC – presión

de diámetro de 3” hasta la parte baja del tanque y luego con tubería de hierro

galvanizado de diámetro de 3” hacia la parte alta de esta estructura. Todos los

accesorios y tuberías se encuentran en buenas condiciones.

39

2.5.1.3 Tanque elevado

El volumen de este tanque es de 17m3., y procura ofrecer una conveniente

presión de servicio a la población, el funcionamiento hidráulico de este tanque

está en función del período y caudal de bombeo, el servicio desde el mismo es

continuo durante las horas de bombeo, debido a que el caudal bombeado no es

suficiente para cubrir las necesidades actuales de la población; la altura de la

columna donde se encuentra el tanque es de 20m.

2.5.1.4 Red de distribución

Del tanque elevado sale el caudal mediante una tubería de hierro galvanizado de

3” de diámetro para luego a nivel de terreno unirse a una tubería de asbesto

40

cemento de diámetro de 3” que se dirige por la calle B hasta una distancia de

230metros, donde se reduce a un diámetro de 2” de PVC, para distribuirse con

este diámetro en el sector sur y luego reducirse a un diámetro de 1 ½” de PVC

al cruzar el barrio Los Laureles.

De la parte baja del tanque también sale una tubería de PVC con un diámetro de

2” hacia la parte norte y luego reducirse a un diámetro de 1 ½” de PVC.

Debe anotarse que en los dos ramales finales de las calles B y C, se encuentran

instaladas mangueras de polietileno de ½” de diámetro.

2.5.1.5 Conexiones domiciliarias

Las conexiones domiciliarias son derivaciones de polietileno de ½” para las

viviendas que poseen dicha conexión.

2.5.2 Formas de Eliminación de Excretas y Orines en la Actualidad

Descarga de las aguas residuales domiciliares en la calle M intersección con la calle Velasco

Ibarra y en el estero sin nombre.

Debido a las encuestas realizadas: Encuesta Sanitaria y Capacidad de Pago,

se concluye que en la parroquia rural La Villegas no existe un sistema de

alcantarillado sanitario para la disposición de aguas servidas y eliminación de

excretas, la mayoría de las viviendas poseen servicios higiénicos y letrinas con

41

pozos ciegos, individuales; otras viviendas carecen de letrinas y pozos, por

consiguiente lanzan las aguas negras y los desechos a los terrenos circundantes

y otras viviendas descargan las aguas negras directamente a los esteros de

invierno Ver:(anexo 4: RESULTADOS DE LAS ENCUESTAS).

Es necesario indicar que en el año de 1985, el Municipio de Santo Domingo

instaló 350m de tubería de hormigón simple de diámetro de 200mm., y tres pozos

de revisión bajos, ubicados en los puntos B5, B6 y B7 en la Av. Pichincha,

encontrándose en la actualidad totalmente taponados con materiales como:

piedras, tierra y basura, debido a que fueron construidos sin ninguna

planificación y mal diseño de las tuberías cuyas pendientes no son las adecuadas

y derivan problemas en la conducción de las aguas servidas por no alcanzar las

velocidades mínimas admisibles para evitar la sedimentación de los sólidos

suspendidos y su consecuente descomposición.8

Descarga de las aguas residuales domiciliares en la Av. Pichincha intersección con la calle

Quinindé; Caja de revisión sin conexión domiciliaria.

2.5.3 Formas de Eliminación de Desechos Sólidos

La recolección de desechos sólidos lo realiza la compañía Transmasomo S.A de

lunes a viernes, desde las 07h00 en adelante (hasta la hora que se termine); se

8 Tesis: Ampliación del Sistema de Agua Potable y Diseño del Sistema de Alcantarillado para la población de “La Villegas”

42

realiza por medio de cuatro operadores incluido el conductor que opera el camión,

de las tres personas restantes; dos recogen los desperdicios de la calle y

viviendas hacia el camión y la persona restante recicla separando los desechos

como cartón, plástico y vidrio para ser transportados los desechos hacia el

kilómetro 32 vía a Quito.

2.5.4 Infraestructura eléctrica existente en la zona de incidencia del

proyecto.

La Villegas cuenta casi en su totalidad con un sistema de distribución de energía

eléctrica a nivel domiciliario y de alumbrado público en el sector central de la

localidad.

43

CAPITULO TRES

3 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

3.1 Situación Actual

En la actualidad la parroquia rural La Villegas no cuenta con un sistema de

drenaje sanitario; por lo cual es necesario implementar este servicio a la

comunidad; y así evitar futuras enfermedades especialmente de tipo

gastrointestinal y de la piel, que pueden padecer los niños con frecuencia por ser

más vulnerables y el deterioro del ambiente que los rodea debido a la

contaminación que producen los sólidos y líquidos que escurren a los patios,

calles y monte; y así mejorar la calidad de vida de los ciudadanos de esta

parroquia y su entorno.

Se considera y propone que la parroquia disponga de un sistema de alcantarillado

de tipo separado, priorizando en la ejecución del sistema de alcantarillado

sanitario con lo cual se soluciona el aspecto de higiene, dejando para una

segunda etapa el sistema de evacuación pluvial. Su adopción se sustenta entre

otras en las siguientes consideraciones:

Se resuelve el problema sanitario mediante la eliminación de aguas

servidas y disposición de excretas a la parroquia.

Al realizar un sistema de alcantarillado separado se utiliza tubería de

menor diámetro en la red sanitaria, por lo cual resulta técnico y económico

para esta primera etapa.

El drenaje pluvial en esta población debido a sus condiciones topográficas

y ubicación puede solucionarse de forma natural siguiendo las pendientes

del terreno ya que posee rasantes no definidas de calles y aceras; y el

agua recogida de las viviendas puede ser utilizada en diversos usos dando

el debido tratamiento de ser requerido.

En sitios donde no sea posible diseñar el alcantarillado sanitario debido a

las características topográficas, se ha considerado como parte del sistema

44

efectuar fosas sépticas, con lo cual se soluciona en gran parte el aspecto

sanitario.

3.2 Tipo de Drenaje

Los sistemas de alcantarillado para la evacuación de las aguas negras y agua

lluvia, conocidos son tres: sanitario, pluvial y combinado; la elección o adopción

de alguno de estos sistemas dependerá de factores de tipo funcional y económico

que permita seleccionar la alternativa más adecuada, técnica, económica,

financiera y de menor impacto ambiental.

Sistema Sanitario: Es el conjunto de tuberías o canales para la recolección y

conducción de las aguas negras, entendiéndose como aguas negras a la

combinación de los líquidos o desechos acarreados por agua provenientes de

zonas residenciales, comerciales, escolares e industriales.

Fuente: Google Imágenes

Sistema Separado: Este sistema consiste en dos líneas de tuberías, una para

las aguas negras y otra para las aguas de lluvia, recolectadas y transportadas

independientemente, para proyectar un alcantarillado de este tipo es necesario

que también existan drenajes separativos en el interior de las edificaciones a

45

servir; están dispuestos según el eje de la calzada, a un metro de distancia entre

colectores y van paralelamente.

Fuente: http://www.slideshare.net/carlos1237/alcantarillado-pluvial

Sistema Combinado: Consiste en una sola línea de tubería para la recolección y

transportación de las aguas negras y aguas lluvia hasta la planta de tratamiento

y a su disposición final, con el propósito de disminuir el grado de contaminación

que llevan algunos ríos, riachuelos, drenes naturales; este sistema puede ser

adoptado en aquellas localidades donde existan situaciones que limitan el uso de

otro tipo de sistemas y en áreas urbanas densamente pobladas, donde los

volúmenes de aguas residuales son mayores que los de aguas lluvias o cuando

resulte ser la mejor alternativa.

Fuente: http://www.slideshare.net/carlos1237/alcantarillado-pluvial

46

CAPITULO CUATRO

4 NORMAS DE DISEÑO

Fórmula de Manning

La fórmula de Manning es la más empleada para el cálculo de velocidad,

diámetro y pendiente debido a su sencillez y porque se dispone de gran cantidad

de datos para estimar el coeficiente de rugosidad “n”. Además, es recomendada

en el cálculo de flujos con superficie libre y en conductos cerrados con sección

parcialmente llena, se define como:

𝑉 =0,03429 × 𝐷

23⁄ × 𝑆

12⁄

𝑛

S= Pendiente de la gradiente hidráulica (m/m)

n= Coeficiente de rugosidad de Manning

D= Diámetro interno de la tubería (m)

4.1 Periodo de Diseño

Se define como periodo de diseño al número de años durante los cuales funciona

sin ningún inconveniente o necesidad de ampliación ni adecuaciones; es decir,

el tiempo para el cual la obra trabaja al 100% de su capacidad y eficiencia, para

elegir el periodo de diseño adecuado se debe tener en cuenta:

Desarrollo socio-económico de la población.

Facilidad o dificultad para realizar ampliaciones

Crecimiento poblacional.

Financiamiento.

Capacidad de pago de los pobladores.

Topografía.

Comportamiento hidráulico

Vida útil de los materiales, estructuras y equipos.

47

Tabla 4.1. Vida útil de los materiales de un alcantarillado

COMPONENTE VIDA UTIL

(años)

Obras de captación 25 a 50

Diques grandes y túneles 50 a 100

Pozos profundos 10 a 25

Líneas de conducción en acero o hierro dúctil 40 a 50

Líneas de conducción en asbesto cemento o PVC 20 a 30

Plantas de tratamiento 30 a 40

Tanques de almacenamiento o distribución 30 a 40

Redes de distribución de acero o hierro dúctil 40 a 50

Redes de distribución de asbesto cemento o PVC 20 a 25

Otros materiales y equipos según especificaciones de fabricante

Variable

Fuente: Dílon Moya M. (2010), Alcantarillado Sanitario, Ecuador, UTA.

4.2 Secciones y Pendientes

El objeto de establecer límites en las pendientes en el cálculo de tramo por tramo

de la tubería es: evitar hasta donde sea posible la erosión de las mismas, seguir

hasta donde sea posible el perfil del terreno para obtener excavaciones mínimas,

tomando en cuenta la velocidad, la ubicación y topografía de la población a la

cual se dará servicio, debiendo calcularse como canales o conductos sin presión.

Señalando que la gradiente inicial y tentativa es asumida, siendo paralela a la

calzada, que en teoría es la más económica, para luego corregir de acuerdo a

los cálculos de la velocidad (V), esfuerzo cortante (τ) y factor de mayoración (F)

4.2.1 Pendientes mínimas

El valor de la pendiente mínima debe ser aquel que permita tener condiciones de

autolimpieza.

4.2.2 Pendientes máximas

48

La pendiente máxima admisible será calculada de acuerdo a las especificaciones

establecidas para los materiales seleccionados en función de su resistibilidad,

transporte, economía, técnica, etc.

4.3 Diámetros mínimos

Para alcantarillado sanitario, el diámetro mínimo debe ser de 200 mm, para

garantizar la circulación de agua a gravedad, en casos excepcionales, se puede

usar tubería de 150 mm en zonas accidentales o calles angostas, pero con

fuertes pendientes y adecuadas condiciones hidráulicas9.

En las redes de recolección y evacuación de aguas lluvias, y principalmente en

los primeros tramos, la sección circular es la más usual para los colectores. El

diámetro nominal mínimo permitido en redes de sistemas de recolección y

evacuación de aguas lluvias es 250 mm. Sin embargo, en casos especiales, en

particular para niveles de complejidad del sistema bajo y medio, y con plena

justificación por parte del diseñador, puede reducirse en los tramos iniciales a

200 mm10.

4.3.1 Secciones tipo de alcantarillas

Las secciones tipos para alcantarillas más comúnmente usados son de sección

circular y rectangular, pero existen otros tipos de formas como: herradura y forma

de huevo; cada cual tiene sus propias ventajas y desventajas.

Se debe tomar en cuenta las siguientes características para determinar el tipo de

sección:

Ventajas hidráulicas

Seguridad sobre carga superficial y presión del suelo

Economía en costos de construcción

Facilidad de mantenimiento

Requerimientos locales en el sitio de construcción

9 Normas IEOS Octava parte, Sistema de Alcantarillado. 10 Guías para el Diseño de Tecnologías de Alcantarillado OPS/CEPIS/05.169.

49

Figura 4.1 Secciones tipo de alcantarillas

Fuente: Ricardo Antonio Cabrera Tesis Apuntes de Ingeniería Sanitaria 2, Pág. 30

4.3.2 Materiales para tuberías

Para el diseño del alcantarillado se requiere materiales y estructuras fuertes, para

contrarrestar continuamente presiones externas, aunque no se requiere de gran

resistencia contra la presión interna; las tuberías más utilizadas en el Ecuador

son: tubos de concreto, tubos de concreto reforzado y tubos de cloruro de

polivinilo o (P.V.C)

4.3.2.1 Tubos de concreto

La utilización de tubos corrientes de concreto, prefabricados, para alcantarillas

de pequeñas dimensiones, son los más comúnmente usados en nuestro medio.

Para diámetros mayores de 0.60 m (24 pulgadas), el concreto debe armarse. Los

tubos de concreto se pueden conseguir en el mercado en diámetros de 6”, 8” con

una longitud total de 0.98 m., y una longitud útil de 0.9 m. En cambio, los tubos

de 12”, 15”, 18”, 21” y 24” tienen una longitud total de 1.29 m y una longitud útil

de 1.22 m.

4.3.2.2 Tubos de concreto armado

Para esta tubería será preciso instalar refuerzos longitudinales para mantener

los aros en su lugar y también para evitar roturas transversales, puesto que las

alcantarillas no trabajan a presión, excepto en casos especiales, el refuerzo se

50

basa, generalmente, tomando como condición principal la sobrecarga a que está

sujeta en la zanja.

Características de la tubería de concreto

La tubería en hormigón provee gran resistencia mecánica

Bastante económico

Atacado por aguas residuales, sulfatos, aceites

Rugoso

Instalación complicada y es necesario tener mucho cuidado en las juntas

Altos niveles de infiltración

Vida útil de 10 años (en condiciones óptimas de trabajo)

Mano de obra más costosa

4.3.2.3 Tubos de cloruro de polivinilo (P.V.C.)

El tubo de cloruro de polivinilo, abreviado P.V.C., puede ser adquirido

comercialmente en diámetros desde 0.10 m (4 pulgadas) hasta dos tipos de

uniones usadas para las juntas: empaques de hule y adhesivos, según normas

ASTM D-3034. VER (anexo 5: CATALOGOS DE TUBERÍA PVC).

Las características específicas de P.V.C. son las siguientes:

Se recomienda colocarlos en lechos de arena, por la flexibilidad de esta

clase de tubería.

Alta impermeabilidad en las juntas, que previene la infiltración del agua

subterránea.

Alta resistencia contra alcalinos y ácidos lo que hace su uso adecuado

cuando se drenan desagües de tipo industrial.

De fácil manipuleo y trabajo, debido a su peso ligero.

Superficie lisa que facilita la evacuación de aguas servidas.

4.3.3 Volumen de Excavación

51

El volumen de excavación es la cantidad de tierra que habrá que mover para la

colocación de la tubería, se calcula en base al prisma que se genera por la

profundidad entre dos pozos de visita, la distancia entre ellos y el ancho de la

zanja, que depende de la altura y el diámetro de la tubería.

𝑉 =𝐻1 + 𝐻2

2× 𝑑 × 𝑡

Figura 4.2 Detalle de volumen de excavación

Tabla 4.2 Ancho Mínimo de Zanja Angosta

DIÁMETRO NOMINAL

ANCHO DE ZANJA MINIMO ALTURA PROMEDIO

No. Diámetros

Pulg. cm 1,00

a 1,85

1,86 a 2,85

2,86 a 3,85

3,86 en

adel.

4" 4,3 18,0 45,5 0,50 0,5 0,55

6" 2,9 18,0 45,5 0,50 0,5 0,55

8" 2,9 24,0 61,0 0,65 0,7 0,75

10" 2,5 26,0 66,0 0,70 0,7 0,75

12" 2,4 30,0 76,0 0,80

15" 2,0 30,0 76,0 0,80 Fuente: Tubovinil, S.A. Norma ASTM 3034 Tubería PVC para Alcantarillado Sanitario, Pág. 9

52

Figura 4.3 Detalle de Zanja Angosta

Fuente: Tubovinil, S.A. Norma ASTM 3034 Tubería PVC para Alcantarillado Sanitario, Pág. 9

El ancho en el fondo será igual al diámetro externo de la campana de la tubería

más 20 cm. a cada lado para permitir la colocación adecuada de la tubería.

Tabla 4.3 Ancho Mínimo de Zanja


4.4 Comportamiento Hidráulico de la Sección

4.4.1 Hidráulica de Tubo Lleno

Para las alcantarillas que funcionan a tubo lleno se puede usar la fórmula de

Manning para calcular la velocidad, el caudal y el radio hidráulico.

DIÁMETRO NOMINAL

ANCHO DE ZANJA MINIMO

No. Diámetros

pulg. cm

4" 8,5 36,0 91,5

6" 5,7 36,0 91,5

8" 4,3 36,0 91,5

10" 4,0 42,0 106,5

12" 3,4 42,0 106,5

15" 3,1 48,0 122,0

53

𝑅 =𝐷

4

Dónde:

D= Diámetro (m)

Sustituyendo el valor de (R) en la fórmula de Manning para tuberías a sección

llena es:

𝑄 =0,397

𝑛× 𝐷

23⁄ × 𝑆

12⁄

En función del caudal, con: Q = VA

Dónde: Q = Caudal (m3/s)

A = Área de la sección circular (m2)

𝑄 =0,312

𝑛× 𝐷

83⁄ × 𝑆

12⁄

4.4.2 Hidráulica de Tubo Parcialmente Lleno

Para facilitar el cálculo a sección parcialmente llena, se utilizará el gráfico de

relaciones hidráulicas, para determinar la relación de gasto (q) a gasto total de la

alcantarilla (Q), la velocidad, área y altura del flujo a diámetro de alcantarilla; en

la gráfica de relaciones hidráulicas, se puede notar que la velocidad máxima

ocurre cuando la profundidad del flujo es aproximadamente 0.8 D, por lo que

54

generalmente los tubos en alcantarillados son diseñados para que el flujo máximo

alcance una altura de 0.75 a 0.80 D.

El ángulo central está expresado en grados sexagesimales:

D = Diámetro asumido expresado en mm

1000 = Sirve para transformar el diámetro en metros

Θ = Angulo expresado en Radianes

h = Calado de agua

Radio Hidráulico

R.hidr. = Radio hidráulico


1000 = Sirve para transformar el diámetro en metros


Sustituyendo el valor de R, en la fórmula de Manning para tuberías con sección

Parcialmente llena es:

𝑉𝑡𝑝𝑙𝑙 =0,397 × 𝐷

23⁄

𝑛× (1 − 360 × 𝑠𝑒𝑛𝜃

2 × 𝜋 × 𝜃)

23⁄

× 𝑆12⁄



n = Coeficiente de rugosidad de Manning

55

π = Valor constante = 3.1416

En función del caudal:

𝑄 =𝐷83⁄

[7257,15 × 𝑛(2 × 𝜋 × 𝜃)23⁄ ]× (2 × 𝜋 × 𝜃 − 360 × 𝑠𝑒𝑛𝜃)

53⁄ × 𝑆

12⁄



n = Coeficiente de rugosidad de Manning

π = Valor constante = 3.1416

4.5 Principios de Hidráulica en Cálculos de Desagües

El cálculo hidráulico del alcantarillado en mayor porcentaje se diseña como

canales cerrados en el cual las aguas residuales circulan por acción de la

gravedad, con excepción de sifones invertidos y tuberías de impulsión, que

trabajan siempre a presión, eventualmente se produce alguna presión debido a

la formación de gases y en el caso del alcantarillado pluvial cuando sea superada

la capacidad para la que fue diseñada.

Figura 4.4 Secciones de Canales


4.6 Velocidades Máximas y Mínimas Para el cálculo de la velocidad se debe tener en cuenta que está relacionada con

la pendiente del terreno, diámetro y el tipo de material de la tubería por utilizar la

fórmula de Manning, para así evitar, la sedimentación y desgaste de la tubería.

56

4.6.1 Velocidades Mínimas

En el diseño del alcantarillado, uno de los parámetros a calcular es la velocidad,

en cada uno de los tramos, a tubo lleno y tubo parcialmente lleno; en caso que

no se cumpla con la norma de la velocidad mínima de flujo, siempre y cuando la

topografía del lugar lo permita, se puede incrementar la pendiente de la tubería

para evitar futuros taponamientos y así impedir la sedimentación de sólidos,

acumulación de gas sulfhídrico y permitir que exista condiciones de autolimpieza;

si la solución no es practicable, se diseñará un programa especial de limpieza y

mantenimiento para el tramo o tramos afectados.

4.6.2 Velocidades Máximas

Los valores máximos admisibles para la velocidad máxima en los colectores

dependen del material por lo cual, es el fabricante el que proporciona este dato

para evitar el deterioro de las paredes de la tubería y de los pozos de revisión,

debido a las acciones erosivas.

Tabla 4.4 Velocidades máximas a tubo lleno según coeficiente de rugosidad del

material

MATERIAL V. MAX

(m/s n

H S Con uniones de mortero

4,0 0,013

H S Con uniones de neopreno para nivel

freático alto 3,5 - 4,0 0,013

Asbesto Cemento 4,5 - 5,0 0,011

Plástico 5,0 0,011 Fuente: Normas IEOS Tabla VIII.1

Se recomienda usar los valores de la tabla en función del material de la tubería

y coeficiente de rugosidad:

4.7 Profundidad y Separación de las Tuberías

57

El sistema de abastecimiento del agua potable y el de alcantarillado de aguas

negras deben separarse para evitar la contaminación del agua potable tanto en

altimetría como en planimetría:

En altimetría se debe tener en cuenta las siguientes características: con respecto

la red de alcantarillado con la red de agua potable debe quedar por debajo de los

acueductos con una separación de 30 cm, La intersección del alcantarillado

sanitario con el alcantarillado pluvial tendrá una separación mínima de 20 cm.

Con relación a la profundidad debe chequearse que la tubería tenga el adecuado

recubrimiento, para que no sea dañada con el paso de vehículos y peatones; el

recubrimiento mínimo de coronación con respecto a la superficie del terreno será

de 0,80 m, esto para tráfico liviano y tramos iniciales y para tráfico pesado y

tramos no iniciales será de 1,20 m.

Para planimetría: La ubicación del alcantarillado sanitario es al sur y al oeste a

1,5 m, es decir, en posición contraria a la red de agua potable y a 0,60 m en

pasajes; el alcantarillado pluvial como el alcantarillado combinado se ubica al

centro de las vías con una separación horizontal mínima igual a la anterior con

relación a los acueductos.

4.8 Partes de un Sistema de Desagüe

Cada tramo de colector diseñado debe presentar características y

especificaciones con respecto al: material de la tubería, longitud, diámetro,

pendiente, caudal de diseño y velocidad a tubo lleno y parcialmente lleno, niveles

hidráulicos al inicio y término del tramo.

4.8.1 Pozos de visita

Son estructuras sanitarias de forma circular, utilizadas como medios de

inspección, limpieza y mantenimiento, según las normas para la construcción de

alcantarillados, según las normas de la EMAAP-Q se recomiendan colocar pozos

de visita en los siguientes casos:

58

Al inicio de cabecera de la red.

En todo cambio de pendiente.

Si existe cambio de dirección.

Si existe cambio en la sección de los conductos.

En intersecciones de calle o si se definen futuras calles.

En tramos rectos cuyas distancias sean mayores a las indicadas.

Tabla 4.5 Distancias entre pozos de revisión en función del diámetro de tuberías

DIÁMETRO (mm)

DISTANCIA (m)

< 350 100

400 - 800 150

> 800 200 Fuente: SSA. Normas para Estudio y Diseño. 1993. p278

El diámetro del pozo de revisión deberá estar en función del mayor

diámetro de las tuberías que estén conectadas:

Tabla 4.6 Diámetros recomendados para pozos de revisión

DIÁMETRO DE LA TUBERÍA (mm)

DIÁMETRO INTERIOR DEL POZO (m)

menor de 550 0,9

600 - 800 1,2

mayor de 800 diseño especial

Fuente: Normas IEOS Tabla VIII.2

Pozos de Caída o de Salto: Los pozos de caída son estructuras especiales que

serán utilizadas cuando la diferencia de cotas entre la tubería de llegada y el

fondo del pozo exceda los 90 cm. Si se da el caso, será necesario usar una

tubería vertical y otra horizontal de manera que la entrada sea en el fondo del

pozo. De esta manera se evita la erosión del fondo del pozo y se facilita la

inspección, ya que no se generarán salpicaduras al personal que realiza

59

mantenimiento. Además, para evitar erosión y daño del tubo se lo recubrirá por

una capa de concreto.

4.8.1.1 Especificaciones para Pozos de Visita

Caso 1: Cuando llega una tubería y sale otra de igual o diferente diámetro.

θ1 = θ2 y θ1 ≠ θ2

La cota de la tubería de salida debe estar como mínimo 3,0 cm por debajo de la

cota de la tubería de entrada.

El diámetro de la tubería de salida θ2 no puede ser menor que θ1.

60

Caso 2:

Cuando a un pozo de visita entra dos o más tuberías y sale una o dos de igual

diámetro.

θ1= θ2= θ3= θ4

La cota de la tubería de salida de los ramales que pasan va a ser 3,0 cm por

debajo de la cota de la tubería que entra al pozo de visita y Solo una de las

tuberías que sale es de seguimiento o continuidad y todas las demás serán

ramales iniciales.

Caso 3:

Cuando a un pozo de visita llegan dos o más tuberías y sale una o dos y son de

distinto diámetro.

61

La cota se calcula:

1. la diferencia mínima de cota de plantilla entre los que empiezan y la cota del

más bajo de los ramales que pasen será igual o mayor al diámetro de esta última

tubería.

4.8.1.2 Procedimientos constructivos de pozos de visita

Los pozos en su parte superior tiene un marco y una tapa de hierro fundido o

concreto con una abertura neta de 0.60 a 0.60 m. Su profundidad es variable y

sus paredes suelen ser construidas de ladrillo, de barro cocido cuando son

pequeños y de hormigón cuando son muy grandes y profundos. El fondo de los

pozos de visita se hace regularmente de hormigón, dándole a la cara superior

una ligera pendiente hacia el canal abierto o los canales que forman la

continuación de los tubos de la alcantarilla. En los pozos de derivación o en

tuberías secundarias enlazadas con una alcantarilla más profunda. En los pozos

de visita profundos, se disponen escalones para que se pueda bajar a su

inspección y limpieza, suelen ser de varillas de hierro, empotradas en las juntas

de los ladrillos.

Figura 4.5 Detalles Típicos de Pozos de Visita y Empalme de dos, tres y cuatro

canales.

62

Fuente: Ricardo Antonio Cabrera, Tesis Apuntes de Ingeniería Sanitaria 2, Pág. 16

4.9 Conexiones Domiciliarias

Las conexiones domiciliarias o acometidas domiciliares, son tubería de pequeños

diámetros y accesorios, con pendiente mínima del 2% y máxima del 20%, que

van desde la casa o edificio a la alcantarilla pública, siendo necesario que el

empate de la conexión con la tubería central tenga un ángulo de 45° ó 60° por

medio de una silla que permitirá la hermeticidad en la unión de las dos tuberías.

4.9.1 Caja de Revisión

Las conexiones domiciliarias se inician con una estructura denominada caja de

revisión o domiciliaria de 0,60 X 0,60 m y la altura será la necesaria para cada

caso, ubicada entre la casa y la línea de servicio (vereda), construida de

mampostería o con tubos de concreto en cualquiera de los casos debe ser

impermeabilizada por dentro; tener en la parte superior una tapa para cumplir su

función y en el fondo tiene que ser fundido de concreto dejando la pendiente

respectiva para que fluya el agua por la tubería secundaria.

63

Figura 4.6 Planta conexión domiciliaria tipo

4.9.2 Tubería Secundaria

Figura 4.7 Conexión Domiciliares

64

Fuente: Juan Orozco

Tesis Diseño de Drenaje Sanitario, Pág. 26

Las tuberías secundarias son aquellas que conducen las aguas domiciliarias

recolectando las mismas desde las calles secundarias a las vías principales,

estas deberán tener una pendiente mínima del 2% y considerar las alturas en

las cuales se encuentran las casas con relación a la alcantarilla para no

profundizar demasiado la conexión aunque en algún momento no sea posible

debido a la topografía.

4.9.3 Procedimiento Constructivo de las conexiones domiciliares

Existen dos tipos de procedimientos para la instalación domiciliaria:

Mediante accesorios: Para alcantarillado se toma la norma ASTM 3034

con la gama de accesorios que presenta para facilitar la instalación como:

codos , yees, tees, etc

A base de silletas, cuya ventaja es ser utilizada en alcantarillados en

funcionamiento, es decir, sin interrumpir el servicio.

4.10 Tragantes

65

Los tragantes o también denominados generalmente sumideros, son aquellas

aberturas ubicadas en los puntos bajos y en todos los sitios donde exista

acumulación de aguas, evitando la circulación de materia sólida que pueda

obstruir el conducto, existen varios tipos de sumideros, pero sobresalen dos:

Sumidero de ventana o de Acera: Consiste en una abertura en la acera que

permite que el agua fluye en la cuneta, cuya ventaja es por su ubicación para no

interferir en el tránsito, pero su desventaja es que debe tener rejilla para evitar

que sedimentos y desperdicios sean acarreados al alcantarillado.

Sumidero de Rejilla en Calzada: Consiste en una caja cubierta por una rejilla de

hierro fundido cuyas barras pueden estar en sentido paralelo al flujo o de manera

diagonal para permitir el paso de bicicletas, se diferencian de los sumideros de

ventana debido a que presentan mayor captación del flujo, se recomienda realizar

mantenimiento permanente.

Según el ex IEOS, se recomienda sumideros de 30X46 cm cada 80 m de longitud

de la calle o uno en cada esquina de la manzana si esta longitud es menor de 80

m; las descargas de los sumideros se harán al pozo de revisión, en los sitios de

las calles donde se acumulen las aguas lluvias superficiales, se incorporarán

sumideros de bordillo directos, con una longitud máxima paralela a la vía de 1,50

m y válvula de clapeta en el pozo de revisión.

Figura 4.8 Planta de sumidero tipo

66

Figura 4.9 Corte sumidero tipo

4.11 Desfogue

Para la ubicación del desfogue se elige los puntos más bajos, para encauzar el

agua a un cuerpo en movimiento, para el sistema de drenaje sanitario debe ser

llevado hacia la planta de tratamiento cuya finalidad será la eliminación de

bacterias que existen en el agua y así devolverla al medio ambiente.

4.12 Tanque o Fosa Séptica

La fosa séptica es un recipiente hermético, diseñado en lugares donde no existe

alcantarillado, construido para recibir las aguas de desecho provenientes de

casas aisladas, escuelas o pequeños grupos, y cuya función es separar los

sólidos de los líquidos, suministrar una digestión limitada a la materia orgánica

retenida, almacenar los sólidos y permitir que el líquido clarificado sea

descargado para su posterior tratamiento y disposición

Figura 4.10 Fosa Séptica de dos Compartimientos

67

Fuente: Ricardo Antonio Cabrera,

Tesis Apuntes de Ingeniería Sanitaria 2, Pág. 127

Es un método simple, seguro, conveniente y satisfactorio para la disposición de

aguas residuales. El mantenimiento es sencillo, al igual que su construcción ya

que son de ladrillo, block o concreto armado, pero también existen prefabricadas;

son de forma rectangular o redondas; el costo es relativamente económico y

ofrece la seguridad de un buen tratamiento.

4.13 Especificaciones Generales de Construcción

Las aguas negras domiciliares llegan a la fosa por medio de una T que descarga

a una profundidad no inferior a 0.60m del nivel del agua (con el fin de no crear

corrientes y turbulencias) La salida del agua sedimentada se efectúa también a

través de una T colocada en el extremo opuesto y que penetra por lo menos un

metro.

La cabeza superior se deja destapada y colocada para permitir el escape de

gases por el tubo del efluente, es posible colocar tabiques o pantallas difusoras

en reemplazo de las T de entrada y salida, en cuyo caso suelen colocarse a unos

0.20 ó 0.30 m de los respectivos orificios.

68

Los principales factores que deben tenerse en cuenta para fijar la capacidad y

dimensiones del depósito séptico son:

Caudal medio diario de las aguas residuales

190 lts. X persona/día para vivienda

98 lts. X persona/día para campamentos

64 lts. X persona/día para escuelas diurnas

El período de retención, que varía de 1 a 3 días y que suele ser de 24

horas.

Volumen y espacio necesario para acumulación de fangos, para un

período de limpieza de 2 a 3 años.

30 a 60 lts. X persona (para 2 años)

Relación longitud: ancho

Longitud: 2 a 3

Ancho 1 1

Tabla 4.7 Viviendas Particulares

No. Max. De

personas servidas

Cap. Liquida nominal

del depósito

lt.

DIMENSIONES RECOMENDADAS m

A h H

ancho Prof. Capa

liquida

Prof. Total

4 1,89 0,91 1,22 1,52

6 2,27 0,91 1,22 1,52

8 2,84 1,06 1,22 1,52

10 3,40 1,06 1,38 1,68

12 4,16 1,22 1,38 1,68

14 4,92 1,22 1,38 1,68

16 5,68 1,38 1,38 1,68 Fuente: Ricardo Antonio Cabrera,


69

Tabla 4.8 Campamentos y Escuelas

No. Max de personas servidas Cap. Liq. Nominal

del depósito

en lt

Dim. Recomendadas en metros

Campamentos Escuelas diurnas

ancho largo Prof. Capa

líquida

Prof. Total

40 60 3,78 1,22 2,59 1,22 1,52

80 120 7,56 1,52 3,35 1,52 1,89

120 180 11,34 1,82 4,11 1,52 1,89

160 240 15,12 1,82 5,48 1,52 1,89

200 300 18,9 2,28 5,48 1,52 1,97

240 360 22,68 2,43 6,09 1,52 1,97

280 420 26,46 2,59 6,09 1,68 2,13

320 480 30,24 2,59 7,11 1,68 2,13 Fuente: Ricardo Antonio Cabrera,


70

CAPITULO CINCO

5 ESTUDIOS DE POBLACION

5.1 Población de Diseño

Una parroquia, es un área conformada por un conjunto de habitantes o

personas dedicadas especialmente a la agricultura y ganadería, la cual

crece por nacimientos e inmigraciones y decrece por muertes y

migraciones, también puede crecer por otros factores como

concentraciones humanas y/o redistribuciones urbanas.

Para determinar la población de diseño o el número de habitantes para

los cuales ha de diseñarse, es necesario estudiar las características

socio-económicas y culturales de los habitantes a lo largo de los años

para así observar el desarrollo que ha tenido, a lo largo del tiempo,

especialmente en lo referente al desarrollo industrial, comercial y

turístico de la zona en estudio.

La población presentará un crecimiento vegetativo, es decir, en espacio

y oportunidad económica limitados. En este caso, la curva de crecimiento

de la población tiene forma de S y presenta tres etapas de crecimiento,

según se indica en la figura en donde:

Figura 5.1 Curva de crecimiento

Fuente: Apuntes de clases, Ing. Latorre

71

AB = Crecimiento temprano con índice creciente. Crecimiento geométrico.

BC= Crecimiento intermedio con índice constante. Crecimiento lineal.

CD = Crecimiento tardío con índice decreciente. Crecimiento logarítmico.

D= Población de saturación1

5.2 Métodos de estimación de la Población Futura11

La población de diseño se calcula en base a los censos realizados; en el

Ecuador se dispone de censos realizados por el Instituto Nacional de

Estadísticas y Censos INEC, pero puede haber otras entidades que

dispongan de otros recuentos poblacionales, para determinar la población

flotante se tendrá en cuenta las características de la misma; mientras que

para el cálculo de la población futura se harán proyecciones de crecimiento

utilizando por lo menos tres métodos conocidos:

Tabla 5.1 Años en los cuales el INEC ha realizado censos

CENSOS

1950

1962

1974

1982

1990

2001

2010

Existen diversos métodos para determinar el crecimiento de la población; los

más frecuentes por su versatilidad y adaptabilidad a las diferentes

condiciones de las características de las poblaciones, son:

Método del crecimiento lineal

11 Guías para el Diseño de Tecnologías de Alcantarillado OPS/CEPIS/05.169.

72

Método del crecimiento geométrico

Método del crecimiento logarítmico

5.2.1 Crecimiento lineal

Si el aumento de la población es constante e independiente del tamaño de ésta,

el crecimiento es lineal. Si P es la población y T es el tiempo, entonces:

𝑑𝑃

𝑑𝑇= 𝐾𝑎

𝑑𝑃 = 𝐾𝑎 × 𝑑𝑇

Integrando entre los límites de último censo (uc) y censo inicial (ci), se tiene:

𝐾𝑎 =𝑃𝑢𝑐 − 𝑃𝑐𝑖𝑇𝑢𝑐 − 𝑇𝑐𝑖

En donde:

𝐾𝑎= Pendiente de la recta

𝑃𝑢𝑐= Población del último censo

𝑃𝑐𝑖= Población del censo inicial

𝑇𝑢𝑐= Tiempo del último censo

𝑇𝑐𝑖= Tiempo del censo inicial

Podrá tomarse un valor de 𝐾𝑎 promedio entre los censos o un 𝐾𝑎 entre el primer

censo y el último censo disponible. Por tanto, la ecuación de proyección de

población será:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 + 𝐾𝑎(𝑇𝑓 − 𝑇𝑢𝑐)

En donde:

𝑃𝑓= Población proyectada

73

𝑇𝑓= Población del último censo

El método de proyección lineal es un método completamente teórico y rara vez

se da el caso de que una población presente este tipo de crecimiento.

5.2.2 Crecimiento geométrico

El crecimiento será geométrico si el aumento de población es proporcional al

tamaño de ésta. En este caso, el patrón de crecimiento es el mismo que el de

interés compuesto, el cual se expresa así:

𝑃𝑓 = (𝑃𝑢𝑐 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐

En donde r es la tasa de crecimiento anual, calculada a partir de la ecuación

anterior, se remplaza el subíndice f por uc y uc por cí, y se despeja el término r

para obtener la siguiente ecuación:

𝑟 = (𝑃𝑢𝑐𝑃𝐶𝑖)

1𝑇𝑢𝑐−𝑇𝑐𝑖⁄

Este último valor es remplazado en la primera ecuación a fin de calcular la

proyección de la población.

𝑃𝑓 = {𝑙𝑛𝑃𝑢𝑐𝑃𝑐𝑖

𝑡𝑢𝑐 − 𝑡𝑐𝑖} × (𝑇𝑓 − 𝑇𝑢𝑐)

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 × 𝑒

5.2.3 Crecimiento logarítmico

74

Si el crecimiento de la población es de tipo exponencial, la población se proyecta

a partir de la siguiente ecuación:

𝑘𝑔 = (𝑇𝑓 − 𝑇𝑐𝑖)

𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 × 𝑒

Donde:

𝐾𝑔 =𝑙𝑛𝑃𝑐𝑝 − 𝑙𝑛𝑃𝑐𝑎𝑇𝑐𝑝 − 𝑇𝑐𝑎

El subíndice cp corresponde al censo posterior y el subíndice ca, al censo

anterior.

La aplicación de este método requiere el conocimiento de por lo menos tres

censos, ya que al evaluar un 𝐾𝑔 promedio se necesita un mínimo de dos valores

de 𝐾𝑐.

5.3 Población Adoptada para el Diseño

Los datos de población se han obtenido de los estudios realizados por el Instituto

Nacional de Estadísticas y Censos INEC; los valores de la población con los que

se cuenta para la estimación futura de la misma se ha registrado de la siguiente

manera: VER (anexo 6: DATOS DE POBLACIÓN OBTENIDOS EN EL INEC)

Tabla 5.2 Censos de Población de La Villegas

FUENTE CENSO POBLACION

INEC 2001 227

INEC 2010 887

Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (I NEC)

5.3.1 Índice de Crecimiento

75

La tasa de crecimiento poblacional, tasa de crecimiento demográfico o rata de

crecimiento es la tasa que indica el crecimiento o decrecimiento de la población,

es decir, se refiere al cambio en la población durante un período expresado como

porcentaje, se refiere a la diferencia entre la tasa de natalidad menos la tasa de

mortalidad, cuyos datos son obtenidos a través de la información del número

anual de nacimientos y de defunciones obtenida del Registro civil de cada país.

Un valor positivo del crecimiento indica que la población está aumentando,

mientras que uno negativo indica la declinación de la población y un cociente del

crecimiento de cero indica que había el mismo número de gente en los dos

tiempos.

5.3.1.1 Determinación del Índice de Crecimiento

Por medio del método matemático el índice de crecimiento se obtiene de

la siguiente manera:

Método Aritmético

𝑟 =𝑃𝑓 − 𝑃𝑎

𝑃𝑎 × 𝑛− 1

Donde:

r = Índice de crecimiento

Pa = Población actual

Pf = Población futura

n = Número de años

Período (2010 – 2001)

𝑟 = 887 − 227

9 × 227= 0,323

𝑟 = 32,30 %

http://es.wikipedia.org/wiki/Porcentaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Registro_civil

http://es.wikipedia.org/wiki/Poblaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_poblacional_cero

http://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_poblacional_cero

76

A través del método geométrico el índice de crecimiento se obtiene de

la siguiente manera:

Método Geométrico

𝑟 = (𝑃𝑓

𝑃𝑎)

1𝑛⁄

− 1

Donde:

Pf= Población Final o Futura

Pa= Población Actual

n: Número de años

r: Rata o Índice de crecimiento

𝑟 = (868

227)

19⁄

− 1

𝑟 = 0,1610

𝑟 = 16,10

Los índices de crecimiento obtenidos a través de los métodos aritmético

y geométrico se debe a las características geográficas, sociales y

sanitarias que presenta la población en estudio como:

Al momento de haber sido realizados los censos que se tienen

como información era recinto conformada por zonas no

delimitadas (ver Anexo: Mapa Censal de la Parroquia La

Concordia).

A más de ser recinto era zona no delimitada por lo cual los datos

obtenidos de los censos no serían tan confiables.

77

Se tenía dudas si pertenecía a la provincia de Esmeraldas o a

Santo Domingo.

Por ser una población nueva solo posee dos censos de población.

El valor obtenido como índice de crecimiento por cualquiera de

los dos métodos es superior inclusive al índice de crecimiento del

país, por ende se obtendrá un valor alto y erróneo de población

futura.

Tabla 5.3 Población alfabeta y analfabeta de La Villegas

POBLACIÓN POR ZONAS Y SECTORES DE LA PROVINCIA DE ESMERALDAS SEGÚN

ANALFABETISMO

Código Si No ALFABT.

80850999005 184 32 216

80850999007 145 17 162

80850999024 145 36 181

80850999026 135 36 171

Fuente: INEC Censo (2010)

Tabla 5.4 Número de hijos de la población.

POBLACIÓN POR ZONAS Y SECTORES DE LA PROVINCIA DE ESMERALDAS SEGÚN TOTAL DE HIJOS VIVOS ACTUALMENTE

Código Ninguno 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 No sabe HVIACT_T

80850999005 0 8 11 5 4 6 2 4 5 3 1 0 1 50

80850999007 0 10 12 4 4 9 1 4 1 1 0 0 0 46

80850999024 0 8 10 6 10 7 4 3 2 0 1 0 0 51

80850999026 0 7 3 10 3 6 4 3 3 0 0 1 1 41

Fuente: INEC Censo (2010).

78

Por todas estas razones el valor asumido como índice de crecimiento es:

𝑟𝑎𝑠𝑢𝑚 = 0,07

5.3.1.2 Determinación de la Población Futura

El método para obtención de la población futura es:

Crecimiento geométrico

Se determina la población futura por este método por ser el más aplicable a

ciudades que no han alcanzado su desarrollo y que se mantienen creciendo a

una tasa fija, también cuando la población está en su iniciación o en su periodo

de saturación

𝑃𝑓𝑢𝑡 = 𝑃𝑎(1 + 𝑟)𝑛

Donde:

Pfut= Población Final o Futura

Pa= Población Actual

n: Número de años

r: Rata o Índice de crecimiento

Tabla 5.5 Año de realización de censo y población obtenida.

CENSO POBLACIÓN 𝒓𝒂𝒔𝒖𝒎

(%)

2001 227 0,07

2010 887

Tabla 5.6 Población futura obtenida cada cinco años

79

POBLACIÓN FUTURA

Pf= 1217 hab. 5años






5.4 Población de Diseño

La población de diseño se define como la suma de la población flotante mas la

población residente, constituyendo la “carga de población” que realmente soporta

cada territorio.

𝑃𝑑 = 𝑃𝑓𝑢𝑡 + 𝑃𝑓𝑙𝑜𝑡

Donde:

Pd= Población de diseño para n años (n= 30 años)

Pfut= Población final o futura

Pflot= Población flotante

5.4.1 Población Flotante

80

Se define como población flotante a las personas que, aún no estando inscritas

en el censo de población de una comunidad, residen temporal o

permanentemente en un ámbito geográfico comunitario, por lo cual, en la

planificación de infraestructuras y servicios resulta importante calcular dicha

población que pueda haber en un ámbito geográfico concreto en determinado

momento del año.

Se considera población flotante a12:

Personas que residen permanentemente y aún no se han censado, o se

censan en otras localidades.

Personas que van a la localidad por turismo o vacaciones.

Los que están en tránsito hacia otras localidades (aeropuertos, estaciones,

puertos, etc.).

Jornaleros y trabajadores de temporada.

Inmigrantes en situación administrativa irregular.

Profesionales, técnicos y operarios venidos desde otros lugares del país

por condiciones laborales que se desplazan diariamente.

Personas que acuden de otros lugares a la comunidad para realizar

comercio

Para estimar la población flotante del área en estudio se ha asumido 20%

debido a que la población es sitio de paso o tránsito hacia otras localidades;

por la presencia de jornaleros, trabajadores de temporada debido a que es

una zona agrícola y por profesionales venidos desde La Concordia y Santo

Domingo por condiciones laborales.

𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 = % 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎

Porcentaje asumido= 20%

12 http://es.wikipedia.org/wiki/Poblaci%C3%B3n_flotante

81

𝑃𝑓𝑙𝑜𝑡 =6607× 20

100

𝑃𝑓𝑙𝑜𝑡 = 1321,4 ℎ𝑎𝑏

𝑃𝑓𝑙𝑜𝑡 = 1321 ℎ𝑎𝑏

𝑃𝑑 = 𝑃𝑓𝑢𝑡 + 𝑃𝑓𝑙𝑜𝑡

𝑃𝑑 = 6607 + 1321

𝑃𝑑 = 7928 ℎ𝑎𝑏.

82

CAPITULO SEIS

6 DISEÑO HIDRAÚLICO DE LA RED DE ALCANTARILLADO

Para el diseño hidráulico del sistema de recolección y transporte de aguas

residuales del área en estudio partimos explicando que existen problemas de

saneamiento por la ineficiencia del sistema de evacuación de las aguas negras;

por esto se hace necesario, conocer los parámetros y criterios, que rigen la

implementación del sistema de alcantarillado.

La correcta ejecución del proyecto de alcantarillado para el área rural en estudio

requiere un diseño cuidadoso. La red de alcantarillado debe ser la apropiada en

tamaño y pendiente de tal forma que pueda contener el flujo máximo sin ser

sobrecargadas y conserven velocidades que impidan la expulsión de sólidos.

Antes de comenzar el diseño, se debe realizar el cálculo de caudal y las

variaciones del mismo.

6.1 Consideraciones Básica para el diseño

Previo a la ejecución del proyecto se ha realizado un recorrido alrededor de la

parroquia, una vez en el lugar se procedió al reconocimiento del mismo, por el

área central como periférica tratando de localizar accidentes de mayor

significado lo que nos permite la planificación de los trabajos a efectuarse e

iniciarlos.

Observamos la ubicación de ciertos servicios como: parques y plazas

centrales, redondeles, cementerio, mercado, escuelas, etc., En lo que se

refiere a calles, existe la proyección y delineamiento que se han venido dando

de acuerdo a la expansión de la parroquia, dado a su vez por la creación de

lotizaciones alrededor del pueblo.

Para la elaboración del diseño se toma en cuenta básicamente cinco

consideraciones las cuales consisten en:

Levantamiento topográfico del área en estudio

83

Perfiles de cada tramo de calles y avenidas del área en estudio

Ubicación en la red de los pozos de visita

Determinación de áreas tributarias

Determinación de la dirección flujo

6.1.1 Levantamiento Topográfico

La topografía es la base para los trabajos de diseño ya sean preliminares o

definitivos de ingeniería, pues la elaboración del proyecto se realiza una vez

que se tienen los datos y planos topográficos, que representan fielmente los

accidentes del terreno sobre el que se va a diseñar, que en este caso será el

alcantarillado para la población.

La topografía de la población en general es ondulada; en los sectores por

donde cruzan esteros o vertientes tiene una ligera depresión y una elevación

a los lados en el sentido Este-Oeste de la población. La ciudad se encuentra

ubicada en una cota media de 215 msnm. con temperatura media anual de

24°C.

El levantamiento topográfico se realizó utilizando el siguiente equipo:

3 Estaciones totales:

- Estación Total marca SOKKIA SET-610

- Estación Total marca LEICA TS 06 PLUS de 2” de precisión.

- Estación Total marca SOKKIA UNSCH

7 miras

1GPS marca GARMIN 12 canales.

Y sus respectivos complementos como combos, machetes, estacas, pintura,

pincel, etc.

Para conveniencia y para evitar posibles confusiones se optó por la siguiente

nomenclatura:

84

Para las estaciones: A1, A1, A3, etc.

Para el adoquinado: A

Para los bordillos: B

Para los pozos: P

Para línea de fábrica: LF

Para eje: E

Para poste de luz: PL

Para cerramiento: CERR

Para calles de tierra o lastradas: C

Para alcantarillado existente: ALC

Para calles asfaltadas: ASF

Para pozos de agua: PA

Para muros: M

Para casas: K

El levantamiento topográfico se inició en el parque central a partir del punto de

estación A1 con coordenadas 9993405,6971N; 673195.1509E y cota de partida

de 224,05 msnm tomada con GPS por no disponerse de hito topográfico, visible

al momento del levantamiento; y se avanzó con abscisado cada 10m. VER

(anexo 7: LIBRETA TOPOGRAFICA).

6.1.2 Perfiles

El perfil topográfico es la representación de tipo lineal, que permite establecer las

diferencias de nivel existentes en cada uno de los puntos que se presentan a lo

largo del terreno recorrido y sirve para hacerse una idea de cómo es el relieve

que está dibujado en el mapa, indicando las altitudes y la distancia del recorrido.

Para la elaboración de los perfiles de pasajes, calles y avenidas del proyecto se

tiene la ventaja del levantamiento topográfico, obteniendo las coordenadas en los

tres ejes (x, y, z); con esta información y la ayuda del programa Civil 3d se

procede a dibujar los perfiles de las diferentes calles y avenidas de la parroquia

rural “La Villegas” VER (plano: PERFILES DE ALCANTARILLADO).

85

6.1.3 Plano con Tipo de Superficie

Plano.- es la representación gráfica de la superficie de una ciudad, parroquia,

barrio, etc. incluyendo las áreas edificadas y no edificadas (calles, jardines,

plazas, etc.); en este plano se muestra las diferentes superficies la disposición

de las principales calles, avenidas y edificaciones de la parroquia La Villegas.

Figura 6.1 Plano con tipo de superficie lineal.

Fuente: https://www.google.com.ec/search?q=plano+con+tipos+de+superficie

Figura 6.2 Plano con tipo de superficie en desorden o caótico.

Fuente: https://www.google.com.ec/search?q=plano+con+tipos+de+superficie

86

Se observa que el tipo de superficie que presenta el plano es de tendencia

lineal (a lo largo de una vía de comunicación y las viviendas están en

permanente contacto con la naturaleza) y en menor porcentaje

desordenado o caótico (el trazado de las calles y edificaciones es en

desorden, por motivos de actividad económica, problemas de tráfico y

acceso a espacios verdes) VER (anexo 8: FOTOGRAFIA DE LA VILLEGAS y

plano DE SUPERFICIE).

6.1.4 Plano con Curvas de Nivel

En el plano se detallan las curvas de nivel a cada metro; donde ésta ubicada el

área de la parroquia rural La Villegas. Las curvas de nivel sirven de ayuda para

el momento de realizar los cálculos y percepción del flujo a desembocar. VER

(plano: CURVAS DE NIVEL).

6.1.5 Ubicación de Red y Pozos

La red de tuberías y pozos de visita se ubicará según como indican las normas

y técnicas para alcantarillados de aguas negras; explicadas anteriormente en los

numerales 4.7 y 4.8.1 respectivamente

Profundidad y Separación de las Tuberías.- El sistema de abastecimiento del

agua potable y el de alcantarillado de aguas negras deben separarse para evitar

la contaminación del agua potable tanto en altimetría como en planimetría.

En altimetría se debe tener en cuenta las siguientes características: con respecto

la red de alcantarillado con la red de agua potable debe quedar por debajo de los

acueductos con una separación de 30 cm, La intersección del alcantarillado

sanitario con el alcantarillado pluvial tendrá una separación mínima de 20 cm.

Con relación a la profundidad debe chequearse que la tubería tenga el adecuado

recubrimiento, para que no sea dañada con el paso de vehículos y peatones; el

recubrimiento mínimo de coronación con respecto a la superficie del terreno será

87

de 0,80 m, esto para tráfico liviano y para tráfico pesado será de 1,20 m., en virtud

de que el bulbo de presiones señala que las fuerzas superficiales se disipan a

esa profundidad.

Para planimetría: La ubicación del alcantarillado sanitario es al sur y al oeste a

1,5 m. es decir, en posición contraria a la red de agua potable y a 0,60 m en

pasajes; el alcantarillado pluvial como el alcantarillado combinado se ubica al

centro de las vías con una separación horizontal mínima igual a la anterior con

relación a los acueductos.

Pozos de visita.- Son estructuras sanitarias de forma circular, utilizadas como

medios de inspección, limpieza y mantenimiento, según las normas para la

construcción de alcantarillados, según las normas de la EMAAP-Q se

recomiendan colocar pozos de visita en los siguientes casos:

Al inicio de cabecera de la red.

En todo cambio de pendiente.

Si existe cambio de dirección.

Si existe cambio en la sección de los conductos.

En intersecciones de calle o si se definen futuras calles.

En tramos rectos cuyas distancias sean mayores a las indicadas.

VER (plano: UBICACIÓN DE RED Y POZOS).

6.1.6 Determinación de Áreas Tributarias

Las áreas tributarias son aquellas que contribuyen a cada tramo, estas se

determinan cuando están ubicados todos los pozos y la red, el área tributaria total

de éste es la sumatoria de todas las áreas que convergen en el tramo. VER

(anexo 9: ÁREAS TRIBUTARIAS y plano: ÁREAS TRIBUTARIAS).

6.1.7 Determinación del Sentido de Flujo

Para determinar el sentido del flujo del sistema de alcantarillado se colocará antes

la ubicación de la red y los pozos de visita; la determinación del sentido del flujo

88

ayuda a desembocar las aguas negras por los colectores hacia la planta de

tratamiento con la ayuda de los perfiles de las calles, avenidas y pasajes que se

obtuvieron en el levantamiento topográfico.

Para la proyección de la tubería se debe tener en cuenta la pendiente del terreno

siempre que la topografía lo permita, en caso de no permitirlo se debe proyectar

en sentido contrario. (Contra pendiente). Las pendientes máximas que se

calculen dependerán de no pasar las velocidades permisibles para el diseño.

VER (plano: SENTIDO DEL FLUJO).

6.1.8 Dotación y Consumo

Para establecer los valores de dotación y consumo para el diseño hidráulico del

sistema de alcantarillado de la parroquia rural La Villegas se partirá de los datos

generales de la población y ubicación del sector.

Datos generales de la población y ubicación:

Provincia: Santo Domingo de los Tsáchilas

Cantón: La Concordia

Parroquia: La Villegas

Temperatura Media: 24.0 °C

Actividad Predominante: Agricultura y Ganadería.

Periodo De Diseño Adoptado: 30 años (Debido a que la población es

predominantemente productiva y por la vida útil de las instalaciones).

Tipo De Conducción: A gravedad

Población de diseño = 7928 habitantes

6.1.8.1 Dotación

Dotación es el medio medido en litros para cada habitante para satisfacer la

necesidad del día y realizar las necesidades de tipo domestico; está ligado al

consumo, costumbres, clima, nivel económico y población de diseño

89

Considerando la Tabla V.3 de la Norma IEOS para poblaciones se escoge una

dotación de agua comprendida entre 200 a 230 (lt/hab/día), pues la población de

diseño es de 7928 hab. y la temperatura promedio es de 24.0 °C.

Por lo cual se adopta un valor de Dotación Media Futura (D.M.F.) de 200

(lt/hab/día)

Tabla 6.1 Dotaciones recomendadas

DOTACIÓN

POBLACIÓN FUTURA

CLIMA DOTACIÓN

MEDIA FUTURA

FRIO 0 - 12°C 120 - 150

MAX. 5000 TEMPLADO 13 - 18°C 130 - 160

CÁLIDO > 18°C 170 - 200

FRIO 0 - 12°C 180 - 200

5001 - 50000 TEMPLADO 13 - 18°C 190 - 220

CÁLIDO > 18°C 200 - 230

FRIO 0 - 12°C > 200

> 50000 TEMPLADO 13 - 18°C > 220

CÁLIDO > 18°C > 230 Fuente: Normas IEOS Tabla V.3 Dotaciones recomendadas

6.1.8.2 Consumo

Consumo es la cantidad de agua necesaria, que utiliza el ser humano para

supervivir; existiendo cuatro tipos de consumo (domestico, comercial, industrial y

público) y dos tipos de variación de consumo (consumo máximo diario y consumo

máximo horario)

6.1.8.2.1 Tipos de Consumo

Consumo Doméstico.- Cantidad de agua necesaria que requiere el ser

humano para sus necesidades personales como aseo personal,

descargas de sanitarios, lavado de ropa, cocina, etc.

90

Consumo Comercial.- Cantidad de agua que necesita la gama de

comercios como restaurants, panadería, mecánico, electrónico, tiendas,

etc.

Consumo Industrial.- Cantidad de agua que necesita cada tipo de

industrias de teñido, curtidora, lácteas, fábrica de hielo, hospitales, etc.

Consumo de Uso Público.- Cantidad de agua para el mantenimiento de

calles, plazas, piletas, riego de jardines, baterías sanitarias, hidrantes, etc.

6.2 Cálculo del Caudal de diseño acumulado13

La estimación del caudal de diseño para la red de alcantarillado se debe

considerar los aportes del agua de cuatro procedencias:

aguas servidas domésticas.

aguas residuales industriales, comerciales e institucionales.

aguas de infiltración

Conexiones erradas.

6.2.1 Caudal de Aguas Residuales Domesticas:

Son las aguas que ingresan al sistema de alcantarillado, debido al uso del agua

potable en los diferentes aparatos sanitarios o actividades domésticas, para la

cuantificación de este aporte es el caudal medio diario (contribución durante un

período de 24 horas, obtenida como el promedio durante un año)

El aporte medio diario para cada una de las zonas se puede expresar en función

del área servida y sus características como:

𝑄𝑑𝑜𝑚. =𝐶𝑟×𝐶×𝐷×𝐴

86400 ec. 1

𝑃 = 𝐷 × 𝐴 ec. 2

13 LOPEZ, Ricardo; Elementos de diseño para Acueductos y Alcantarillado

91

𝑄𝑑𝑜𝑚. =𝐶𝑟×𝐶×𝑃

86400 ec. 3

Donde:

Qdom.= Caudal medio de aguas residuales domésticas (l/s).

Cr = Coeficiente de retorno.

C= Consumo neto de agua potable (l/hab/día).

D = Densidad de población de la zona (hab/ha).

A = Área de drenaje de la zona (ha).

P = Población de la zona (hab).

6.2.1.1 Coeficiente de Retorno

El coeficiente de retorno (Cr) es la fracción del agua servida de uso doméstico,

entregada como agua negra al sistema de recolección y evacuación de aguas

residuales, debido a que no toda el agua domestica consumida es devuelta al

alcantarillado, por los diversos usos dados a la misma (riego, lavado de pisos,

cocina y otros). Este porcentaje estadísticamente fluctúa:

Cr = (65 − 85)%

El coeficiente de retorno a escoger es 80%, este factor se consideró dado que

el clima es cálido pero además no se eligió el tope máximo pues las personas

tienden a lavar la ropa y bañarse en el río El Conejo.

6.2.1.2 Consumo de Agua Potable

Consumo neto o dotación neta es la cantidad de agua utilizada en las actividades

de una comunidad; este valor fue obtenido por medio de las características de la

población en estudio y mediante las Normas IEOS Tabla V.3 (Dotaciones

recomendadas).

92

6.2.1.3 Densidad de Población

Tabla 6.2 Densidades de Población según el tamaño de la población.

DENSIDADES DE POBLACIÓN (hab. /ha.)

TIPO DE POBLACIÓN DENSIDAD FACTORES

PEQUEÑAS 100 – 200 Estrato socioeconómico. Tamaño de la población

GRANDES HASTA 400 Estrato socioeconómico. Uso de la zona.

Fuente: ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS, Ricardo

López, 2da Edición

La densidad de población es el número de personas que habitan en una

extensión de una unidad de superficie (hectárea) reflejada de manera zonificada;

existen dos tipos de densidades: densidad actual (ayuda a verificar el

comportamiento hidráulico del sistema) y densidad de saturación (debe ser

valorada y ser diseñado el sistema con la misma).

6.2.1.4 Áreas de Drenaje

Para la determinación de las áreas de drenaje para cada colector debe hacerse

con el plano topográfico de la población y el trazado de las tuberías. Las áreas

de drenaje se obtienen trazando las diagonales o bisectrices sobre las manzanas

de la población incluyendo las zonas de uso recreacional.

6.2.1.5 Población

La población diseño servida por el proyecto puede estimarse a partir de los

censos de población o como el producto de la densidad de población y del área

bruta servida por dicho colector.

Para el diseño en estudio, la población obtenida es a partir de los censos de

población y por el método geométrico; obtenido en el capítulo 5, ítem No. 5.4.

93

6.2.2 Caudal de Aguas Residuales Industriales

Es aquel caudal que proviene de las diversas industrias cuya composición es

muy variada por lo que debe ser evaluado cada caso en particular los factores

que influyen para determinar el caudal de las mismas son:

Tipo de industria.

Tamaño de la industria.

Procesos de tratamiento de aguas.

Reutilización de las aguas.

Tecnología empleada para reducir el impacto ambiental.

En poblaciones pequeñas, donde no exista definida la zona industrial y sean

industrias pequeñas localizadas en las zonas residenciales o comerciales, puede

asumirse (valor a adoptar según el tamaño de la población).

𝑘𝑄𝑖𝑛𝑑 = (0,4 − 1,5)𝑙

𝑠 ∗ ℎ𝑎

6.2.3 Caudal de Aguas Residuales Comerciales

Caudal que proviene de las diversas zonas comerciales, el aporte de estas

aguas se determina de manera similar al manifestado para las aguas residuales

domésticas cuando la zona está bien definida y si no se cuenta con las

condiciones anteriores, se puede emplear un aporte comercial medio de:

𝑘𝑄𝑐𝑜𝑚 = (0,4 − 0,5)𝑙

𝑠 ∗ ℎ𝑎

6.2.4 Caudal de Aguas Residuales Institucionales

Son los aportes de instituciones tales como escuelas, colegios, universidades,

centros de salud, hospitales, hoteles y otros establecimientos que requieran un

tratamiento especial, el aporte de las aguas institucionales varía de acuerdo con

el tipo y tamaño de la entidad, por lo que se considera cada caso en particular.

94

Sin embargo, para instituciones pequeñas localizadas en zonas residenciales,

puede tomarse

𝑘𝑄𝑖𝑛𝑠𝑡 = (0,4 − 0,5)𝑙

𝑠 ∗ ℎ𝑎

Considerando las características de la población de diseño y los valores

recomendados el coeficiente del caudal de aguas industriales, comerciales

e instituciones a escoger es 0,4 (l/s/ha).

6.2.5 Caudal Medio Diario de Aguas Residuales

El aporte medio diario al alcantarillado sanitario resulta de sumar los aportes

domésticos con los industriales, comerciales e institucionales a que haya lugar.

�̅� = 𝑄𝑑𝑜𝑚. + 𝑄𝑖𝑛𝑑 + 𝑄𝑐𝑜𝑚 +𝑄𝑖𝑛𝑠𝑡

6.2.6 Caudal Máximo Horario

Es el requerido para satisfacer las necesidades de la población en el día y a la

hora de máximo consumo, se determina a partir del factor de mayoración (F)

del caudal medio diario obtenido anteriormente, los cuales se seleccionan de

acuerdo con las características propias de cada población.

𝑄max 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = �̅� × 𝐹

6.2.6.1 Factor de Mayoración (F):

Este coeficiente de mayoración F, es un factor de simultaneidad mediante el cual

se puede determinar las variaciones máximas y mínimas que tiene el caudal de

aguas servidas en relación con las variaciones del consumo de agua potable,

95

teniendo en cuenta que es inversamente proporcional al número de habitantes

servidos.

En ausencia de valores de campo que determinen la variación de caudales, se

pueden emplear ecuaciones empíricas que determinan el factor de mayoración.

Ecuación de Babbit: (Para poblaciones menores de mil habitantes).

𝐹 =5

𝑃0,2

Ecuación de Harmon: (Para poblaciones entre mil y un millón de habitantes).

𝐹 =18 + √𝑃

4 + √𝑃

Ecuación de Los Ángeles: (Para caudales entre 2.8l/s y 28.3 m3/s).

𝐹 =3,53

�̅�−0,0914

Ecuación de Tchobanoglous: (Para caudales entre 4 l/s y 5 m3/s, y con aportes

de aguas residuales domésticas superiores al 75% del total de aportes).

𝐹 =3,7

�̅�−0,0733

La ecuación que vamos a usar es la Harmon ya que la población en estudio

está entre mil y un millón de habitantes (parámetro para ser usada esta ecuación).

6.2.7 Caudal de Aguas de Infiltración

El caudal de infiltración es producto de la entrada del agua a través de las uniones

de tuberías, de fisuras en la tubería o en la unión con las estructuras de conexión

como son los pozos de inspección, para estimar el aporte dado por el caudal de

infiltración se toma en cuenta las características del suelo de la zona en estudio

como son:

96

Dimensiones y edad de la tubería

Tipo de Unión empleada

Nivel freático

Permeabilidad del terreno

Profundidad de la alcantarillado

Porosidad del material

Tabla 6.3 Valores de infiltración que pueden usarse cuando no se disponga de

información de campo.

APORTE DE INFILTRACION POR LONGITUD DE TUBERIA

CONDICIONES INFILTRACIÓN (l/s*km)

ALTA MEDIA BAJA

Tuberías existentes 4,0 3,0 2,0

Tuberías nuevas con unión de:

Cemento 3,0 2,0 1,0

Caucho 1,5 1,0 0,5


López, 2da Edición

Para utilizar valores superiores al establecido en la tabla 6.4 se tendrá en cuenta

si las condiciones de construcción no son las más favorables y si la amenaza de

riesgo sísmico es alta.

Tabla 6.4 Valores de infiltración por área drenada.

APORTE DE INFILTRACION POR ÁREA DRENADA

INFILTRACIÓN (l/s*ha)

ALTA MEDIA BAJA

0,15 - 0,40 0,10 - 0,30 0,05 – 0,20


López, 2da Edición.

97

Considerando las características de la población (mencionadas al inicio como:

datos generales) y los valores recomendados en la tabla 6.4 el coeficiente de

infiltración asumido es 0,2 (l/s/ha) como factor de seguridad, se toma un

valor promedio entre 0,10 y 0,30 sin tomar en cuenta los valores recomendados

en la tabla 6.3 debido a que el diseño es un proyecto nuevo y se utilizará tubería

PVC por las características mencionadas antes.

6.2.8 Caudal de Conexiones Erradas

Es aquel caudal resultado de las conexiones equivocadas que se hacen de

conexiones clandestinas y conexiones de aguas lluvias en los domicilios (como:

sumideros de patios inferiores, bajantes de agua lluvias interiores o exteriores

entre otros).

Se establece que para poblaciones que disponen de un sistema de alcantarillado

pluvial, el valor de conexiones erradas puede ir entre 0,1 a 0,2 l/s/ha, se tomará

el valor máximo en poblaciones pequeñas donde las medidas de control pueden

no ser eficientes. En caso de no existir un alcantarillado pluvial, el aporte de

conexiones erradas es mayor y puede ser superior a 2 hasta 5 l/s /ha.

En el presente trabajo se considera un valor de 4 l/s/ha debido a que la

parroquia La Villegas no posee alcantarillado pluvial y el valor asumido es mayor

a 2 l/s /ha; también por seguridad debido a la cultura de las personas y su nivel

de educación, teniendo en cuenta que si es subestimado provocaría que

sobrepase la capacidad de transporte del colector y las aguas residuales salgan

a la superficie a través de los pozos de revisión.

6.2.9 Caudal de diseño de los tramos

El caudal de diseño es la suma del caudal máximo horario, cauda l

de infi l t ración y caudal de conexiones erradas, teniendo en cuenta

que el caudal de diseño mínimo para cualquier colector debe ser

de 1,5 l /s.

98

𝑄𝑑𝑖𝑠 = 𝑄max 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 + 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙 + 𝑄𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑟𝑟 ec. 8

6.3 Ejercicio de Aplicación14

Teniendo en cuenta la información previa se determina el caudal de diseño de

cada colector con los criterios establecidos a continuación

6.3.1 Área de drenaje

1. AREA DE DRENAJE

Columna [1]: Numeración del colector

En esta columna se indica el número de los pozos inicial y final de los tramos.

Columna [2]: Área parcial (hectáreas)

Corresponde al área aferente a cada colector, de acuerdo con la figura de

determinación de las áreas de drenaje aferente a cada colector.

Columna [3]: Área total de drenaje (hectáreas)

Se acumula el área de drenaje de los colectores aguas arriba del colector en

cuestión.

Por ejemplo, para el colector 24 -19 se tiene:

𝐴𝑖 = 𝐴𝑎𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 + ∑𝐴𝑎𝑎

(3)24−19 = (2)24−19+(3)23−24+(3)13−19

(3)24−19 = 0,36 + 3,28 + 0,77

(3)24−19 = 4,41 ℎ𝑎

14 LOPEZ, Ricardo; Elementos de diseño para Acueductos y Alcantarillado

99

6.3.2 Aporte Medio Diario de Aguas Residuales

2. APORTES MEDIO DIARIO DE AGUAS RESIDUALES

Para determinar el aporte de aguas residuales domésticas, se adopta un

coeficiente de retorno (CR) del 80% para toda la zona de diseño.

Columna [4]: Porcentaje de área

Es el porcentaje del área destinada para uso doméstico, que depende del plan

de ordenamiento territorial.

Columna [5]: Densidad de población (hab/Ha)

La densidad de la población se define como el número de personas que

habitan en una extensión de una unidad de superficie, La densidad varía

según el estrato socioeconómico y el tamaño de la población. Para poblaciones

pequeñas, la densidad puede fluctuar entre 100 y 200 hab/Ha, mientras que para

poblaciones mayores o ciudades, la densidad suele determinarse por el estrato

y los usos de la zona (residencial, industrial o comercial) y puede llegar a valores

del orden de 400 hab/Ha o más.

𝐷 =𝑃

𝐻𝑎

(5) =7928

55,02

(5) = 144,09 ≈ 144ℎ𝑎𝑏

𝐻𝑎

(5) = 144ℎ𝑎𝑏

𝐻𝑎

Columna [6]: Población servida (hab)

100

Corresponde al número estimativo de habitantes servidos por el colector

Para el colector 24-19:

𝑃𝑖 = 𝐴𝑖𝑎𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 × 𝐷𝑖 +∑𝑃𝑎𝑎

(6)24−19 = (2)24−19 × (5)24−19 + (6)23−24 + (6)13−19

(6)24−19 = 0,36 × 144 + 473 + 111

(6)24−19 = 635 (ℎ𝑎𝑏)

Columna [7]: Aporte unitario de aguas residuales domésticas (L/s/Ha)

Calculado según la ecuación:

𝑄 =𝐶𝑟 × 𝐶 × 𝐷 × 𝐴

86400

(7) =0,8 × 200 × 144

86400

(7) = 0,267(𝑙

𝑠 ∗ 𝐻𝑎)

El valor obtenido es sin ser afectado por el área, se debe tener en cuenta que el

aporte doméstico es el mismo para todos los colectores, siempre y cuando no

cambie la densidad de población o el consumo de agua.

Aporte de aguas residuales industriales, comerciales e

institucionales

Columnas [8], [10] y [12]: Porcentaje de área de cada tipo de uso del suelo

101

Es el porcentaje del área aferente destinada para uso industrial, comercial

e institucional, respectivamente. Varía, dependiendo del estudio del plan de

ordenamiento territorial.

Para el tramo en estudio el porcentaje de área industrial, comercial e

institucional es de cero debido a que es 100% aporte de área

doméstica.

Columnas [9], [11] y [13]: Aporte Industrial, Comercial e Institucional

(L/s•Hauso del suelo respectivo)

Aportes unitarios definidos según las recomendaciones dadas en los

correspondientes tratados; el coeficiente del caudal de aguas industriales,

comerciales e instituciones a escoger es 0,4 (l/s/ha).

6.3.3 Caudal Medio Diario de Aguas Residuales

Columna [15]: Aporte unitario ponderado (L/s•ha)

Promedio ponderado de los aportes unitarios aferentes a cada colec tor,

con el porcentaje de uso del suelo. Para el tramo 8-9 se tiene:

�̅� =∑(𝑞𝑖 ×%𝑖)

(15)24−19 = (4)24−19 × (7)24−19 + (8)24−19 × (9)24−19 + (10)24−19 × (11)24−19

+ (12)24−19 × (13)24−19

(15)8−9 = 1,00 × 0,267

(15)8−9 = 0,267(𝑙

𝑠. ℎ𝑎)

Columna [16]: Caudal medio diario de aguas residuales (l/s)

Es el aporte correspondiente al área aferente más los caudales recibidos por el

colector aguas arriba. Para el tramo 8-9 se tiene:

102

𝑄 = 𝑞𝑖 × 𝐴𝑖 +∑𝑄𝑎𝑎

(16)24−19 = (15)24−19 × (2)24−19 + (16)23−24 + (16)13−19

(16)8−9 = 0,267 × 0,360 + 0,875 + 0,206

(16)8−9 = 1,176(𝑙

𝑠)

6.3.4 Caudal Máximo Horario de Aguas Residuales

Para la mayoración del caudal medio diario se utiliza en este ejemplo la ecuación

de Harmon (ecuación 15.4), teniendo en cuenta la población servida por el

colector (en miles de habitantes).

Columna [17]: Coeficiente de Mayoración F

𝑄𝑚𝑎𝑥.ℎ𝑜𝑟 = 𝑄𝑚 × (18 + √𝑃

4 + √𝑃)

Para el colector 24-19:

𝐹 = (18 + √𝑃

4 + √𝑃)

[17]24−19 =

(

18 +√

[6]24−191000

4 + √[6]24−191000 )

103

[17]8−9 =

(

18 +√

6351000

4 + √6351000 )

[17]24−19 = 3,918

En la medida en que el número de habitantes servidos se incrementa, el

coeficiente de mayoración disminuye.

Columna [18]: Caudal máximo horario de aguas residuales

Corresponde al producto del caudal medio diario de aguas residuales por el

coeficiente de mayoración anterior. Para el colector 8-9:

(18)24−19 = (17)24−19 × (16)24−1

(18)24−19 = 3,198 × 1,176

(18)24−19 = 4,611 (𝑙

𝑠)

6.3.5 Caudal de Infiltración

Columna [19]: Coeficiente de infiltración (l/s•ha)

Coeficiente que depende del tipo de suelo y unión empleados en las tuberías. Se

adopta un coeficiente único para toda la zona, según la recomendación dada en

el acápite correspondiente del presente capítulo.

El valor asumido como coeficiente de infiltración es de 0,2 (l/s•Ha)

Columna [20]: Caudal de infiltración

104

El aporte total de aguas se calcula en este caso como el producto del área

total drenada por el coeficiente anterior. Si los coeficientes de infiltración

son diferentes en determinadas zonas, debe evaluarse el aporte individual

de cada sector y posteriormente sumarse para obtener así el caudal total de

infiltración. Para el colector 8-9:

(20)24−19 = (19)24−19 × (3)24−19

(20)24−19 = 0,2 × 4,41

(20)8−9 = 0,882(𝑙

𝑠)

6.3 .6 Caudal de Conexiones Erradas

Columna [21]: Coeficiente de conexiones erradas (L/s -ha)

Coeficiente que depende del nivel de control en la administración del sistema y

de la existencia o no de un sistema de alcantarillado pluvial.

Para el diseño en estudio de la población, se adopta un coeficiente máximo

y único para toda la zona, equivalente a 4.0 l/s*ha.

Columna [22]: Caudal de Conexiones Erradas

El aporte total de conexiones erradas se calcula como el producto del área

total drenada por el coeficiente anterior. Al igual que en el caso anterior, si los

coeficientes de conexiones erradas son diferentes en determinadas zonas,

debe evaluarse el aporte individual de cada sector y posteriormente sumarse

para obtener así el caudal total de conexiones erradas. Para el colector 8-9:

(22)24−19 = (21)24−19 × (3)24−19

(22)24−19 = 4,0 × 4,41

105

(22)24−19 = 17,64 (𝑙

𝑠)

6.3.7 Caudal de Diseño

Columna [23]: Caudal de Diseño Calculado

Corresponde a la suma de los caudales máximo horario de aguas residuales,

infiltración y conexiones erradas. Para el colector 8-9:

(23)24−19 = (18)24−19 + (20)24−19 + (22)24−19

(23)24−19 = 4,611 + 0,882 + 17,64

(23)24−19 = 23,133(𝑙

𝑠)

Columna [24]: Caudal de Diseño Adoptado (l/s)

En muchos tramos iniciales el caudal calculado es muy pequeño. Por seguridad,

se recomienda diseñar la tubería para un caudal mínimo de1.5 l/s que lo

determina la norma.

Para el tramo en estudio (tramo 24 – 19) el caudal adoptado es el mismo

caudal calculado ya que es mayor a 1,5 l/s que indica la norma como caudal

mínimo.

(24)24−19 = 23,133(𝑙

𝑠)

Para observar el cálculo del caudal de diseño de cada uno de los tramos VER

(anexo 10, 11 y 12: Caudal de diseño de: FOSA SÉPTICA 1, FOSA SÉPTICA 2

y LAGUNA DE ESTABILIZACIÓN).

6.4 Cálculo Hidráulico de la Red de Colectores

106

Una vez definido el caudal de diseño para cada colector, se prosigue con el

cálculo hidráulico de la red de colectores teniendo en cuenta los siguientes

parámetros de diseño:

Las normas y recomendaciones que se han señalado hasta aquí, el empate de

los colectores en los pozos se realiza por medio de la línea de energía; la

profundidad mínima en los colectores iniciales es de 0,80 m y de 1,20 m en

todos los demás colectores y el material de la tubería es PVC con un coeficiente

de rugosidad de Manning, n= 0,011.

Para efectos del diseño de las tuberías y su unión en los pozos, las longitudes y

cotas se consideran al eje del pozo. Posteriormente se deben calcular las cotas

de construcción a la entrada y salida del pozo, teniendo en cuenta el diámetro

del pozo y la pendiente aguas arriba y aguas abajo, respectivamente.

Columna [2]: Longitud de cada colector (m)

(2)24−19 = 85,90𝑚

La longitud del tramo es debido a

Columna [3]: Caudal de diseño (L/s)

𝑄𝑑𝑖𝑠= Col. [24] del numeral 6.3

(2)24−19 = 23,133 (𝑙

𝑠)

Columna [4]: Pendiente del colector

El valor anotado en esta columna se calcula inicialmente con 1.2 m o 0.8 m de

profundidad a la cota clave. Este valor puede corregirse posteriormente, de

acuerdo con las condiciones obtenidas para el colector: borde libre, esfuerzo

cortante y velocidad mínima (ver columnas [38] y [39] de profundidades

definitivas a la cota clave).

107

𝑆 =⌊(𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑝𝑜𝑧𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑝𝑜𝑧𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)⌋

𝐿 × 100

(4)24−19 ={(30)24−19 − (31)24−19}

(2)24−19 × 100

(4)24−19 =212,42− 210,94

85,80 × 100

(4)24−19 = 1,72‰

Columna [5]: Diámetro teórico de la tubería

Se calcula de acuerdo con la ecuación de Manning (ecuación 14.5):

𝑄 = 𝑣 × 𝐴

𝑣 =1

𝑛× 𝑅

23 × 𝑆

12

𝑄 = 0,312(𝐷83 × 𝑆

12

𝑛)

𝐷 = 1,548(𝑛 × 𝑄

𝑆12

)

38

(5)24−19 = 1,548(𝑛 × (3)24−19

[(4)24−19]12

)

38

(5)24−19 = 1,548(0,011 × 23,133 1000⁄

[1,72 100⁄ ]12

)

38

(5)24−19 = 0,149 (𝑚)

Columna [6]: Diámetro teórico de la tubería (pulgadas).

108

(6)24−19 =(5)24−19 × 100

2,54

(6)24−19 =0,149 × 100

2,54

(6)24−19 = 5,857 (𝑝𝑢𝑙𝑔)

Columna [7]: Diámetro nominal de la tubería (pulgadas).

El diámetro nominal mínimo es de 8" (200 mm), pero para sistemas de

alcantarillado en pequeñas comunidades con recursos económicos limitados o

para sistemas condominiales, puede adoptarse 6" (150 mm) como diámetro

mínimo.

(7)24−19 = 5,857 " ≈ 8,00"

Columna [8]: Diámetro interno real de la tubería (m)

Debe ser mayor o igual que el diámetro teórico calculado en la columna [5].

(8)24−19 = 200(𝑚𝑚)

(8)24−19 = 0,20(𝑚)

Columna [9]: Caudal a tubo lleno

Es la capacidad máxima de la tubería, calculada para la sección de flujo máxima

(con el diámetro interno real) según la ecuación:

𝑄𝑜 = 0,312(𝐷83 × 𝑆

12

𝑛)

𝑄𝑜 = 0,312(((8)24−19)

83 × ((4)24−19)

12

0,011)

109

(9)24−19 = 0,312((0,2)

83 × (1,72 × 10000)

12

0,011)

(9)24−19 = 50,96 (𝑙

𝑠)

Columna [10]: Velocidad a tubo lleno

Calculada por la ecuación de continuidad:

𝑉𝑜 =𝑄𝑜𝐴

𝐴 =3,14 × 𝐷2

4

𝑉𝑜 =

(9)24−191000 × 4

3,14 × ((8)24−19)2

𝑉𝑜 =

(50,96)1000 × 4

3,14 × (0,2)2

𝑉𝑜 = 1,622 (𝑚

𝑠)

Columna [11]: Relación entre el caudal de diseño y el caudal a tubo lleno

Puede utilizarse para definir el borde libre requerido, en cuyo caso el valor

máximo se define en la siguiente tabla:

Tabla 6.5 Borde libre en función de la relación Q/Qo máxima permitida

DIÁMETRO DE LA TUBERIA (mm)

Q/Qo máx.

200 – 600 0,6

600 – 1200 0,7

> 1200 0,9 Fuente: ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS, Ricardo


110

𝑄𝑑𝑖𝑠𝑄𝑜

=(3)24−19(9)24−19

(11)24−19 =(23,133)

(50,960)

(11)24−19 = 0,45

Columna [12]: Relación entre velocidad real y velocidad a tubo lleno,

encontrada en la tabla 8.2

𝑉

𝑉𝑜= (12)24−19

(12)24−19 = 0,822

Columna [13]: Relación entre lámina de agua y diámetro interno de la

tubería,

Encontrada en la tabla 8.2

𝑑

𝐷= (13)24−19

(13)24−19 = 0,530

Columna [14]: Relación entre radio hidráulico de la sección de flujo y radio

hidráulico a tubo lleno

Encontrada en la tabla 8.2

𝑅

𝑅𝑜= (14)24−19

(14)24−19 = 1,043

Columna [15]: Relación entre profundidad hidráulica de la sección de flujo

y diámetro interno de la tubería,

Encontrada en la tabla 8.2. La relación máxima es de 85%.

111

𝐻

𝐷= (15)24−19

(15)24−19 = 0,422

VER (anexo 13: Tabla 8.2: RELACIONES HIDRÁULICAS PARA CONDUCTOS

CIRCULARES ( 𝑛𝑜𝑛⁄ variable))

Columna [16]: Velocidad real en la sección de flujo

La velocidad real mínima recomendada es de 0.45 m/s.

𝑉 =𝑉

𝑉𝑜×𝑄𝑜𝐴

(16)24−19 = (12)24−19 × (10)24−19

(16)24−19 = 0,822 × 1,622

𝑉 = 1,333(𝑚

𝑠)

Columna [17]: Altura de velocidad de la sección del flujo

𝑉2

2𝑔=((16)24−19)

2

2 × 9,81

(17)24−19 =(1,333)2

2 × 9,81

(17)24−19 = 0,091(𝑚)

Columna [18]: Radio hidráulico para la sección de flujo

𝑅 =𝑅

𝑅𝑜×𝐷

4

(18)24−19 = (14)24−19 ×(8)24−194

112

(18)24−19 = 1,043 ×0,2

4

(18)24−19 = 0,052(𝑚)

Columna [19]: Esfuerzo cortante medio

El esfuerzo cortante mínimo para las condiciones iniciales de operación es de

1.5 N/m2. Es posible diseñar para velocidades reales menores de 0.45 m/s,

siempre y cuando el esfuerzo cortante sea superior a 1.2 N/m2 y así garantizar

la condición de tubería auto limpiante.

τ = γ R S

(19)24−19 = 9,810 × (18)24−19 × (4)24−19

(19)24−19 = 9,810 × 0,052 ×1,72

100⁄

(19)24−19 = 8,825(𝑁

𝑚2)

Columna [20]: Altura de la lámina de agua

𝑑 =𝑑

𝐷× 𝐷

(20)24−19 = (13)24−19 × (8)24−19

(20)24−19 = 0,530 × 0,2

(20)24−19 = 0,106(𝑚)

Columna [21]: Energía específica

Suma de alturas de velocidad y lámina de agua.

𝐸 = 𝑑 +𝑉2

2𝑔

(21)24−19 = (20)24−19 + (17)24−19

113

𝐸 = 0,106 + 0,091

𝐸 = 0,197(𝑚)

Columna [22]: Profundidad hidráulica en la sección de flujo

𝐻 =𝐻

𝐷×𝐷

(22)24−19 = (15)24−19 × (8)24−19

(22)24−19 = 0,422 × 0,2

(22)24−19 = 0,084(𝑚)

Columna [23]: Número de Froude

NF ≤ 0.9 (régimen de flujo subcrítico)

NF ≥ 1.1 (régimen de flujo supercrítico)

𝑁𝐹 =𝑣

√𝑔 ×𝐻

(23)24−19 =(16)24−19

√𝑔 × (22)24−19

𝑁𝐹 =1,33

√9,81 × 0,084

𝑁𝐹 = 1,465

Columna [24]: Pérdida de energía por transición

Se calcula la pérdida de energía por la transición, de acuerdo con la ecuación:

∆𝐻𝑡 = 𝐾 [𝑉22

2𝑔−𝑉12

2𝑔]

114

Donde:

K = 0.1 para aumento de la velocidad

K = 0.2 para disminución de la velocidad.

Para efectos de interpretación de la tabla, la pérdida de energía se anota en el

tramo aguas arriba del pozo. Por ejemplo, en la unión del colector 23-24 con el

24-19 se produce un aumento de la velocidad:

(24)24−19 = 𝑘[(17)18−19 − (17)24−19]

(24)24−19 = 0,1[0,086 − 0,091]

(24)24−19 = 0,000(𝑚)

Columna [25]: Relación del radio de curvatura al diámetro de la tubería de

salida

Determinada para evaluar la pérdida de energía en el pozo por cambio de dirección.

Para diámetros menores de 24" (600 mm) y cambios de dirección a 90°, el diámetro

del pozo es 1.20 m y el radio de la curva es de 0.60 m.

𝑟

𝐷𝑠=0,6

𝐷

(25)24−19 =0,6

(8)24−19

(25)24−19 =0,6

0,2

(25)24−19 = 3,00 (𝑚)

Columna [26]: Pérdida de energía por cambio de dirección

Calculada según la expresión:

115

ℎ𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 =𝑘 × �̅�2

2𝑔

La relación rc / Ds determina el coeficiente de pérdida (K) según la tabla:

Tabla 6.6 Pérdida de energía por cambio de dirección

RÉGIMEN DE FLUJO Rc/Ds ∆Hd

Subcrítico

1,0 -1,5 0,40 V²/2g

1,5 - 3,0 0,20 V²/2g

> 3,0 0,05 V²/2g

Supercrítico

6,0 - 8,0 0,40 V²/2g

8,0 - 10,0 0,20 V²/2g

> 10,0 0,05 V²/2g Fuente: ELEMENTOS DE DISEÑO PARA ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS, Ricardo


No se recomienda trabajar con relaciones de "rc/Ds" menores que 1,0, debido a

que el porcentaje de pérdida de la energía cinética es muy alta. En caso de que

el valor de "rc/Ds", fuera menor a 1,0, deberá aumentarse el diámetro del pozo o

hacer un cambio de dirección menor a 90°.

La pérdida de energía en el pozo 24-19 es:

(26)24−19 = ∆𝐻𝑑 × [(17)18−19 + (17)24−19

2]

(26)24−19 = 0,4 × [0,086 + 0,091

2]

(26)24−19 = 0,035 (𝑚)

No todas las uniones tienen pérdidas por cambio de dirección; pero el tramo en

estudio (tramo 24-19) tiene cambio de dirección ya que se dirige de la calle

Tulcán con el tramo 23-24 a la Av. Pichincha con el tramo 24-19 y el valor

116

de k es igual a 0,4 debido a que el tramo está trabajando en flujo

supercrítico.

Columna [27]: Total de pérdidas en el pozo aguas abajo

(27)24−19 = (24)24−19 + (26)24−19

(27)24−19 = 0,0359 + 0,000

(27)24−19 = 0,0359 ≈ 0,036(𝑚)

(27)24−19 = 0,036 (𝑚)

Columna [28]: Cota de rasante en el pozo inicial (𝑪𝑹)𝒊

Obtenida del plano VER (plano: PERFILES DE ALCANTARILLADO).

(28)24−19 = 218,95 (𝑚)

Columna [29]: Cota de rasante en el pozo final (𝑪𝑹)𝒇

Obtenida del plano topográfico al eje del pozo VER (plano: PERFILES DE

ALCANTARILLADO).

(29)24−19 = 213,84 (𝑚)

Columna [30]: Cota clave de la tubería en el eje del pozo inicial (𝑪𝑪)𝒊

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎

(30)24−19 = (28)24−19 − (38)24−19

(30)24−19 = 218,95 − 6,53

(30)24−19 = 212,42 (𝑚)

117

Columna [31]: Cota clave de la tubería en el eje del pozo final (𝑪𝑪)𝒇

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟í𝑎

(31)24−19 = (29)24−19 − (39)24−19

(31)24−19 = 213,84 − 2,90

(31)24−19 = 210,94(𝑚)

Columna [32]: Cota batea de la tubería en el eje del pozo inicial (𝑪𝑩)𝒊

Para los tramos iniciales

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 = 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 − 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜

(32)7−11 = (30)7−11 − (8)7−11

(32)7−11 = 214,30 − 0,2

(32)7−11 = 214,10(𝑚)

Para los demás tramos:

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 = 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 − 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎

(32)24−19 = (30)24−19 − (21)24−19

(32)24−19 = 212,42 − 0,197

(32)24−19 = 212,22 (𝑚)

Columna [33]: Cota batea de la tubería en el eje del pozo final (𝑪𝑩)𝒇

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − (𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 × 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)

(33)7−11 = (32)7−11 − [(4)7−11 × (2)7−11]

118

(33)7−11 = 214,10 − (11,54

100⁄ × 50,60)

(33)7−11 = 208,26 (𝑚)

(33)24−19 = (32)24−19 − [(4)24−19 × (2)24−19]

(33)24−19 = 212,22− (1,72

100⁄ × 85,80)

(33)24−19 = 210,74 (𝑚)

Para los demás tramos el cálculo de la cota clave es similar.

Columna [34]: Cota lámina de agua de la tubería en el eje del pozo inicial

(𝑪𝑳)𝒊

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑙á𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑙á𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

(34)7−11 = (32)7−11 + (20)7−11

(34)7−11 = 214,10 + 0,025

(34)7−11 = 214,12(𝑚)

(34)24−19 = (32)24−19 + (20)24−19

(34)24−19 = 212,22 + 0,106

(34)24−19 = 212,33 (𝑚)

Columna [35]: Cota lámina de agua de la tubería en el eje del pozo final (𝑪𝑳)𝒇

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑙á𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑙á𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − (𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 × 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)

(35)7−11 = (34)7−11 − [(4)7−11 × (2)7−11]

(35)7−11 = 214,12 − (11,54

100⁄ × 50,60)

(33)7−11 = 208,28 (𝑚)

119

(35)24−19 = (34)24−19 − [(4)24−19 × (2)24−19]

(33)24−19 = 212,33− (1,72

100⁄ × 85,80)

(33)24−19 = 210,85 (𝑚)

Columna [36]: Cota de energía de la tubería en el eje del pozo inicial (𝑪𝑬)𝒊

Para los tramos iniciales:

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 = 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑏𝑎𝑡𝑒𝑎 + 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎

(36)7−11 = (32)7−11 + (21)7−11

(34)7−11 = 214,10 + 0,142

(34)7−11 = 214,24 (𝑚)


𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑒𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑚𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟

− 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑧𝑜

Al pozo 24-19 concurre el tramo 23-24; llega al pozo con la cota de energía

212,58 m. En caso de no ser así, se puede:

Empatar por la línea de energía con cota menor (después de descontadas

las pérdidas)

Rediseñar el colector con energía mayor para que llegue a la cota de

energía menor.

(36)24−19 = (37)23−24 − (27)24−19

(36)24−19 = 212,58 − 0,036

(36)24−19 = 212,54 (𝑚)

Columna [37]: Cota de energía de la tubería en el eje del pozo final (𝑪)𝒇

120

𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − (𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 × 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑)

(37)7−11 = (36)7−11 − [(4)7−11 × (2)7−11]

(35)7−11 = 214,24 − (11,54

100⁄ × 50,60)

(33)7−11 = 208,40 (𝑚)

(37)24−19 = (36)24−19 − [(4)24−19 × (2)24−19]

(33)24−19 = 212,54− (1,72

100⁄ × 85,80)

(33)24−19 = 211,06 (𝑚)

Columnas [38] Profundidad a la cota clave sobre el eje del pozo inicial.

Para los tramos iniciales

La profundidad se fija a 1,20 m mínimo, exceptuando los pozos iniciales en donde

puede darse una profundidad menor hasta de 0,80 m.


𝐻 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎 − 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎

(38)7−11 = (28)7−11 − (30)7−11

(36)7−11 = 215,10 − 214,30

(36)7−11 = 0,80 (𝑚)

(38)24−19 = (28)24−19 − (30)24−19

(36)24−19 = 218,95 − 212,42

(36)24−19 = 6,53(𝑚)

Columnas [39]: Profundidad a la cota clave sobre el eje del pozo aguas abajo.

121

𝐻 = 𝐶𝑜𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑐𝑙𝑎𝑣𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

(39)7−11 = (29)7−11 − (31)7−11

(36)7−11 = 216,96 − 208,46

(36)7−11 = 11,50 (𝑚)

(39)24−19 = (29)24−19 − (31)24−19

(36)24−19 = 213,84 − 210,94

(36)24−19 = 2,90 (𝑚)

Diseño detallado de los colectores 48-42, (empate con los tramos 43-42 y

41-42 en el pozo 42)

Se define la siguiente nomenclatura para los datos requeridos.

Donde:

Cota de rasante = Cr

Cota clave = Cc

Cota batea Cb

Cota lámina de agua = Cl

Cota de energía = Ce

Profundidad a la clave = H

Pendiente = S

Colector 48-42

Caudal de diseño = 1,97 l/s

Longitud = 70,00 m

𝐶𝑟48 = 225,86______________𝐶𝑟42 = 220,01

122

La cota clave a la salida del pozo 48 se define en el diseño anterior, al empatar

el colector 53-48 con el 48 – 42

𝐶𝑐48 = 224,63 (𝑚)

𝐻48 = 225,86 − 224,53

𝐻48 = 1,33 (𝑚)

Manteniendo la tubería horizontal, la cota clave a la llegada al pozo 48 sería de

224,63, con lo que la profundidad a la clave es de 225,83 — 224,63, es decir,

1,20 m.

A partir de la cota 224,53 se debe incrementar la pendiente hasta que se cumpla

con las normas de diseño de borde libre, velocidad y esfuerzo cortante:

Asumiendo H8 = 1,50 m:

𝐶𝑐8 = 220,01 − 1,50

𝐶𝑐8 = 218,51

𝑆8 =224,63 − 218,51

70,00× 100

𝑆8 = 8,60%

El diámetro correspondiente, según la ecuación de Manning, es:

𝐷 = 1,548 [𝑄 × 𝑛

𝑆1/2]3/8

𝐷 = 1,548 [1,97/1000 × 0,011

8,60/1001/2]3/8

123

𝐷 = 0,044 (𝑚)

𝐷 = 1,72 "

Se adopta el diámetro comercial superior, teniendo en cuenta que el diámetro

interno real es superior a 0,044 m:

D interno comercial superior = 0,200 m = 8"

Las características de flujo a tubo lleno de esta tubería son:

𝑄𝑜 = 0,312(((8)48−42)

83 × ((4)48−42)

12

0,011)

𝑄𝑜 = 0,312((0,2)

83 × (8,60 × 100)

12

0,011)

𝑄𝑜 = 0,114(𝑚3

𝑠)

𝑉𝑜 =0,114 × 4

3,1416 × (0,20)2

𝑉𝑜 = 3,86(𝑚

𝑠)

𝑅𝑜 =0,20

4

𝑅𝑜 = 0,05 (𝑚)

El porcentaje de utilización de la sección es:

𝑄

𝑄𝑜=

1,971000⁄

0,114

124

𝑄

𝑄𝑜= 0,02

Para lo cual se tiene en la tabla 8.2:

𝑉

𝑉𝑜= 0,36

𝑑

𝐷= 0,124

𝑅

𝑅𝑜= 0,315

𝑉 = 0,36 × 3,622

𝑉 = 1,36 (𝑚

𝑠)

𝑑 = 0,124 × 0,2

𝑑 = 0,025 (𝑚)

𝑅 = 0,315 × 0,05

𝑅 = 0,0158 (𝑚)

125

Tabla 6.7 Diseño detallado de los colectores 48-42, (empate con los tramos 43-42 y 41-42 en el pozo 42)

POZO 48-42

L = 70,00 m CR8 = 220,01 m

CR7 = 225,86 m

CC7 = 224,53 m

H = 1,23 m

Q = 1,97 l/s

Tabla 6.7 Diseño detallado de los colectores 48-42, (empate con los tramos 43-42 y 41-42 en el pozo 42)

H42 CC48 CC42 S D calcul. D comercial Qo Vo Ro Q/Qo V/Vo d/D R/Ro H/D

V V2/2g d R H τ E NF

m m m % m pulg m plug m3/s m/s m m/s m2/s2 m m m N/m2 m

1,50 224,53 218,51 8,60 0,04 1,72 0,20 8,00 0,114 3,62 0,05 0,02 0,36 0,12 0,32 0,07 1,311 0,06 0,02 0,02 0,01 13,29 0,002 3,06

1,60 224,53 218,41 8,74 0,04 1,72 0,20 8,00 0,115 3,65 0,05 0,02 0,36 0,12 0,32 0,07 1,322 0,06 0,02 0,02 0,01 13,51 0,002 3,09

1,70 224,53 218,31 8,89 0,04 1,71 0,20 8,00 0,116 3,68 0,05 0,02 0,36 0,12 0,32 0,07 1,333 0,06 0,02 0,02 0,01 13,73 0,002 3,11

2,00 224,53 218,01 9,31 0,04 1,69 0,20 8,00 0,118 3,77 0,05 0,02 0,36 0,12 0,32 0,07 1,365 0,07 0,02 0,02 0,01 14,39 0,002 3,18

2,30 224,53 217,71 9,74 0,04 1,68 0,20 8,00 0,121 3,86 0,05 0,02 0,36 0,12 0,32 0,07 1,396 0,10 0,02 0,02 0,01 15,05 0,002 3,85

126

Para observar el cálculo hidráulico de cada uno de los tramos VER (anexos 14,

15, y 16: Cálculo hidráulico de: FOSA SÉPTICA 1, FOSA SÉPTICA 2 y LAGUNA

DE ESTABILIZACIÓN).

En el anexo se presentan los resultados finales del diseño para cada colector,

los cuales no se obtienen necesariamente de manera directa, sino que por el

contrario se realizó varios diseños preliminares hasta lograr un resultado que

cumpla las normas y optimice el diseño.

127

CAPITULO SIETE

7 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

7.1 Aguas residuales o Aguas negras

Las aguas negras son aquellas aguas suministradas a una población, que

habiéndose aprovechado para diversos usos, ha quedado impurificada, son

originadas por desechos humanos, desechos de animales, desperdicios caseros,

corrientes pluviales, infiltraciones de aguas subterráneas, desechos industriales;

los mismos que provienen de casas, edificios, comerciales, instituciones,

industrias y aguas superficiales que puedan agregarse, debido a esto las aguas

negras se dividen según su procedencia:

Aguas residuales domésticas.- Son aquellas provenientes de inodoros, lavaderos,

cocinas y otros elementos domésticos.

Aguas residuales industriales.- Se originan de los desechos de procesos

industriales o manufactureros y, debido a su naturaleza, pueden contener,

además de los componentes citados anteriormente respecto a las aguas

domésticas, elementos tóxicos tales como plomo, mercurio, níquel, cobre y

otros.

Aguas lluvias.- Provienen de la precipitación pluvial y, debido a su efecto de

lavado sobre tejados, calles y suelos, pueden contener una gran cantidad de

sólidos suspendidos; en zonas de alta contaminación atmosférica, pueden

contener algunos metales pesados y otros elementos químicos.

7.1.1 Apariencia de las Aguas negras

Su aspecto es el de un líquido turbio en el cual flotan cantidades de materia

producto de las actividades cotidianas de los habitantes de una comunidad, el

color que presenta las aguas residuales es gris pero con el transcurso del tiempo

el color cambia a negro y de un olor a moho muy desagradable apareciendo

sólidos negros flotando en la superficie

128

7.1.2 Composición de las Aguas Negras

Las aguas residuales no representan un mayor peligro para el entorno ambiental

debido a que la concentración de elementos patógenos es muy baja.

Aproximadamente el 99,90% de las aguas residuales es agua y un 0,10%

representa materia biodegradable; Cabe destacar que este mínimo porcentaje

representa el mayor problema para su disposición

Figura 7.1. Composición de las Aguas Negras

Fuente: Verónica Jorquera, Metodología para la selección de sistemas de alcantarillado

particular.

Los sólidos presentes en las aguas negras pueden clasificarse según su

composición o condición física en dos grupos: orgánicos e inorgánicos y a su vez

pueden estar suspendidos y disueltos.

Sólidos orgánicos.- Son de origen animal o vegetal incluyendo sus productos de

desecho de los mismos, también pueden incluir compuestos orgánicos sintéticos,

estos sólidos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno, pudiendo estar

combinados con nitrógeno, azufre o fósforo; están sujetos a degradación por la

actividad bacteriana y de otros organismos vivos, la cantidad o concentración de

sólidos orgánicos, así como su capacidad para degradarse o descomponerse,

son la parte principal de la fuerza de una agua negra.

129

Sólidos inorgánicos.- Son aquellas sustancias inertes que no están sujetas a la

degradación, pero existen compuestos minerales, como los sulfatos que bajo

ciertas condiciones pueden descomponerse en sustancias más simples.

De acuerdo a su condición física, los sólidos, tanto orgánicos como inorgánicos,

pueden agruparse como sólidos suspendidos, sólidos coloidales y sólidos

disueltos.

Sólidos Suspendidos.- Son aquellos que están en suspensión y visibles en el

agua, están constituidos por 70% de sólidos orgánicos y 30% de sólidos

inorgánicos (arena y polvos), pueden separarse del agua negra por medios

físicos o mecánicos como sedimentación y filtración; se dividen en sólidos

sedimentables y sólidos coloides.

Sólidos sedimentables.- Son los sólidos cuyo tamaño y peso son suficientes para

que se sedimenten en un periodo determinado de una hora, están constituidos

aproximadamente por un 75% de sólidos orgánicos y 25% de sólidos

inorgánicos.

Sólidos Coloides suspendidos.- Representan la diferencia entre los sólidos

suspendidos totales y los sólidos suspendidos sedimentables, constituyen

aproximadamente el 40% de los sólidos suspendidos totales que no pueden

eliminarse fácilmente con tratamientos físicos o mecánicos, con respecto a su

composición las dos terceras parten se consideran como sólidos orgánicos y el

resto inorgánicos.

Sólidos Disueltos.- Se debe considerar que no todos los sólidos están disueltos,

aproximadamente el 90% esta disuelto en verdad y un 10% se encuentra en

estado coloidal; estos sólidos están compuestos aproximadamente del 60%

sólidos inorgánicos y el resto de orgánicos.

Sólidos Totales.- Son el factor común de los sólidos constituyentes de las aguas

negra; sean orgánicos e inorgánicos o la totalidad de sólidos suspendidos y

disueltos.

130

En todo caso la composición que se indica de las aguas negras se refiere a una

composición media y las cantidades de sólidos indicadas no podrán aplicarse a

todas las aguas negras en todo tiempo.

Gases Disueltos.- En las aguas residuales se encuentran presentes pequeñas

concentraciones de gases disueltos, los más destacados son el oxígeno disuelto,

bióxido de carbono (descomposición de la materia orgánica), nitrógeno disuelto

en la atmosfera, ácido sulfhídrico que se origina por la descomposición de los

compuestos orgánicos y ciertos inorgánicos del azufre.

Líquidos Volátiles.- Son aquellos líquidos que hierven a menos de 100°C;

como la gasolina.

7.1.3 Composición Biológica de las Aguas Negras

Las aguas residuales contienen un exceso de organismos vivos como las

bacterias y otros organismos vivos más complejos, la mayoría son demasiado

pequeños a la vista del ser humano pero no bajo el microscopio; estos son la

parte viva de la materia orgánica que se encuentra en las aguas y su presencia

es de mucha importancia para el tratamiento de las mismas y el éxito que se

tenga.

Bacterias.- Grupo de organismos microscópicos unicelulares, rígidos y carentes

de clorofila, que desempeñan una serie de procesos de tratamiento incluyendo:

oxidación biológica, digestión, nitrificación y desnitrificación; como todo

organismo vivo, requieren de alimento, oxígeno y agua; las bacterias se clasifican

en dos grupos principales: bacterias parásitas y bacterias saprofitas.

Bacterias Parásitas.- Son aquellas que viven a expensas de otro organismo vivo

ya que requieren de alimento ya preparado para consumirlo; provienen de las

personas y animales a través del tracto intestinal y durante su desarrollo (cuerpo

del huésped) producen compuestos tóxicos y venenosos causando

enfermedades como fiebre tifoidea, disentería, cólera o infecciones intestinales,

131

por lo cual se debe recolectar cuidadosamente en forma correcta, para prevenir

cualquier enfermedad.

Bacterias Saprofitas.- Son bacterias que se alimentan de materia orgánica

muerta; facilita o acelera la descomposición natural de los sólidos orgánicos

produciendo sustancias de desecho que consisten en sólidos orgánicos e

inorgánicos (importancia para realizar tratamiento); existen muchos tipos de

bacterias saprofitas desempeñando un papel específico en la descomposición de

los sólidos y tiende a morir una vez que cumple su función en el proceso de

tratamiento.

Las bacterias tanto parásitas o saprofitas necesitan oxígeno para su respiración,

inclusive algunas de ellas solo utilizan oxígeno disuelto, libre o molecular

denominándose bacterias aerobias y el proceso de degradación como

descomposición de aerobia, oxidación o degradación; mientras que las bacterias

que requieren obtener oxigeno de los sólidos orgánicos o inorgánicos toman el

nombre de bacterias anaerobias y el proceso de degradación descomposición

anaerobia o putrefacción.

Existen ciertas bacterias aerobias que se adaptan a vivir y funcionar en ausencia

del oxígeno disuelto denominadas bacterias aerobias facultativas; al igual que

ciertas bacterias anaerobias pueden desarrollarse en presencia del oxígeno

disuelto tomando el nombre de bacterias anaerobias facultativas.

Otro factor importante para las bacterias es la temperatura debido a que son muy

susceptibles a la misma en lo que respecta a la velocidad de desarrollo, siendo

directamente proporcional; la gran mayoría de bacterias saprofitas mejoran en

diversas temperaturas como: 20°C a 40°C conocidas como bacterias mesofílicas;

55°C a 60°C son las bacterias termofílicas, este tipo de bacterias trabajan en el

tratamiento durante la digestión y de 0°C a 5°C toman el nombre de bacterias

psicrofílicas

Otros Organismos Microscópicos.- En las aguas negras existen otros organismos

de tamaños muy pequeños pero visibles al microscopio; están presentes en gran

132

cantidad, aunque no en la magnitud de las bacterias, tienden hacer mayores y de

estructura más compleja; algunos son de animales y otros vegetales,

provenientes del suelo o de desechos orgánicos siendo algunos móviles y otros

no.

Virus.- Los virus son organismos mucho más pequeños que los microscópicos e

inclusive para ser observados en el microscopio ordinario, no tienen un papel

importante en el tratamiento de las aguas; al igual que las bacterias patógenas

son agentes de enfermedades como la hepatitis y su origen es similar (provienen

del tracto intestinal).

Organismos Macroscópicos.- A más de los organismos microscópicos existen

organismos más grandes y complejos que toman parte de la descomposición de

las aguas son visibles a simple vista como por ejemplo: gusanos e insectos en

diversos estados de desarrollo; algunos son activos prevaleciendo en las

corrientes de las aguas negras y otros en los desechos orgánicos.

7.1.4 Bioquímica de las Aguas Negras

Los cambios bioquímicos también miden el grado de descomposición de los

sólidos y por ende la eficacia de cualquier proceso de tratamiento; estos cambios

producen en los sólidos coloidales una eliminación de las moléculas de agua

retenidas en ellos produciendo que se aglomeren o floculen formando sólidos

más pesados o sedimentables que toman el nombre de lodos y arenas.

En el proceso de descomposición anaerobia el oxígeno es eliminado de los

compuestos más complejos y forma compuestos más sencillo a medida que

sigue las reacciones también se forman sustancias orgánicas e inorgánicas;

mientras que en la descomposición aerobia el oxígeno se combina con nitrógeno,

azufre, fosforo, hidrógeno dando lugar a bióxido de carbono, agua, nitratos,

sulfatos, fosfatos y otras sustancias similares llamadas sales minerales que

sirven como fertilizantes o alimento.

133

Se debe tener en cuenta que en las etapas de descomposición se forman

compuestos intermedios en esto se incluyen ácidos: orgánicos e inorgánicos,

gases: sulfhídrico, metano, bióxido de carbono; y en ocasiones gases de olor

ofensivo provenientes de los compuestos orgánicos sulfurados, son estos

subproductos que se encuentran durante las etapas de tratamiento afectan a

veces adversamente al progreso de las reacciones de digestión pero indican el

progreso de la actividad bioquímica, así como el tipo y grado de tratamiento.

Los cambios bioquímicos de las aguas negras mediante análisis químicos

permiten:

Identificar y medir reacciones bioquímicas.

Identificar y medir compuestos químicos formados.

Medir el grado de velocidad y descomposición de los sólidos orgánicos.

Determinar variables que puedan controlarse.

Medir la eficiencia de los métodos y dispositivos que se usen en el

tratamiento.

7.2 Propuestas de Tratamiento de Aguas Residuales aplicables a este caso

específico.

Existen varias alternativas para lograr el tratamiento de la descarga del sistema

de alcantarillado. La elección de la mejor alternativa estará dada por limitaciones

de espaciales, topográficas y económicas que deben ser analizadas

previamente. El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de

procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los

contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del

uso humano

Objeto del tratamiento

Remoción de características indeseables de las aguas residuales a un

nivel igual o menor que el determinado en el grado de tratamiento, para

cumplir con los requisitos de calidad del cuerpo receptor por medio de

134

análisis de las características físico-químicas y bacteriológicas de las

aguas residuales; como análisis de DBO, cantidades de fosfatos y nitratos,

indicadores de contaminación fecal en muestras recogidas antes del

efluente, en el efluente y aguas abajo.

Mejorar la calidad de los lodos antes de su disposición final.

Reuso de aguas residuales, los requisitos de calidad están dados por el

tipo de uso a realizar.

7.2.1 Tipos de Tratamiento

7.2.1.1 Tratamiento Primario

El tratamiento primario se basa en la eliminación de una fracción de la materia

en suspensión de la materia orgánica mediante el tamizado y sedimentación.

7.2.1.2 Tratamiento Secundario

Se basa en la eliminación de los sólidos en suspensión y de los compuestos

orgánicos biodegradables, combinando diferentes procesos de tratamiento

biológico.

7.2.1.3 Tratamiento Avanzado

Este tipo de tratamiento se basa en la eliminación de nutrientes, compuestos

tóxicos y los excesos de materia orgánica o de sólidos en suspensión; utilizando

procesos de coagulación química, floculación y sedimentación, seguidos de

filtración y carbono activo.

7.2.1.4 Desinfección

La desinfección es el proceso que sirve para la destrucción selectiva de los

organismos causantes de enfermedades, ya que en los procesos previos no

todos los organismos se destruyen, siendo los de origen humano los que causan

mayores problemas; bacterias, virus, amebas, debido a esto es necesario elegir

un desinfectante químico que sea seguro en su aplicación y manejo. Los métodos

de desinfección son:

135

Químico: color y sub compuestos, bromo, ozono

Físicos: luz y calor

Mecánicos: se puede eliminar durante el proceso de tratamiento de agua

residual.

Radiación: por rayos gama.

7.3 Tipo de Tratamiento a utilizar

La sanidad ha sido un problema que ha tenido que enfrentar el desarrollo de los

pueblos, en especial con la eliminación de las aguas residuales, la cual es una

de las fuentes principales de enfermedades, donde escasean las medidas

sanitarias apropiadas y efectivas; cuya única forma de eliminar los desechos

humanos es con excusados de pozo o letrinas pero no con instalaciones

sanitarias prácticas y eficaces que no producen la contaminación de las acequias,

lagunas y pozos que son la fuente de suministro de agua.

La ausencia de instalaciones sanitarias adecuadas, más que por falta de

conocimientos y técnicas, se debe a la escasez de fondos necesarios para la

dotación de plantas de tratamiento, las características que presenta la

parroquia rural La Villegas, permite proponer dos tipos de tratamiento

secundario: laguna de oxidación y fosa séptica; soluciones sencillas y

económicas.

7.3.1 LAGUNA DE OXIDACION O ESTABILIZACION.

Para el tratamiento de aguas negras se requiere principalmente de terreno

suficiente y de esfuerzo humano.

7.3.1.1 Proceso de Tratamiento

Las lagunas proporcionan un método de tratamiento sencillo, ya que las aguas

negras del sistema de recolección descargan a un receptáculo de poca

profundidad, en donde quedan sujetas al proceso de oxidación de lagos y

arroyos, en donde la velocidad incrementa gracias al control de las condiciones

y la reducción de la contaminación de aguas naturales.

136

Este sistema incluye: la retención de aguas negras como medio que se utiliza

para sostener el proceso ininterrumpido en un nivel óptimo hasta que satisfaga

la demanda bioquímica de oxigeno (70 a 90%) para ser descargado el efluente a

un sistema equilibrado o arroyo; y transformación de sólidos a lodos que se

asientan en el fondo de la laguna, la acumulación de los mismos se debe a la

velocidades valoradas por varios expertos.

7.3.1.2 Consideraciones para el diseño de las Lagunas de Oxidación15

Caracteres de importancia para el diseño:

Clasificación de los desechos

Aguas residuales (tipo, edad, manera de transporte).

Aguas negras (tipo, edad, manera de transporte).

Mezcla de ambas (tipo, edad, manera de transporte, porcentaje de cada

una).

El caudal de ingreso para este tipo de tratamiento proveniente del sistema de

alcantarillado es de 163,60 l/seg.

Características de los desechos

Volumen (mínimo promedio, máximo diario).

Concentración de materia orgánica (D.B.O5; D.B.O u).

Sólidos (desechos industriales especiales, total sedimentables,

suspendidos, disueltos, volátiles y sólidos fijos).

Concentración de nutrientes (fósforo, nitrógeno, etc).

Materia de color (suspendida, disuelta).

Toxicidad (reducción de la velocidad de D.B.O, Bio-ensayos y

microorganismos acuáticos especiales).

PH (mínimo, promedio y máximo)

Calidad del agua de tubo (análisis de minerales).

15 Proyecto de Agua Potable y Alcantarillado para “San Jacinto del Búa”; José Araujo, José Loayza, Miguel Mayorga,

Jorge Mera

137

Hidrología

Evaporación (promedio, variaciones temporales).

Lluvia (promedio, variaciones temporales).

Temperatura (promedio, promedio temporal, promedio del mes más

caliente, promedio del mes más frío).

Agua subterránea (profundidad media, permeabilidad de la formación

subterránea).

Velocidad de percolación (determinada con el agua residual que se a

depurar).

Viento (magnitud y dirección durante el día y un promedio temporal).

Cubierta de nubes (por ciento del día, temporada y año).

Luz

Solar (mínima mensual, promedio anual, variaciones temporales).

Topografía

Características del suelo (facilidad de excavación, uso como represa,

percolación, compactación).

Niveles de avenidas (señas de la máxima altura de agua).

Curvas de nivel (plano)

Facilidades (casas, industrias, agricultura)

Arroyos ( drenaje de todo tipo)

Uso del efluente

Suplementación del agua subterránea.

Suplementación del agua superficial.

Irrigación inmediata,

Reuso industrial y renovación.

Desarrollo del uso por animales silvestres.

7.3.1.3 Elementos del Tipo de Tratamiento a utilizar

138

7.3.1.3.1 Ecología de las Algas

El principio fisiológico de las algas es su capacidad para producir oxígeno para

el funcionamiento de las lagunas; las algas pueden crecer autotróficamente

(fabricar su alimento en medios exclusivamente inorgánicos) y por ende

sobrevivir en medios exclusivamente inorgánicos, requiriendo de una fuente de

energía para realizar sus reacciones de transformación o heterotróficamente

(requieren de materia orgánica prefabricada para poder sobrevivir).

Sin embargo la mayoría de las algas funcionan metabólicamente como quimo-

organotrofos facultativos bajo condiciones propicias, donde usan azúcar o ácidos

orgánicos como fuentes de energía y carbono; pero en las lagunas la importancia

radica en el requisito de agua, nutrientes inorgánicos y anhídrido carbónico de

las algas fotosintéticas.

Durante la operación de una laguna, por lo general, las primeras formas de algas

en aparecer son las algas verdes como: chlamydomonas y euglena; y en el

verano frecuentemente la laguna se cubre de una especie de nata formada por

las algas verdes, se debe tener cuidado ya que se puede presentar problemas

cuando trozos de algas benticas como phormidium comienzan a acumularse.

La evolución de oxígeno y absorción de anhídrido carbónico por las algas durante

los periodos de luz, pueden llegar a ser 20 veces mayor a la reacción que ocurre

en ausencia de luz; mientras que aumenta el pH en periodos sin luz.

7.3.1.3.2 Iluminación

Para determinar la penetración de la luz se puede aproximar por medio de la ley

de Beers-Lam bert; las masas de algas y bacterias no son homogéneas y cálculos

basados en la penetración de luz a través de una masa homogénea estará en

error.

𝐼 = 𝐼𝑜 × 𝑒−𝐾´𝑐𝑑

Donde:

I = Intensidad de la luz después de atravesar algún medio.

139

𝐼𝑜= Intensidad original de la luz.

K´= Coeficiente de absorción.

c = Concentración de algas.

d = Profundidad.

7.3.1.3.3 Temperatura

La temperatura es de primordial importancia en el diseño y funcionamiento,

afecta la producción fotosintética de oxígeno y algas verdes manteniendo la

temperatura entre 20°C y 37°C; Cuando la temperatura del agua excede los 37°C

con clima seco y la laguna es de escasa profundidad se puede reducir la

población de algas reduciendo la actividad fotosintética pero las bacterias utilizan

el oxígeno a paso más acelerado.

A 30°C el microorganismo predominante con toda probabilidad es la

euglenophyceae; las algas azules a esta temperatura en cambio, originan el

surgimiento de depósitos bénticos a la superficie produciendo malos olores;

mientras que en climas fríos la actividad de las algas como las bacterias

disminuye; en estaciones como el invierno los sólidos de las aguas se acumulan

y llegan a un máximo un poco antes del deshielo primaveral.

7.3.1.3.4 Nutrientes

La mayoría de las especies de algas utilizan anhídrido carbónico libre para la

fotosíntesis, la concentración de este en el aire es de 0,03% se puede mantener

una velocidad óptima de fotosíntesis; la descomposición y reconstitución del

carbono se muestra en las siguientes ecuaciones:

𝐶𝑎𝐻𝑏𝑁𝑐𝑂𝑑𝑃𝑒 + (𝑎 + 1 4⁄ 𝑏 − 1 2⁄ 𝑑 + 3 2⁄ 𝑐 + 2𝑒)𝑂2 𝑎 𝐶𝑂2 +𝑏2⁄ 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑁𝑂3

+ 𝑒𝑃𝑂4−3

106𝐶𝑂2 + 90𝐻2𝑂 + 16𝑁𝑂3− + 𝑃𝑂4 + 𝑙𝑢𝑧 𝐶106𝐻180𝑂45𝑁16𝑃1 + 154

12⁄ 𝑂2

140

Según Stumm y Morgan, por cada 454g de algas sintetizadas se producen

aproximadamente 749g de oxígeno disuelto.

7.3.1.3.5 Evaporación

La evaporación desempeña un papel importante en la determinación del nivel de

agua que se mantiene en una laguna, especialmente en zonas tropicales; la

cantidad de evaporación depende de factores como: temperatura, humedad y

velocidad de los vientos por lo cual es difícil predecir la velocidad de evaporación

para un período corto sin embargo en ciertas regiones puede perderse hasta un

20% debido a la evaporación; se conocen promedios razonables de las pérdidas

para la mayoría de las regiones del mundo.

Cuando no se disponen de datos, puede calcularse de manera aproximada por

medio de la siguiente tabla, teniendo en cuenta que las cifras están relacionadas

con el hemisferio norte, se podría trazar con estos datos una curva de campana

para el diseño, suponiendo solamente una estación seca y una de lluvia; para

obtener cifras locales, se puede llevar a cabo pruebas de campo durante un ciclo

completo anual y de preferencias varias; estas pruebas no satisfacen

necesidades inmediatas pero facilitan el futuro diseño de las lagunas y a la vez

ayudan hacer modificaciones para permitir la operación más eficiente con

respecto al sistema original.

141

Tabla 7.1. Evaporación de las Aguas Negras por mes16

CLIMA EVAPORACIÓN EN PULGADAS POR MES

EVAPORACIÓN TOTAL ANUAL Hemisferio Norte Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Agto. Sept. Oct. Nov. Dic.

Hemisferio Sur Jul. Agto. Sept. Oct. Nov. Dic. Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun.

Caliente 4,0 5,0 6,5 8,0 10,0 12,0 13,0 13,0 11,0 8,0 6,5 5,0 102,0

Templado 1,0 1,4 2,0 3,0 4,8 6,5 8,5 8,0 6,5 4,6 2,6 1,1 50,0

Frío 0,6 0,7 0,8 1,0 1,3 1,6 2,0 1,9 1,8 1,6 1,1 0,7 15,1

mín. máx.

16 Proyecto de Agua Potable y Alcantarillado para “San Jacinto del Búa”; Tomo II y III; José Araujo, José Loayza, Miguel Mayorga, Jorge Mera

142

7.3.1.3.6 Viento

Las lagunas deben proyectarse en dirección de los vientos dominantes nunca sea sobre

la línea de la corriente para evitar dar lugar un corto circuito o retardo del flujo normal;

el viento induce oleaje y corrientes laminares casi al ras de la superficie lo cual estimula

la oxidación, se debe tener en cuenta que a velocidades mayores de 48 km/h puede dar

lugar a un oleaje que erosione los bordes de la laguna, para evitar esto se colocan

bloques o losas de hormigón en las orillas.

Para conocer los cambios de dirección de las estaciones, se recomienda preguntar a los

agricultores, pescadores y otros individuos cuyo trabajo se desarrolla al aire libre durante

el año ya que son considerados como excelente fuente de información sobre datos del

clima.

7.3.1.3.7 Aeración

Consiste en un ventilador que introduce aire en un sistema de tubos perforados que

descansan en el fondo de la laguna; las burbujas de aire suben e inducen una circulación

leve que incrementa la absorción de oxígeno, puede notarse la formación de ligera

espuma sobre las líneas de tubos; otro sistema incluye la agitación de la superficie de las

aguas de la laguna por medio de rociadores de agua.

Para aumentar la aeración incluye niveles cambiantes que se logran por medio de una

serie de escalones en el punto de entrada de la corriente, o estableciendo una serie de

lagunas pequeñas, cada una a un nivel más bajo que el anterior, este método se usa

siempre que la corriente sea de poco volumen y a clima seco.

7.3.1.3.8 Percolación

Es la pérdida de líquido por infiltración en el terreno lo cual ocasionaría la contaminación

de fuentes de agua cercana si el fondo de la laguna es más bajo o demasiado cerca del

nivel freático de las aguas; o la pérdida de líquido puede ser suficientemente grande para

143

que el volumen retenido baje hasta un punto inferior al necesario para la operación

aerobia eficiente.

7.3.1.3.9 Mecanismo Bacterial

Las reacciones biológicas en las lagunas incluyen: la oxidación de la materia orgánica

por medio de bacterias aeróbicas; nitrificación de compuestos de nitrógeno por las

bacterias y la reducción de materia orgánica por medio de bacterias anaeróbicas que se

encuentran en los depósitos bentónicos y aguas superiores por medio de algas.

7.3.1.4 Procesos de Estabilización

7.3.1.4.1 Proceso Aeróbico

Durante el metabolismo aeróbico de la materia orgánica gran parte del carbono sirve

como fuente de energía para los organismos y éstos lo expiran en forma de anhídrido

carbónico, las bacterias constituyen la mayor parte de estos organismos, pero hongos y

protozoarios también aparecen; los organismos utilizan lo restante del carbono junto con

fósforo y nitrógeno en la síntesis de nueva materia celular; en el caso de las aguas

negras, tanto como aguas residuales, la producción de células es equivalente a 0,5 y 0,6,

respectivamente el peso de DBO y DBO5 degradada, las reacciones principales que

pueden ocurrir en una laguna de estabilización aeróbica son:

(𝐶𝐻2𝑂)𝑥 + 𝑥𝑂2 → 𝑥𝐶𝑂2 + 𝑥𝐻2𝑂

𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒𝑖𝑛𝑎 (𝑁 − 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑜) 𝐴𝑛𝑜𝑚𝑖𝑜 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑖𝑡𝑜

𝐴𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑜

𝐹ó𝑠𝑓𝑎𝑡𝑜 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑜 𝐻3𝑃𝑂4 𝐶𝑎3(𝑃𝑂4)2

La cantidad de oxígeno que se requiere para estabilizar la materia orgánica depende de

la cantidad de DBO satisfecha durante la depuración; la DBO representa la cantidad de

144

oxígeno que se debe suministrar a la laguna por medio de fotosíntesis, a través de la

interfase entre el agua y el aire o que se obtiene de fuentes químicas.

7.3.1.4.2 Proceso Anaeróbico

Durante la fermentación anaeróbica hay putrefacción de la materia orgánica, este

proceso se lleva a cabo en dos etapas; primero, el grupo de bacterias que producen

ácidos, conocidos como heterótrofos facultativos, degradan la materia orgánica hasta

producir ácidos grasos aldehídos, alcoholes, etc.; enseguida, el grupo de bacterias de

metano convierten los productos intermediarios a metano (CH4), anhídrido carbónico

(CO2) e hidrógeno (H2), así como en el proceso aeróbico, el proceso anaeróbico también

sinteriza protoplasma celular; pero en la descomposición anaeróbica los mecanismos

metabólicos son muy complejos y no enteramente entendidos, una simplificación de las

reacciones bioquímicas que se llevan a cabo durante la descomposición anaeróbica se

dan a continuación las siguientes reacciones:

(𝐶𝐻2𝑂)𝑥 → 𝑥𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻

𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 → 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2

2𝐻2𝑆 + 𝐶𝑂2 + 𝑙𝑢𝑧 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 (𝐶𝐻2𝑂)𝑥 + 𝑆2 +𝐻2𝑂

La fermentación del metano es una reacción indispensable en lagunas anaeróbicas, uno

de los factores dominantes en un sistema de lagunas anaeróbicas es la pequeña

variación en pH (6,8 – 7,2) permisible durante la fermentación del metano; esta restricción

es muy importante ya que a fermentación del metano debe proceder enseguida de la

producción de ácidos , una laguna facultativa proporciona un ambiente anaeróbicos

cerca del fondo de la laguna, una zona amortiguadora a una profundidad media y una

zona aeróbica cerca de la superficie.

7.3.1.4.3 Aspectos Teóricos de la Estabilización Biológica

145

Las relaciones funcionales entre el tiempo de detención, la velocidad de degradación, el

coeficiente de temperatura y la temperatura se pueden combinar, la concentración de

DBO en el efluente, en el caso de flujo continuo:

𝑌𝑡 =𝑌

(𝑣/𝑞) 𝑡 = 0 𝑒−𝑘1𝑡 𝑒

−(𝑄

𝑣)𝑡 𝑑𝑡

Donde:

𝑌𝑡 = DBO5 en el efluente, mg/l

Y= DBO5 en el efluente, mg/l

t = Tiempo de retención

v = Volumen de la laguna

Q = Flujo por día

𝑘1 = Constante de la velocidad de degradación a la base “e”, por día.

Al despejar la ecuación en términos del factor de detención se puede desarrollar la

ecuación:

𝑌𝑡 =𝑌

𝑘𝑡𝑡 + 1

Donde:

𝑘𝑡 = Velocidad de degradación para alguna temperatura T.

Como en el caso típico de la relación de la degradación de la DBO, en el caso de un

sistema “Batch”, la DBO en el afluente se degrada según la ecuación:

𝑌𝑡 = 𝑌𝑒−𝑘1𝑡

Por lo tanto, cuando la reducción es un porcentaje fijo, se puede mostrar que, en el caso

de lagunas individuales, la proporción entre las constantes de degradación es igual a la

proporción entre los tiempos de detención.

146

𝐾35

𝐾𝑡=

𝑡𝑇

𝑡35 = 𝜃(35−𝑇)

Donde:

k= Velocidad de reacción para varias temperaturas

t = Tiempo de detención

T = Temperatura

Investigaciones de laboratorios llevados a cabo a 35 °C, 24° C y 9°C indican que

Θ = 1,085 y 𝐾35 =1,2 en el caso de agua residual sintética sin sólidos sedimentables.

7.3.1.5 Tipos de Lagunas

Se puede distinguir los siguientes tipos de lagunas:

Laguna de estabilización anaeróbica.- Son lagunas utilizadas para la depuración

previa de aguas residuales, es básicamente, un digestor que funciona sin oxígeno

disuelto; las bacterias anaerobias degradan los desechos orgánicos complejos.

Laguna de estabilización aeróbica.- Es aquella en la cual las bacterias aeróbicas

son las responsables en la degradación de los desechos, a través de la fotosíntesis

de las algas, suministrando suficiente oxígeno para mantener un ambiente

aeróbico.

Laguna de estabilización facultativa.- En este tipo de laguna tanto las algas y el

viento mantienen una zona aeróbica superior, y la zona inferior se mantiene en

condiciones anaeróbicas; se puede encontrar organismos aeróbicos, anaeróbicos

y facultativos.

Lagunas de aeración mecánica.- Son aquellas lagunas en las cuales se reemplaza

a las algas por aeradores mecánicos como proveedores de oxígeno disuelto;

funcionando, en forma completamente aeróbica o facultativa; en algunos casos no

es suficiente para mantener todos los sólidos en suspensión; y por lo tanto, los

lodos que se sedimentan sufren degradación anaeróbica mientras que la mayor

parte de la laguna permanece aeróbica.

147

7.3.1.6 Alternativa Escogida

Como sabemos, existen cuatro posibilidades de diseño de una laguna de estabilización;

la alternativa escogida para el diseño de este proyecto es de lagunas facultativas,

debido a que reúne las condiciones de funcionamiento y mantenimiento, a más de ser

en la actualidad una tendencia en ser usada con resultados satisfactorios y por las

desventajas que presentan los otros tipos de lagunas.

Las lagunas aerobias tienen poca profundidad, por lo cual hay crecimiento de plantas y

raíces en el fondo; a más de presentar materia flotante (natas) que impiden el paso de la

luz que se requiere para el proceso fotosintético; mientras que las lagunas anaerobias

presentan inconvenientes por los fuertes olores emanados y el costo elevado en el

mantenimiento de una laguna de aeración mecánica.

7.3.1.6.1 Proceso de Tratamiento en una Laguna Facultativa

En las figuras 7.2, 7.3 y 7.4, se presenta un esquema del funcionamiento de una laguna

facultativa, en la que se puede observar que el oxígeno disuelto disminuye con la

exposición solar y la profundidad en un estrato de oxidación aeróbica, la principal función

de las lagunas facultativas ocurre en este estrato a través de una simbiosis de las

bacterias aeróbica y algas produciendo las reacciones antes mencionadas por las

mismas en los numerales 7.3.1.4.1, 7.3.1.4.2 y 7.3.1.3.4

148

figura 7.2

149

figura 7.3

150

figura 7.4

151

7.3.1.6.2 Consideraciones para el diseño de una Laguna Facultativa -

Parámetros de cálculo

d) Área

El área en una laguna de estabilización es un parámetro importante, ya que depende de

la cantidad y de la concentración de la carga orgánica que se va a depositar en ella, esta

expresada en función de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) por unidad de área

de la laguna, calculada generalmente en kilogramos de DBO por hectárea por día.

Intensidad de carga orgánica = kg DBO por día/ Ha de la laguna

La carga unitaria de DBO al ser aplicada a las lagunas varía de región en región, siendo

difícil predeterminar las normas a seguir al respecto, a menos que las aguas negras a

tratarse, sean de iguales condiciones ambientales a otras lagunas existentes.

Se han realizado esfuerzos para determinar una manera racional de diseñar las lagunas

de estabilización, pero no existe un método plenamente aceptado, por lo que hay que

diseñar las lagunas de forma experimental o empírica a base de una tasa de trabajo, la

cual corresponde al valor recomendado como intensidad de carga permisible; para

diseñar la laguna, se escoge la profundidad de la laguna y la concentración de la DBO.

Se representa la intensidad de carga orgánica o tasa de trabajo a la relación:

𝑖 =𝑦𝑜

𝐴

Donde:

i = Tasa de trabajo o intensidad de carga orgánica en Kg/día * ha.

yo = DBO ( a los 5 días y 20°C) en Kg/día.

A = Área en Ha.

152

Existen ecuaciones y datos relacionados obtenidos a través de experiencias de campo,

que tienen aplicación en las localidades de nuestro país; Mc Garry y Pezcod reunieron

datos de lagunas facultativas primarias, desarrollando ecuaciones para la carga orgánica

superficial máxima en la que la laguna falla, eliminando el estrato aeróbico y

convirtiéndolo en anaeróbico.

𝐶𝑆𝑚 = 60,29 × 1,0993𝑇

Donde:

T = Temperatura ambiental promedio mensual (°C)

CSm = Carga orgánica superficial máxima

Datos:

T = 14 °C

Se adopta esta temperatura debido a que representa la temperatura promedio mensual

del mes más frío de la población en estudio.

𝐶𝑆𝑚 = 60,29 × 1,0993𝑇

𝐶𝑆𝑚 = 60,29 × 1,099314

𝐶𝑆𝑚 = 226,92 𝑘𝑔 𝐷𝐵𝑂

𝐻𝑎/𝑑í𝑎

El valor obtenido indica que la laguna recibirá una carga orgánica superficial de

226,92Kg/Ha/día con el cual comienza a fallar, y es donde la laguna sufrirá una

sobrecarga; una tasa de trabajo más alta permitiría una elevada remoción de la DBO por

lo cual se adoptada una carga de 150 Kg DBO Ha/día.

Esta correlación está representada gráficamente en la figura No 7.5

153

figura 7.5

154

figura 7.6

155

e) Tiempo

Otro factor para el diseño de la laguna de estabilización es la determinación del tiempo

que se requiere que permanezca la materia orgánica para ser biodegradada, la cual se

denomina período de retención calculado en días.

𝑃𝑒𝑟í𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑔𝑢𝑛𝑎

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑒𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒

Para lagunas de estabilización facultativas Marais y Shaw recomiendan un tiempo de

retención no menor de 7 días, Su-wannahara y Gloyna, fijaron un valor de tiempo óptimo

entre 3,5 días para condiciones ideales de caudal y 15 días para condiciones en que

ocurre la mezcla total; para este parámetro de cálculo se ha establecido un valor medio

entre las dos condiciones ya que el tiempo de retención óptimo se basa en la DBO.

f) Concentración Promedio de Desecho

El valor de la concentración promedio del desecho que va a llegar a la laguna y se

desconoce; generalmente la mayor parte de autores recomienda que se puede tomar con

un buen grado de exactitud la carga de DBO en base a la contribución per-cápita de 54gr.

de DBO/hab./día.

7.3.1.6.3 Bases de Diseño17

g) Carga Orgánica

Carga Orgánica = 54gr. de DBO/hab./día

Se ha tomado este valor por recomendaciones de varios autores y no se dispone de un

análisis de aguas servidas.

h) Período de Diseño

Período de Diseño = 15 años

17 Estudio y diseño del Sistema de Alcantarillado sanitario para la parroquia “San Lorenzo”; Tomo I; Jorge Erazo, Hernán Ordoñez.

156

Se asume este período de diseño porque es imposible prever las necesidades futuras de

tratamiento y preferible evaluar a primera etapa de tratamiento.

i) Tasa de Trabajo

Tasa de trabajo o carga superficial máxima = 150Kg. de DBO/hab. * día

Valor asumido por las condiciones antes mencionadas.

j) Profundidad de la laguna

Profundidad de la laguna = 2,00 m

Se adopta profundidades de 1,5 a 2,5 m. (Norma Ex IEOS), siendo 1,50m. la profundidad

que se ha comprobado eficiencia y se consigue el desarrollo de la estratificación térmica

y la constitución de las dos zonas; aeróbica y anaeróbica.

k) Población futura

Población futura para = 15 años

Población que corresponde al período de diseño asumido por las debidas

recomendaciones.

l) Caudal de diseño

Caudal de diseño o total = 164,10 l/seg.

Valor obtenido de la población futura por la población futura para el período de diseño

adoptado (15 años) más el aporte de aguas de infiltración y de las aguas ilícitas.

7.3.1.6.4 Cálculo y Diseño de la Laguna de Estabilización Facultativa

Población futura para 15 años

Datos:

Pa = 887 habitantes

i = 7%

n = 15 años

Fórmula aplicada

𝑃𝑓15 = 𝑃𝑎 (1 + 𝑖)𝑛

𝑃𝑓15 = 887 (1 + 0,07)15

𝑃𝑓15 = 2447 ℎ𝑎𝑏.

157

Carga total del afluente

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑃𝑓 × 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑜𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑎

1000

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 2447ℎ𝑎𝑏 × 54𝐷𝐵𝑂

𝑔𝑟ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎

1000

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 132,14 𝐾𝑔

𝑑í𝑎

Área Superficial de la Laguna

Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒

𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜

Área superficial = 132,14

Kgdía⁄

150Kg

Ha⁄ ∗ día

Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0,88 𝐻𝑎

Volumen

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 × 𝑃𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 8809,33 𝑚2 × 2,00 𝑚

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 17618 ,66 𝑚3

Caudal de diseño

a) Aporte por aguas servidas = 80% de la dotación de agua potable para el diseño

de 15 años.

𝑄𝑎𝑠 = 0,80 ×𝑑𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎 × 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎

86400

𝑄𝑎𝑠 = 0,80 ×200

𝑙ℎ𝑎𝑏 /𝑑í𝑎 × 2447 ℎ𝑎𝑏

86400

𝑄𝑎𝑠 = 4,53 𝑙

𝑠𝑒𝑔

b) Aporte por aguas de infiltración

𝑄𝑖𝑛𝑓 =0,8

𝑙𝑠𝑒𝑔

𝐾𝑚× 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑑

158

𝑄𝑖𝑛𝑓 = 0,8𝑙/𝑠𝑒𝑔

𝐾𝑚 × 𝑘𝑚

𝑄𝑖𝑛𝑓 = 6,49 𝑙

𝑠𝑒𝑔

c) Aporte por aguas ilícitas

𝑄𝑖𝑙𝑖𝑐 = 0.002𝑙/𝑠𝑒𝑔

ℎ𝑎𝑏× 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎

𝑄𝑖𝑙𝑖𝑐 = 0.002𝑙/𝑠𝑒𝑔

ℎ𝑎𝑏× 2447 ℎ𝑎𝑏

𝑄𝑖𝑙𝑖𝑐 = 4,89 𝑙

𝑠𝑒𝑔

𝑄𝑑𝑖𝑠 = 𝑄𝑎𝑠 + 𝑄𝑖𝑛𝑓 + 𝑄𝑖𝑙𝑖𝑐

𝑄𝑑𝑖𝑠 = 4,53𝑙

𝑠𝑒𝑔+ 6,49

𝑙

𝑠𝑒𝑔+ 4,89

𝑙

𝑠𝑒𝑔

𝑄𝑑𝑖𝑠 = 15,91𝑙

𝑠𝑒𝑔

Caudal diario

𝑄𝑑 =𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 × 86400

1000

𝑄𝑑 =15,91𝑙/𝑠𝑒𝑔 × 86400

1000

𝑄𝑑 = 1374,62𝑚3

𝑑í𝑎

Período de retención

𝑡 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜

𝑡 = 17618,66 𝑚3

1374,62 𝑚3

𝑑í𝑎

𝑡 = 12,82 𝑑í𝑎𝑠

Este período de retención está dentro de los límites recomendados para lagunas

facultativas, cuyo rango de período está dentro de 7 a 14 días.

159

Figura 7.7 Esquema simplificado de la laguna de estabilización facultativa.

7.3.1.6.5 Ubicación de la Planta de tratamiento Propuesta

a) Ubicación.- El sitio destinado para implantar la laguna se encuentra en un nivel

inferior que el punto más bajo de la población para evitar estaciones de bombeo,

la distancia a la población concentrada es de 200m y de la casa dispersa a 150m.

Se halla localizada al nor-este con respecto a la población; los vientos son de velocidad

promedio de 7 km/hora por lo que no causarán oleajes que pongan en peligro los diques

de la laguna, consiguiendo así que posibles malos olores no lleguen al área habitada,

otra ventaja es la proximidad a la descarga final, el estero sin nombre con el cual el

emisario es de poca longitud. VER (plano: ESQUEMA DE LAGUNA DE OXIDACIÓN)

Figura 7.8 Esquema para la ubicación de la laguna de estabilización.

160

Las coordenadas de ubicación para la laguna de oxidación son 9993750N y

672950E; el sitio para la laguna tiene superficie plana y está rodeada de hierba,

plantas y vegetación del sector enmarcado por árboles de palma africana que

ayudarán a evitar el paso de malos olores.

b) Dimensiones.- De acuerdo con el cálculo, la profundidad de la laguna para un buen

funcionamiento está entre 1,5 a 2,5 m. Habiendo previsto un incremento del tirante

de 0,20 m. para tener un nivel máximo de 2,20 m. se tiene un área superficial de

0,88 Ha.

Se recomienda recurrir a la forma lograda de corazón para tener menor excavación

posible siguiendo las curvas de nivel, los diques serán diseñados con sección

trapezoidal, con taludes exteriores e interiores de pendiente 1:1 y cima de 3,0 m.

que permita el acceso vehicular.

c) Calidad del suelo.- El suelo donde se ubicará la laguna es arena- arcillosa no

presenta las mejores condiciones; pero debido a los resultados obtenidos del

laboratorio se recomienda: impermeabilización con suelos compactados,

geosintéticos o una combinación de ambos.

Con los años y la experiencia se ha demostrado que se pueden emplear materiales

térreos solos; pero no es admisible el empleo de una geomembrana sin un

confinamiento de suelo, ya que estos materiales sintéticos son poco resistentes.

La decisión por una alternativa de impermeabilización u otra, depende mucho del

tipo de materiales térreos cercanos al sitio y su comparación con los costos de los

materiales geosintéticos.

El suelo removido para la implantación de la laguna será aprovechado en la

construcción de los muros circundantes, también se construirá un cerramiento con

alambre de púas y sembrío de tupirosa u otro tipo de enredadera para cerca viva

y así economizar; también con el fin de evitar el paso o entrada de personas y

animales que pueden causar daño, otra recomendación es que se podría iniciar el

funcionamiento de la laguna con la mitad del área calculada.

7.3.2 Tratamiento del agua residual para la zona excluida

161

Para el tratamiento de la zona donde no se puede llegar con la laguna de oxidación

debido a las características de la parroquia rural La Villegas se empleará Tanques

Sépticos por ser económicos, eficientes y se adapta a la situación de la población en

especial al del sector debido a la limitación en espacio y topografía que presenta,

pretendiendo garantizar el correcto tratamiento de las aguas residuales sin ocasionar

malestar a los habitantes con respecto a contaminación, malos olores y ruido; este

tratamiento es usado en poblaciones pequeñas en las que no existen descargas de tipo

industrial u hospitalario, únicamente aportaciones domiciliares.

7.3.2.1 FOSA O TANQUE SÉPTICO

Fosa séptica es un recipiente hermético, utilizado para tratamiento primario de las aguas

negras; diseñado en lugares donde no existe alcantarillado, construido para recibir las

aguas de desechos provenientes de casas aisladas, escuelas o pequeños grupos.

El tanque séptico tiene que ser diseñado y construido para cumplir funciones:

Separar los sólidos de los líquidos.

Separar compuestos de menor densidad del agua, como grasas.

Suministrar una digestión limitada a la materia orgánica retenida

Almacenar los sólidos y

Permitir que el líquido clarificado y purificado sea descargado.

La base del tratamiento de las aguas negras radica en el tiempo en que las mismas

permanecen dentro de esta estructura: con tiempos entre 9 y 12 horas se tiene un

tratamiento satisfactorio, en donde se ha previsto que luego de ese periodo de tiempo

estas aguas pasen a ser una solución buffer. Algunos tratadistas o autores de obras

sanitarias recomiendan que el tiempo de retención llegue a las 15 horas, porque estiman

que se tendrá mayor seguridad.

Buffer.- O también denominado amortiguador es una o varias sustancias químicas que

regulan el pH; cuando es añadido al agua, el primer cambio que se produce es que el pH

162

del agua se vuelve constante, de esta manera, ácidos o bases (álcalis = bases)

adicionales no podrán tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se

estabilizará de inmediato, esta solución se caracteriza porque no contiene ningún vacilo

o bacteria peligrosa para la salud humana.

Figura 7.9 Fosa Séptica de tres Compartimientos

Fuente: Bibliocad

Es un método simple, seguro, conveniente y satisfactorio para la disposición de aguas

residuales. El mantenimiento es sencillo, al igual que su construcción ya que son de

ladrillo, block o concreto armado, pero también existen prefabricadas; son de forma

rectangular de varios compartimentos o redondas; el costo es relativamente económico

y ofrece la seguridad de un buen tratamiento. VER (plano: ESQUEMA DE FOSA

SEPTICA).

7.3.2.2 Componentes del Tanque Séptico

7.3.2.2.1 Cámara de Pulimentos

163

Es el componente del tanque séptico en cuyo compartimiento las aguas negras

comienzan la descomposición y el primer efecto que tiene el agua sobre la materia es su

disgregación, se tiene la presencia del metano que es la característica de

descomposición de las aguas negras.

7.3.2.2.2 Cámara de aguas tratadas

La característica de este cámara es que en este compartimento de la estructura no se

tiene material disgregado y casi siempre existe un aumento en el tiempo de retención de

las aguas servidas se puede incorporar un pozo absorbente para que dichas aguas ya

tratadas sean conducidas a los estratos bajos del suelo.

7.3.2.3 Funcionamiento del Tanque Séptico

Las aguas residuales ingresan al tanque séptico.

Los sólidos comienzan a sedimentarse y acumularse en el fondo del tanque y hacia

la superficie se levanta una nata compuesta de grasas, jabones, etc.

El líquido clarificado y purificado sale por una tubería que se encuentra localizada

por debajo de la nata para evitar que esta salga.

Los sólidos y líquidos son sometidos a descomposición por procesos naturales y

bacteriológicos (las bacterias son de la variedad llamada anaerobia), el tratamiento

de las aguas negras en condiciones anaerobias es llamada séptica, de aquí el

nombre del tanque o fosa.

Durante la descomposición, se producirá, además de lodos y aguas, gas que

ascenderá en forma de burbujas a la superficie, para la eliminación del gas se

colocará tubos de ventilación ubicados en la losa superior de la fosa.

7.3.2.4 Bases de Diseño18

El volumen del tanque séptico se calcula con el caudal máximo instantáneo

(caudal crítico), que es casi imposible que ocurra, el dimensionamiento de la fosa

18 Ingeniería Sanitaria Aplicada al Saneamiento y Salud Publica. Pág. 3524.

164

usando el caudal máximo instantáneo, permite que con caudales menores, el

tratamiento de las aguas residuales sea más efectivo, ya que aumenta el tiempo

de retención.

El tiempo de retención adoptado es de 9 horas, ya que los caudales sanitarios son

considerables.

Se diseñara el tanque con dos compartimientos cada uno ya que proporcionan una

mejor eliminación de los sólidos suspendidos.

El primer compartimiento se llama cámara de digestión que poseerá 2/3 del

volumen total del tanque y el segundo compartimiento la cámara de pulimento y

poseerá el volumen restante del tanque.

La relación entre el largo y ancho del tanque está en un rango de 2 a 7. Teniendo

en cuenta que, mientras la relación se acerque más al valor de 7, así la eficiencia

de depuración del tanque será mayor.

La profundidad mínima del líquido debe ser de 1,20 m.

El espacio libre sobre el líquido será mayor o igual al 20 % de la profundidad total

del líquido.

7.3.2.5 Diseño de la Fosa Séptica19

Se tiene que considerar en primer lugar el caudal que aportara la red a la planta de

tratamiento.

7.3.2.5.1 Diseño de la Fosa Séptica 1

Caudal:

𝑄𝑑 = 𝑄𝑚𝑑 ×𝑀

Donde:

Qd= Caudal de diseño

Qmd= Caudal medio de diseño

19 Alcantarillado Sanitario, Barrio “San Juan de Ascazubi Alto y San Francisco”, Cantón Cayambe; Provincia de Pichincha ; Patricio

Pérez

165

M= Relación entre caudal medio y el máximo de diseño de la planta.

fc= Factor de conversión de agua potable a agua servida

𝑀 = 2,6727 × 𝑒−0,0603×𝑇

Datos:

T= 6 días

M= 1,8613

Población= 1071 hab.

Dotación= 200l/hab./día

fc= 0,70

𝑄𝑚𝑑 = 𝑃 ×𝐷 × 𝑓𝑐

𝑄𝑚𝑑 = 1071 × 200 × 0,70

𝑄𝑚𝑑 = 149940 𝑙

𝑑í𝑎

𝑄𝑑 = 𝑄𝑚𝑑 ×𝑀

𝑄𝑑 = 149940 × 1,8613

𝑄𝑑 = 279083,32 𝑙

𝑑í𝑎

Volumen del Tanque séptico se calculará mediante la siguiente expresión

𝑉 = 2,26 + 64,80 × 𝑄𝑑

𝑉 =2,26 + 64,80 × 279083,32

86400

𝑉 = 209,31 𝑚3

Con el volumen obtenido, se toman las siguientes consideraciones:

a) Profundidad del tanque séptico h= 3,00m.

b) Relación ancho – largo igual a 2,00 (debe estar entre 2,00 y 3,00

Área del tanque

𝐴 =𝑉

ℎ

𝐴 =209,31

3

166

𝐴 = 69,77 𝑚2

Ancho del tanque

𝐵 = (69,77

2)0,5

𝐵 = 5,91 𝑚

𝐵 ≅ 6,00 𝑚

Largo del tanque

𝐿 = 6,00 × 2,00

𝐿 = 12,00 𝑚

Las dimensiones del tanque son: 12,00 X 6,00 X 3,00 = 216 m3

Con este volumen de tanque séptico, se chequea el tiempo de retención (t).

tiempo de retención (t)

𝑡 =𝑉

𝑄𝑑

𝑡 =216

279,083

𝑡 = 0,77 𝑑í𝑎𝑠

El tiempo de retención recomendado está entre 12 y 24 horas lo que significa que está

bien.

Dimensiones de la cámara de digestión (posee los 2/3 del volumen total del tanque

séptico).

largo de la cámara de digestión (acd)

𝑎𝑐𝑑 = 2 ×𝑎

3

𝑎𝑐𝑑 = 2 ×12,0

3

𝑎𝑐𝑑 = 8,00 𝑚

Dimensiones de la cámara de digestión del tanque séptico.

acd= 8,00 m

ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙= 3,00 m

b= 6,00 m

167

Dimensiones de la cámara de pulimento (posee 1/3 del volumen total del tanque

séptico).

largo de la cámara de pulimento (acp)

𝑎𝑐𝑝 =𝑎

3

𝑎𝑐𝑝 =12,00

3

𝑎𝑐𝑝 = 4,00 𝑚

Dimensiones de la cámara de pulimento del tanque séptico.

acp= 4,00 m

ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙= 12,00 m

b= 6,00 m

7.3.2.6 Ubicación de las Fosas sépticas

a) Ubicación de la fosa 1.- El sitio para implantar las fosas sépticas se encuentra en

un nivel inferior más bajo del pozo 4 para evitar estaciones de bombeo, se

encuentra ubicada al sur-oeste con respecto a la población entre las calle La Loma

intersección con la calle Serbio Samaniego y próxima a la descarga final, el estero

sin nombre.

Figura 7.10 Esquema para la ubicación de la fosa séptica 1.

168

El sitio para la ubicación de la laguna tiene superficie con inclinación baja y está rodeada

de plantas y vegetación del sector; las coordenadas son 9994625N y 673150E.

b) Ubicación de la fosa 2.- El sitio de implantación de la fosa séptica se encuentra en

un nivel inferior más bajo del pozo 36 ubicado al final de la calle Quinindé

intersección con la calle José Pérez; tiene una superficie plana y está rodeada de

hierba, plantas y vegetación del sector.

Se encuentra ubicada al nor-oeste con respecto a la población muy próximo a la

descarga final, el estero sin nombre con el cual el emisario es de poca longitud;

las coordenadas son 9994650N y 672946E.

Figura 7.11 Esquema para la ubicación de la fosa séptica 2.

169

CAPITULO OCHO

8 EVALUACION AMBIENTAL DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO PROPUESTO

8.1 Generalidades

La evaluación del impacto ambiental (EIA), es la situación ambiental que se presenta a

futuro, es decir el conocimiento de los efectos ambientales a través de la identificación y

valoración de los impactos, como resultado de las posibles consecuencias de un

proyecto, planes, programas o acciones normativas sobre la salud ambiental y la

integridad de los ecosistemas. Cuyo propósito pretenden el desarrollo del hombre en

armonía con la naturaleza, con lo que se intenta reducir al máximo el abuso del ser

humano en los diversos ecosistemas.

En el estudio planteado para este proyecto se hará una breve referencia a lo que tiene

que ver con los aspectos ambientales existentes e identificar los posibles impactos tanto

favorables como desfavorables en las distintas fases de realización del mismo, para

posteriormente plantear medidas de control y de mitigación.

8.2 Diagnostico Ambiental del Área del Proyecto

8.2.1 Características Físicas

8.2.1.1 Orografía

La Villegas se encuentra asentada en la llanura de la cuenca del Esmeraldas, siendo

relativamente plana, pero en la parte norte existe pendientes acentuadas.

8.2.1.2 Clima

Debido a la orografía que presenta el sector en estudio, la zona posee un clima tropical

lluvioso, obteniéndose temperaturas que varían desde 20°C hasta 28,5°C, con una

temperatura media de 24,0°C

170

8.2.1.3 Pluviosidad20

Tabla 8.1 Precipitación Total Mensual del año 2013

Precipitación Total Mensual

(mm)

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun.

692.7 518.7 566.7 582.2 152.1 38.9

Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

30.3 9.5 7.1 26.6 7.2 138.6

Fuente: INAMHI

Suma: 2770.6 mm y

Precipitación Media: 230.8 mm

Los datos de los registros obtenidos de la estación La Concordia indican que existen

periodos de lluvias muy definidos durante el año, siendo el más lluvioso el comprendido

entre los meses de diciembre a mayo, observándose ligeras lloviznas en el resto del año.

8.2.1.4 Humedad Relativa

La humedad relativa es del 86% durante el año.

8.2.1.5 Recursos Hídricos

El cantón La Concordia forma parte de la cuenca superior del río Esmeraldas, al estar

contenido en las subcuencas sus principales formadores son los ríos Quinindé y Blanco,

que pasan por los sectores Occidental y Oriental de la jurisdicción anotada,

respectivamente.

Los afluentes del río Quinindé son los ríos: Virgencita, Búa, Guabal, Cucaracha, Mache,

y una serie de esteros menores, que sirven para el regadío de plantaciones de palma,

bananeras y cultivos agrícolas de la zona. Los afluentes del rio Blanco, que cruzan por

20 INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (INAMHI). “Estudio de Lluvias Intensas”. Quito. 1999. p.p. 126

171

territorio del Cantón son: el rio Como Hacemos, Bravo, Salazar, Cocola y el estero

Blanquito.

El cuerpo hídrico que se encuentra en la zona de estudio es el estero s/n, mismo que va

desde el barrio La Loma (cota 220m) hasta el barrio Los Laureles con un recorrido

aproximado de 1,80 km en sentido norte-sur, siendo este el recurso que recibirá la

descarga final o efluente tanto de la laguna de oxidación, así como de los dos tanques

sépticos, este estero se localiza en las siguientes coordenadas 9993355N y 672975E.

8.2.1.6 Aire

La calidad del aire depende de factores como la disposición de aguas servidas y

eliminación de desechos sólidos, crecimiento del parque automotor, aumento de la

densidad poblacional y la presencia de industrias aledañas al sector.

La parroquia La Villegas presenta escasa presencia de vehículos en las vías y ausencia

de industrias que pueden llegar a contaminar en gran forma la calidad del aire, por lo cual

se puede decir que el aire del sector se encuentra en un estado casi natural sin mayor

grado de contaminación.

8.2.1.7 Suelo

172

El uso que le dan los habitantes del sector al suelo es para la actividad residencial,

comercial y agrícola; siendo la agricultura la actividad predominante, por lo que el suelo

no presenta signos notables de erosión, teniendo en cuenta que un porcentaje del mismo

no está cultivado debido a que es utilizado para la ganadería, pero con el paso del tiempo

la ocupación del suelo tendrá una tendencia a ser residencial.

El suelo de la zona del proyecto para la línea de conducción se caracteriza por ser: limo

arcilloso, color café con humedad y plasticidad altas; mientras que la zona del área de la

planta de tratamiento es: arena limosa, de color café claro con humedad del 76%,

plasticidad baja y presencia de nivel freático desde -1,00m. (Esto se justifica con el

estudio de suelos realizado en la parroquia rural La Villegas) VER (anexo 17: ESTUDIOS

DE SUELOS)

8.2.1.8 Agua

El sector en estudio la red de abastecimiento es por medio de agua entubada de calidad

poco aceptable que abastece a la parroquia pasando un día o dos. En lo que se refiere

al agua para riego en el sector, no disponen de este servicio.

8.2.1.9 Niveles de Ruido

Los niveles de contaminación por ruido son escasos debido a la ausencia de factores que

lo produzcan, esto se debe a que el sector no se encuentra cerca de las industrias y la

circulación de automotores es ocasional

8.2.1.10 Viento21

Los vientos se producen por diferencias de presión atmosférica a diferentes

temperaturas; las variaciones tanto de presión como de temperatura se debe a la

21 INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA E HIDROLOGÍA (INAMHI). “Estudio de Lluvias Intensas”. Quito. 1999. p.p. 12

173

distribución desigual del calentamiento solar, la dirección del viento predominante como

se puede observar en la tabla está dirigido hacia el sur-oeste.

Tabla 8.2 Viento Máximo, Mensual y Dirección del año 2013

Viento Máximo Mensual y

Dirección (m/seg) AÑO 2013

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun.

10.0 S 8.0 SW 9.0 S 8.0 S 6.0 S 6.0 S

Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

6.0 S 6.0 W 8.0 S 9.0 S 9.0 S

Fuente: INAMHI

8.2.2 Características Bióticas

8.2.2.1 Flora

Se ha determinado una enorme variedad de comunidades bióticas, se identifica

especialmente donde van implantadas las plantas de tratamientos (laguna de oxidación

y fosas sépticas (2)) existe combinación de vegetación arbustiva con cultivos de ciclo

corto siendo un área de tipo secundaria cuenta con especies desde el punto de vista de

valor maderable, corresponden a las familias de: morácea, lauréacea, mimosacea,

melastomatácea, sapotácea, hydrocleis nymphoides, arecaceae (palma), palma real, en

los lugares más húmedos o a lo largo de "esteros" de agua, se observa el "beldaco"

(Bombax millei), la "balsa" (Ochroma lagopus), el "fernán-sánchez" (Triplaris gua-

yaquilensis), etc.

Fotografías del sitio de ubicación de la laguna de estabilización.

174

Fotografías del sitio de ubicación de la fosa séptica 1.

Fotografías del sitio de ubicación de la fosa séptica 2.

8.2.2.1 Fauna

La fauna se compone especialmente de fauna doméstica de ganado bovino, porcino,

equino y avícola; la fauna y micro fauna están siendo afectadas severamente por el uso

y abuso de agroquímicos utilizados en las labores agropecuarias y la tala sin control de

árboles ha obligado a las especies a emigrar a espacios más reducidos; la fauna acuática

se compone especialmente de peces que habitan en los ríos y esteros; aguas

contaminadas por residuos agrícolas, desechos de basura y aguas servidas, que se

tornan inaccesible al consumo humano.

175

A más de la diversidad de la fauna domestica existe hay que añadir cucarachas

(Atticolidae), mariposas (Papilionidae, Sphingidae y Nymphalidae), zancudos (Culicidae),

moscas comunes (Muscidae), abejas (Apidae), hormigas (Formicidae), zancudos

(Culicidae), moscos, mosquitos (Muscidae).

8.2.3 Características Sociales

8.2.3.1 Población

La población en estudio cuenta con aproximadamente unos 3500 habitantes; la mayoría

de la población es gente mestiza, el mayor porcentaje de gente adulta son alfabetos y

trabajadores con deseos de superación para su parroquia.

8.2.3.2 Crecimiento Urbano

La Villegas ha crecido rápidamente en extensión territorial, siguiendo una tendencia

marcada en el amanzanamiento, que van consolidándose tanto al norte como a sus

costados oriental y occidental, distribuidos en siete barrios que son: Los Laureles, La

Loma, Los Almendros, Las Delicias, Barrio Central, 5 Esquinas y Bellavista ;la actividad

mayoritaria realizada por los habitantes de la parroquia es la agricultura, ganadería y la

industria; por lo cual se ha previsto incluir una área de expansión futura de 10 Ha

aproximadamente.

8.3 Descripción del Proyecto

8.3.1 Tuberías de Conducción

Es aquella parte del sistema de alcantarillado a diseñarse, conformado por el conjunto de

tuberías de sección circular que permite recoger las aguas residuales y transportarlas,

este tipo de tuberías se dividen en:

8.3.1.1 Tuberías Principales.

176

Son aquellos conductos que receptan a las tuberías secundarias descargando los

caudales, también receptan acometidas domiciliarias.

8.3.1.2 Tuberías Secundarias.

Son aquellas tuberías que recogen los caudales de las calles secundarias y llevarlos

hacia las vías principales. Sirve de acogida para la mayoría de las acometidas

domiciliarias.

8.3.1.3 Colectores.

Son estructuras de grandes secciones, que receptan a las tuberías principales,

permitiendo acortar la longitud de recorrido en los caudales principales.

8.3.1.4 Emisarios.

Estas estructuras de conducción receptan a todas las tuberías y colectores,

transportando su caudal a la planta de tratamiento.

En las zonas donde va a pasar la línea de conducción se utilizará tubería de PVC de

diámetro de 200 mm, no se requiere ninguna deforestación, ya que son terrenos que

presenta árboles pequeños y maleza en menor porcentaje. En cuanto a la compactación

del relleno se lo debe hacer de acuerdo con las especificaciones técnicas de

construcción, para evitar cualquier caso de asentamiento del suelo, se tendrá cuidado

con la utilización de maquinaria pesada para evitar la obstrucción en el camino y evitar

molestias a la comunidad.

8.3.2 Acometidas.

El alcantarillado sanitario, tiene como acometida domiciliaria, aquella conexión que va

desde la caja de revisión ubicado en el punto bajo de la vivienda, ubicado en la acera,

hasta la tubería secundaria o principal; Al igual que la línea de conducción se utilizará

tubería de PVC de la mitad del diámetro de la misma lo cual depende del diseño

hidráulico (diámetro de 100 mm).

177

8.3.3 Pozos de Inspección.

Son cámaras verticales que permiten el acceso a los colectores, para facilitar su

mantenimiento; el terreno en donde se encuentran ubicados los pozos de inspección

tiene una pendiente moderada y se realizará el diseño evitando grandes movimientos de

tierras, el tipo de material a utilizar para la fabricación de los mismos será de hormigón

simple o armado dependiendo la profundidad de los mismos.

8.3.4 Sistema de Tratamiento.

Conjunto de obras para la recolección de aguas residuales de modo que produzca un

afluente apto para ser descargado al cuerpo receptor; el tipo de tratamiento ideal para la

parroquia debido al estudio realizado y características que presenta es una laguna de

oxidación de tipo facultativa y dos fosas sépticas (como tratamiento de tipo

complementario) en las zonas donde no se puede llegar con la misma.

El lugar donde se va a construir la laguna de estabilización, está rodeado por el estero

s/n por lo que, el paisaje no se alterará enormemente ya que existe maleza, pastizales y

algunos lugares son pantanosos, manteniendo así el ecosistema del lugar; el terreno en

donde se realizará la construcción de la planta tiene una pendiente moderada; y las zonas

donde van a ser ubicadas las fosas sépticas presentan las mismas características

(maleza y pastizal) el tipo de material con que van hacer construida la laguna bajo las

recomendaciones realizadas por el estudio de suelos y las fosas sépticas de hormigón.

8.4 Evaluación del Impacto Ambiental

Impacto Ambiental.-Se define como cualquier variación de las propiedades del medio

ambiente causadas por las actividades humanas que directa o indirectamente afectan a:

La salud, seguridad y bienestar de la población.

Actividades sociales y económicas.

La biota.

Condiciones estéticas y sanitarias del medio ambiente.

178

La calidad ambiental.

8.4.1 Identificación de Impactos Ambientales

La realización de proyectos de infraestructura conlleva una serie de cambios en el

entorno, estos cambios van desde las condiciones físicas, químicas y biológicas, hasta

cambios en las características sociales, culturales y económicas, entre otras, los cuales

ocurren en las etapas de estudio, construcción y funcionamiento y son más visibles en

las fases de construcción y funcionamiento.

Efectos Directos.- Modificación inmediata y general irreversible de uno o varios elementos

del medio físico o biológico.

Efectos Indirectos.- Modificación retardada del contorno a causa del cambio de

comportamiento de algunos elementos no afectados directamente por el proyecto.

8.4.1.1 Impactos Positivos

Son aquellos impactos que se producen en la dirección del equilibrio.

Durante la etapa de estudio.- En esta etapa se eligen el tipo de diseño a realizar, la

localización o ubicación de los diferentes elementos a realizarse lo cual crea la

expectativa en la población, lo cual puede ser analizado como positivo siempre y cuando

se haga realidad, sin embargo un impacto positivo directo durante esta fase no existirá

Durante la etapa de construcción.- Se crearán empleos elevando el nivel económico,

siempre y cuando los trabajadores sean de la zona en estudio.

Durante la etapa de funcionamiento.- los impactos positivos serán obvios.

Se elevará el nivel de salud al eliminar la posibilidad de proliferación de

enfermedades.

Mejora de costumbres sanitarias

Mejorar el estado nutricional infantil, a su vez, el descenso de mortalidad.

179

Reducción de gastos para tratamiento médico por la curación de enfermedades

de origen hídrico.

Estímulo para el desarrollo de la población local al disponer de un servicio básico

y necesario para la comunidad.

Revaloración de las propiedades servidas por la red de alcantarillado.

Elevación de la economía debido al aumento del turismo.

Aumento del comercio.

8.4.1.2 Impactos Negativos

Son aquellos impactos que van en dirección contraria al equilibrio.

Durante la etapa de estudio y diseño.- Se identifica como principales impactos

negativos a los siguientes: contaminación y pérdida de áreas de recreación para la

comunidad por instalación de maquinaria y equipos; daño a la ecología, a la estética

ambiental y erosión del suelo debido al trazado de caminos de acceso

Durante el período de construcción.- Se identifica los principales impactos ambientales

de acuerdo a las actividades que tienen relación con la ejecución del proyecto siendo

construcción de las redes, construcción de línea de conducción, construcción de la planta

de tratamiento, ruidos y vibraciones, tráfico vehicular y peatonal, levantamiento de

adoquín y levantamiento de carpeta asfáltica.

Impactos Negativos en la Construcción de los Emisarios

Para la ejecución de la construcción de los emisarios se realiza la excavación de zanjas,

instalación de tuberías y relleno compactado de las zanjas; durante estas fases puede

producirse problemas en el factor ambiental de forma temporal o de forma prolongada

para las condiciones físicas del medio como son:

Problemas de estética ambiental por la remoción de árboles, plantas, etc.

Erosión del suelo y desbroce de la vegetación por trabajos de excavación.

Fugas de agua por mala instalación de la tubería produciendo malos olores.

180

Generación de ruidos y vibraciones.

Falta de protección de superficies expuestas originando desplome de zanjas

Incorrectos rellenos de zanjas y restauración de las superficies de la calzada

Molestias por el desalojo de materiales

Deterioro de la calzada de las vías

Daños de las edificaciones colindantes al proyecto.

Riesgos laborales pertinentes a la técnica de construcción.

Ruidos y vibraciones

La etapa de construcción es generadora de ruido y vibraciones, debido a las diferentes

estructuras de elaboración como pozos, descargas, instalación de tuberías, planta de

tratamiento, etc. lo cual requiere el uso de maquinaria o equipo que provoca ruido de

manera temporal y local, considerando molesto a la población.

Tráfico vehicular y peatonal

A pesar de haber un nivel de tráfico bajo, al efectuarse los trabajos de instalación de las

redes se genera efectos de congestión temporal para la circulación vehicular y peatonal

en determinados puntos de la parroquia debido a las actividades de carga, transporte,

acarreo y descarga de los diversos materiales y equipos en uso.

Retiro y reposición del adoquín y carpeta asfáltica

La instalación de las tuberías para la recolección de las aguas servidas en las calles de

la Parroquia, requiere el levantamiento de adoquín y de la carpeta asfáltica y

posteriormente su renovación, generando efectos negativos de forma temporal

provocando congestión en el tráfico vehicular y peatonal por el acumulamiento del

material.

Durante la fase de operación y mantenimiento.- En esta etapa puede originarse

problemas en las diferentes estructuras del sistema de alcantarillado, causando

181

problemas de insalubridad a la población; por lo que es necesario un programa de

capacitación para el personal de mantenimiento y dotación de equipo suficiente y

adecuado, teniendo en cuenta que con la prestación del servicio de alcantarillado se

incrementa las aguas residuales.

8.4.2 Evaluación y Jerarquización

Para realizar la evaluación de los impactos ambientales sean estos positivos o negativos

se utilizará una metodología de análisis tipo matricial, basada sobre el método de

Leopold, esta metodología ha sido utilizada en estudios de impactos ambientales para

proyectos de infraestructura en el Ecuador, demostrando su efectividad.

Las obras sanitaria deben ser diseñadas y planificadas teniendo en cuenta los factores

que causan impactos ambientales en especial los de construcción de la obra, por lo que

se debe prevenir, controlar, mitigar y rehabilitar la zona afectada; generalmente los

medios afectados con la construcción de una obra de ingeniería son: físico, biótico, social

y económico; en los cuales se puede producir tanto cambios positivos como negativos

Prevención.- Aquellas que buscan evitar que los impactos ambientales ocurran se lo

analiza durante el proceso de planificación y diseño de la obra.

Mitigación.- Aquella medida que permite reducir los efectos ambientales negativos de las

operaciones.

Control.- Aquella norma que permite evitar la mínima ocurrencia de imprevistos que

inciden negativamente sobre el ambiente a través de información y los medios que

ayudan a la reducción de contaminación.

Rehabilitación.- Lo que busca es minimizar el deterioro del ambiente y su mejoramiento

ya afectados durante y después de la construcción.

182

Compensación.- Se aplica cuando los impactos ambientales son irreversibles para

contrarrestar su deterioro.

8.4.2.1 Matriz de Leopold

La matriz de Leopold fue desarrollada por el Servicio Geológico de los Estados Unidos

para evaluar impactos relacionados con la minería y posteriormente su uso fue empleado

para proyectos de construcción de obras; este método se basa en el desarrollo de una

matriz con el objeto de establecer relaciones causa-efecto de acuerdo con las

características del proyecto en estudio.

El método de Leopold, Se basa en una matriz de 100 acciones que pueden causar

impacto positivo o negativo al ambiente representadas por columnas y 90 características

y condiciones ambientales representadas por filas. Dando como resultado, los impactos

a ser analizados 9,900. Debido a la extensión de la matriz, se excluye las filas y las

columnas que no tienen relación con el proyecto.

8.4.2.1.1 Méritos y desventajas del Método de Leopold

Méritos:

Impulsa a considerar en el proyecto posibles impactos sobre diferentes factores

ambientales

Asocia la importancia y magnitud de un impacto ambiental.

Permite la comparación de alternativas, desarrollando una matriz para cada

opción.

Facilita el análisis, la cuantificación y jerarquización de los impactos dentro del

área de influencia directa del proyecto

Desventajas:

El proceso de evaluación es subjetivo, por no contemplar metodología para

determinar la magnitud e importancia de un impacto.

183

No considera interacción entre diferentes factores ambientales.

No distingue entre efectos a corto y largo plazo, aunque pueden realizarse dos

matrices según escalas de tiempo.

Existe la posibilidad de considerar un efecto dos o más veces ya que los efectos

no son exclusivos o finales.

8.4.2.1.2 Criterios de evaluación22

Carácter del impacto (CI).- Es el efecto beneficioso (+) o perjudicial (-) de las

diferentes acciones que van a incidir sobre los factores considerados.

Intensidad del impacto (I).- Constituye el grado de incidencia de la acción sobre el

factor en el ámbito específico en que actúa.

Extensión del impacto (EX).- Es el área de influencia teórica del impacto en

relación con el entorno del proyecto.

Sinergia (SI).- Contempla el reforzamiento de dos o más efectos simples,

pudiéndose generar efectos sucesivos y relacionados que acentúan las

consecuencias del impacto analizado.

Persistencia (PE).- Refleja el tiempo en supuestamente permanecería el efecto

desde su aparición.

Efecto (EF).- Se interpreta como la forma de manifestación del efecto sobre un

factor como consecuencia de una acción, o lo que es lo mismo, expresa la relación

causa – efecto.

Momento del impacto (MO).- Manifiesta el tiempo que transcurre entre la acción y

el comienzo del efecto sobre el factor ambiental.

Acumulación (AC).- Atributo que da idea del incremento progresivo de la

manifestación del efecto cuando persiste de forma continuada o reiterada la acción

que lo genera.

22 Ing. GUZMÁN, Susana. “Apuntes de la Materia de Impacto Ambiental.

184

Recuperabilidad (MC).- Es la posibilidad de reconstrucción total o parcial del factor

afectado como consecuencia del proyecto.

Reversibilidad (RV).- Hace referencia al efecto en el que la alteración puede ser

asimilada por el entorno (de forma medible a corto, mediano o largo plazo) debido

al funcionamiento de los procesos naturales; es decir la posibilidad de retornar a

las condiciones iniciales previas a la acción por medios o mecanismos naturales.

Periodicidad (PR).- Se refiere a la regularidad de manifestación del efecto.

La valoración cuantitativa del impacto o importancia del efecto (IM), se obtiene a partir de

la valoración cuantitativa de los criterios explicados anteriormente y su expresión es la

siguiente:

𝐼𝑀 = ±{3(𝐼) + 2(𝐸𝑋) + 𝑆𝐼 + 𝑃𝐸 + 𝐸𝐹 + 𝑀𝑂 + 𝐴𝐶 +𝑀𝐶 + 𝑅𝑉 + 𝑃𝑅}

Una vez obtenida la valoración cuantitativa de la importancia del efecto se procede a la

clasificación del impacto partiendo del análisis del rango de la variación de la

mencionada importancia del efecto.

Tabla 8.3 Clasificación del Impacto

CLASIFICACIÓN DEL IMPACTO

DENOM. VALOR CLASIFICACIÓN OBSERVACIÓN

CLI

CO Compatible Si el valor es menor o igual que 25

M Moderado Si el valor es mayor que 25 y menor o igual que 50

S Severo Si el valor es mayor que 50 y menor o igual que 75

C Crítico Si el valor es mayor que 75

Fuente: Apuntes de Impacto Ambiental Ing. Susana Guzmán

Para la valoración de los impactos se emplean los siguientes indicadores:

Tabla 8.4 Criterios de evaluación de los Impactos Ambientales

185

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES

DENOMINACIÓN VALOR CLASIFICACIÓN OBSERVACIÓN

CI Carácter de

Impacto

+ Positivo -

- Negativo -

x Previsto Difícil de calificar sin estudios

I Intensidad del Impacto

1 Baja Afectación mínima

2 Media -

4 Alta -

8 Muy Alta -

12 Total Destrucción casi total

EX Extensión

del Impacto

1 Puntual Efecto muy localizado

2 Parcial Incidencia apreciable en el medio

4 Extenso Afecta una gran parte del medio

8 Total Generalizado en todo el entorno

+4 Crítico Impacto de situación crítica

SI Sinergia

1 No sinérgico No incide en otras acciones

2 Sinérgico Sinergismo moderado

4 Muy sinérgico Altamente sinérgico

PE Persistencia

1 Fugaz < 1 año

2 Temporal De 1 a 10 años

4 Permanente > 10 años

EF Efecto

D Directo Incidencia inmediata en algún factor del medio

I Secundario Su manifestación no es directa, actúa como acción de segundo orden.

MO Momento de

Impacto

1 Largo plazo Demora 5 años en manifestarse

2 Mediano plazo Se manifiesta de 1 a 5 años

4 Corto plazo Se manifiesta en términos de 1 año

+4 Crítico Si ocurre alguna circunstancia crítica se agrega

AC Acumulación

1 Simple Se manifiesta en un solo componente o de acción individual, sin consecuencias en otros efectos

4 Acumulativo Efecto que se prolonga en el tiempo e incrementa su gravedad.

186

Continuación

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES

DENOMINACIÓN VALOR CLASIFICACIÓN OBSERVACIÓN

MC Recuper.

1 Recup. Inmediato -

2 Recup. a mediano

plazo -

4 Mitigable El efecto puede recuperarse parcialmente

8 Irrecuperable Alteración imposible de recuperar, tanto por la acción como la humana

RV Reversibilidad

1 Corto Retorno a las condiciones iniciales en menos de 1 año

2 Mediano Retorno a las condiciones iniciales entre 1 y 10 años

4 Irreversible Dificultad extrema de retornar por medios naturales, o hacerlo en un período mayor de 10 años

PR Periodicidad

1 Irregular Se manifiesta de forma impredecible

2 Periódica Se manifiesta de manera cíclica o recurrente

4 Continua Se manifiesta constante en el tiempo

Fuente: Apuntes de Impacto Ambiental Ing. Susana Guzmán

Acciones generales que se realizarán durante las distintas fases de ejecución de un

proyecto de construcción dado, susceptibles de provocar impactos:

a) Fase de Diseño

(1). Levantamiento topográfico.

b) Fase de Instalación

(2). Replanteo y nivelación.

(3). Transporte de materiales.

(4). Excavación a máquina.

(5). Construcción de obras de concreto.

(6). Instalación de tuberías.

(7). Ruido y vibración

(8). Relleno y compactación.

187

(9). Desalojo de material.

c) Fase de Operación

(10). Fallas Operacionales en el mantenimiento.

Tabla 8.5 Identificación de los impactos que afectan en el diseño del sistema

COMPONENTES AMBIENTALES

ACCIONES

GEOMORFOLOGIA 1

Posible cambio en la continuidad de la superficie del terreno

2 Erosión y derrumbes

SUELO 3 Calidad del suelo

AIRE

4 Calidad del aire

5 Olores

6 Polvo

7 Ruido

AGUA 8 Calidad del agua (Estero s/n -Apt)

9 Calidad del agua (Aed)

FLORA 10 Deforestación parcial de ejemplares arbóreos y arbustos

FAUNA

11 Estimulación a la migración

12 Posible introducción de fauna oportunista

POBLACION 13 Construcción de nuevas viviendas

14 Estilo de vida

CULTURA 15 Cambio y uso de la tierra en sectores

ECONOMIA 16 Ganancia económica por generación de empleos

Una vez identificados y descritos los impactos ambientales se procede a su evaluación,

para ello se elabora la "Matriz de cuantificación o valoración de impactos ambientales”.

VER (anexo 18: MATRIZ DE EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES)

188

Tabla 8.7 Resultados de la Matriz de cuantificación de impactos ambiental

RESULTADOS DE LA CLASIFICACIÓN DEL IMPACTO

VALOR CLASIFICACIÓN No.

IMPACTOS

CO Compatible 4

M Moderado 4

S Severo 2

C Crítico 0

8.4.3 Descripción de los Efectos Ambientales Identificados

Al analizar la matriz desarrollada, se describen los efectos ambientales en los medios:

físico, biótico o biológico, preceptivo, económico y población.

8.4.3.1 Medio Físico

Agua.- Se identifica un impacto a nivel moderado que se dará durante la etapa de

construcción, mientras que en la etapa de operación no se tendrá efectos severos para

el medio ambiente y hacia la descarga al estero ya que antes pasará por un proceso de

tratamiento, con respecto al alcantarillado sanitario; para evitar errores futuros se debe

seguir al pie de la letra el proceso técnico constructivo del proyecto.

Aire.- Debido a los movimientos de tierra, extracción de materiales, carga y descargada

de los mismos (materiales) se origina un aumento de los niveles de partículas en

suspensión. De igual manera la generación de gases de combustión de la maquinaria y

crecimiento del tráfico modifica la calidad del aire. El impacto se califica como negativo,

bajo, reversible temporal.

Olores.- Son producidos por la combustión de motores de máquinas y vehículos. El

impacto se califica como negativo, bajo, temporal.

189

Nivel Sonoro.- Debido al movimiento de la maquinaria se ocasiona ruidos que afectara

a la población de la zona en forma transitoria que se califican como negativo, de nivel

bajo y temporal.

Relieve, Uso y Calidad del suelo.- Durante la etapa de construcción el parámetro

ambiental más afectado es el suelo, ya que el proyecto se asienta sobre el mismo y

cualquier variación de este será en gran dimensión; para prevenir la destrucción del

mismo se debe seguir los parámetros constructivos y normas de calidad, realizar un buen

levantamiento topográfico para disminuir la excavación innecesaria y destrucción de la

capa vegetal y para evitar la contaminación del suelo por parte de los trabajadores y de

la construcción se recomienda la instalación de botes para la recolección de desechos

comunes y otro tipo de materiales

8.4.3.2 Medio Biológico

Flora.- Durante las etapas de estudio y diseño de la obra, la vegetación de la zona se

verá afectada debido al desmonte, apertura de caminos provisorios, limpieza de la zona

y posterior movimiento de suelos por excavación; también se produce impacto en le flora

proveniente de la limpieza del hormigón.

Fauna.- Los trabajos de limpieza y desmonte. El trabajo de las maquinarias, la mayor

circulación de vehículos pesados y camiones producirán un impacto directo sobre la

fauna local, se considera la afectación en este sentido como casi nula.

8.4.3.3 Medio Perceptivo

Paisaje.- Se genera una modificación del paisaje por la apertura de nuevos caminos,

instalación de campamentos, acopio de materiales, estacionamiento de maquinarias y

personal en el sitio de la obra.

8.4.3.4 Medio Economía y Población

190

Transporte.- el servicio público de transporte de pasajeros y el paso de los mismos

(peatones) debido a las interferencias por los trabajos de excavación y movimiento de

tierras se califica como impacto negativo.

Turismo y Comercio.- El impacto será negativo, de nivel bajo y temporal, siendo los

factores principales afectados durante la ejecución del proyecto; pero un impacto que

favorece en la etapa de funcionamiento a las condiciones de desarrollo de la parroquia.

Economía Local.- La demanda de insumos, aumentará en la etapa de construcción

como consecuencia de la presencia de personal de obra. Los comercios de la zona se

verán impactados positivamente. Este impacto se podrá calificar como positivo y

temporal.

Servicios de Infraestructura (Servicios Básicos).- La ejecución de la obra ocasionará

interés por parte de los moradores de la parroquia para solicitar los estudios y realización

de otros proyectos que ayude a mejorar las condiciones de vida, haciendo que las

autoridades del cantón no se descuiden y cumplan con las obligaciones que tienen con

la parroquia La Villegas. El impacto se podrá calificar como positivo, de nivel alto.

8.4.4 Propuesta de Medidas de Prevención, Control y Abandono

El sistema de alcantarillado en las etapas de desarrollo del proyecto (diseño,

construcción, operación y mantenimiento) siempre implica impactos; al realizar el análisis

de la matriz de Leopold modificada se observa. Los resultados de la matriz de Leopold

ayudan a convertir los impactos críticos o severos a impactos de menor intensidad

(moderado o compatible) e incluso a través de medidas de mitigación a casi nulificar el

impacto; con esto, se pretende crear políticas orientadas a la conservación del Medio

Ambiente.

Medidas de mitigación:

191

Los sitios de construcción deben ser limpiados y despejados al finalizar las

actividades para evitar la acumulación de partículas insalubres, basura y objetos

que pongan en riesgo la integridad de todo el personal.


En la etapa de construcción las áreas de bodegas estarán en zonas exclusivas a

más de presentar orden y limpieza con el fin de evitar accidentes en el área de

trabajo y con los trabajadores.

La velocidad máxima en el periodo de construcción de la maquinaria pesada será

de 30 (km/h) y se controlará el uso de sirenas y pisos para lo cual se colocará

señalética de “prohibido pitar”.

La empresa designada al área de construcción deberá tener reglamentos internos

de seguridad y programas de contingencias.

La empresa constructora deberá informar a la entidad de control cuando se

presente situaciones de emergencia ambiental o accidentes con los trabajadores.

Está prohibido el consumo o estar bajo la influencia de bebidas alcohólicas o drogas

alucinógenas en las instalaciones y áreas de construcción en las diferentes etapas

del proyecto.

Las actividades de excavación durante la fase de construcción y cierre serán en

horario diurno tanto en la línea de conducción y en las áreas de las plantas de

192

tratamiento para impedir accidentes con los trabajadores e interferir con las zonas

de descanso de la población.

Los sitios de construcción deben ser limpiados y despejados al finalizar las

actividades para evitar la acumulación de partículas insalubres, basura y objetos

que pongan en riesgo la integridad de todo el personal.

Se establecerán rutas para el tráfico de forma provisional, con el objetivo de reducir

las emisiones de gases y disminuir la congestión.

La contratación de personal, será en lo posible de habitantes de la zona, con el

fin de evitar la generación de impactos negativos sobre el medio socioeconómico.

En movimientos de tierra, se deberá realizar el riego de agua para el control de

polvo en las áreas involucradas para que no se genere partículas en el medio.


Evitar la descarga de residuos (líquidos-sólidos-semisólidos) hacia el estero sin

nombre identificado en el estudio en las etapas del proyecto.

Se recomienda el uso de mascarillas por parte de los trabajadores para evitar

enfermedades de tipo aéreo; a la vez se realizará en las mañanas y tardes riego

193

de agua con un tanquero sobre el área a trabajar, con esto disminuiremos las

partículas de polvo en el aire.


Para el transporte de desechos y material se usaran plásticos, lonas o cobertores

que cubran el material, para evitar el derrame del mismo y levantamiento de

partículas en el aire.


194

Para el control de emisión de gases realizar el mantenimiento mensual a la

maquinaria para garantizar que la demanda de CO2 este dentro de los parámetros

máximos.


La vibración excesiva en la construcción o ruido inusual de la maquinaria pesada

deberá ser evitada para reducir cualquier daño en los alrededores o al mismo

equipo realizando controles de rutina y mantenimiento.


Para excavación manual a cielo abierto debe ser considerado en áreas sensibles,

en caso de ser necesario realizar el entibado de las paredes para evitar la erosión

195

y derrumbe del suelo siguiendo las respectivas autorizaciones de las entidades

encargadas de controlar los impactos ambientales.


El material excavado debe ser separado en suelo fértil de superficie y el suelo

mineral para luego ser almacenado apropiadamente en montículos tapados para

ser protegido del viento y la escorrentía para luego ser reutilizado.


Efectuar un manejo de reciclaje y/o reducir la generación de residuos sólidos

incorporando técnicas apropiadas y procedimientos para posteriormente ser

196

dispuestos de manera ambientalmente aceptable, esta medida es de aplicación

en la construcción del proyecto sin embargo para la fase de operación se plantea

la misma medida pero clasificados, señalizados y bajo techo, al existir residuos

peligrosos estos se entregaran a un gestor ambiental calificado en cumplimiento

de la normativa ambiental vigente (Acuerdo Ministerial 161)


El equipo para la obra debe contar con el área del proyecto adecuada para los

equipos y máquinas, haciendo uso del cronograma establecido para el uso de los

mismos no se puede retirar ningún equipo o maquinaria de la obra sin previo

consentimiento, caso contrario será sancionado de acuerdo a lo establecido.


197

Contar con el número suficiente de personal técnico para la mejor ejecución del

proyecto, se podrán realizar jornadas de trabajo en tiempos extras.


Todos los materiales, herramientas, suministras o instalaciones, así como

cualquier dispositivos a usarse, cumplirá con las especificaciones técnicas

mencionadas.


198

La empresa constructora al inicio de la obra capacitará a los empleados con

respecto a las medidas de control de manejo ambiental adicionalmente charlas en

donde se enseñe normas de seguridad, salud y técnica constructiva, se les

proporcionará herramienta menor, equipo de protección (casco, gafas,

mascarillas, chaleco, guantes y botas de caucho) y botiquín de primeros auxilios.


Como medida de seguridad para los pobladores y vehículos de la comunidad o

que se dirijan o transiten al lugar de trabajo se colocará avisos de precaución,

cintas fosforescentes de peligro, tableros informativos, etc.


199

La ejecución de las obras se procederá de acuerdo al cronograma de obra,

teniendo en cuenta que no deben ser ejecutados trabajos que puedan ser

afectados posteriormente a otros y proteger los trabajos ya terminados, de agentes

ambientales o demás aspectos negativos que puedan afectar lo ya realizado.


Prevenir derrames, infiltraciones, descargas o vertidos de residuos o productos

peligrosos de forma accidental sobre el suelo, áreas protegidas o ecológicamente

sensibles, en caso de ocurrir derrames sobre el mismo se debe dar aviso

inmediato de los hechos a la Entidad Ambiental de Control.

Las actividades de la ejecución de la obra serán aprobadas por fiscalización ya

que puede determinar los defectos de los trabajos ya realizados o en avance, por

no seguir con las especificaciones técnicas o por el uso de materiales de mala

calidad para lo cual el fiscalizador realizará en determinadas etapas la toma de

muestras, hacer inspecciones especiales o pruebas, de la obra que hayan sido

construidas sin consentimiento de la fiscalización y tiene el poder para ordenar la

suspensión, demolición y el reemplazo de dichos trabajos para permitir la

seguridad de la obra y de los trabajadores.

200


Con la terminación de los trabajos del proyecto, se deberá remover los

desperdicios restantes de los sitios o puntos de trabajo y sus alrededores; así

como las instalaciones temporales, maquinaria y equipos que se haya usado

durante las etapas del sistema a realizar, teniendo en consideración el no afectar

y/o causar daños al entorno, para lo cual se realizará la supervisión de actividades

hasta su finalización con la entrega de la obra; para el caso de generarse residuos

estos serán clasificados y recolectados para la entrega a la empresa

Transmasomo, mientras que para los escombros se comunicara a la

administración municipal para su disposición final.


201

Restaurar los espacios y áreas ocupadas por las obras a través de reforestación

con especies de la zona de preferencia que sean altas y frondosas especialmente

en las áreas donde se implantará las plantas de tratamiento (laguna de oxidación

y las dos fosas sépticas), siendo que esta medida permitirá desarrollar una franja

natural que minimice la expansión de olores hacia el entorno o área de influencia

medida que será efectiva para la etapa de operación.


Ejecutar el monitoreo semestral de las aguas residuales provenientes de las

plantas de tratamiento para verificar que se cumpla el mejoramiento de la calidad

del agua bajo la norma incorporada en el TULAS en el anexo 1 de la tabla 12.

En la fase de operación realizar el mantenimiento de las diferentes estructuras que

conforman el sistema siguiendo las recomendaciones del capítulo nueve.

202

CAPITULO NUEVE

9 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

La operación y mantenimiento de un alcantarillado, es un proceso de inspección continua

de las alcantarillas, que incluye sus ramificaciones, debiendo cubrir cada sección con una

frecuencia razonable, para que pueda prevenirse oportunamente cualquier obstrucción,

deterioración u operación defectuosa.

Es importante para el sistema de alcantarillado un buen servicio a la población de forma

organizada, sistemática y técnica; es disponer de un plano reciente, para permitir que una

cuadrilla que limpia, localice los pozos de visita o de inspección con presteza, teniendo

en cuenta que la mayoría de los programas de mantenimiento del alcantarillado, prestan

principal atención a aquellas secciones cuyos registros muestran un funcionamiento

deficiente, que se debe generalmente a la poca pendiente del terreno o a obstrucción de

raíces de árboles.

9.1 Formas de Manejo del Sistema de Alcantarillado

9.1.1 Operación

Son acciones que se efectúan con determinada oportunidad y frecuencia, para poner en

funcionamiento adecuado del sistema, estas acciones las realiza el operador siguiendo

los instructivos de operación de los diferentes sistemas, aplicando los conocimientos

adquiridos durante el adiestramiento.

Las responsabilidades que tiene el operador es verificar que no existan obstrucciones,

roturas, filtraciones, agua estancada, falta de oxígeno, maleza, presencia de insectos y

roedores que impida el adecuado funcionamiento de la red de alcantarillado; las

novedades que encuentre el operador en el funcionamiento del sistema, será anotado

en un libro diario.

9.1.2 Mantenimiento

203

Son acciones internas ejecutadas en forma permanente y sistemática en las instalaciones

y equipos para mantenerlos en permanente estado de funcionamiento. Con el objeto de

detallar minuciosamente las actividades que se cumplen en un sistema, se ha identificado

tres tipos de mantenimiento.

Mantenimiento preventivo (Mp).- Son acciones de conservación realizadas con

frecuencia que es determinada en las instalaciones y equipos para evitar, en lo posible,

que se produzcan daños que pueden ser de difícil o costosa reparación o que se

ocasionen interrupciones en el servicio.

Durante las actividades de mantenimiento preventivo se deberá observar el entorno

ambiental y registrar cualquier cambio que pueda afectar al cuerpo receptor de las aguas

tratadas; el personal responsable de las actividades del mantenimiento preventivo

recibirá capacitación inicial, seguida de talleres periódicos de actualización.

Mantenimiento correctivo (Mc).- Son reparaciones que se ejecutan para corregir cualquier

daño que se produzca en el sistema y que no ha sido posible evitar con el mantenimiento

preventivo. Sin embargo el deterioro normal de los diferentes elementos de los sistemas

ocasiona la necesidad de efectuar reparaciones mayores o el cambio de algunas tuberías

o equipos determinados.

A base de los resultados del mantenimiento preventivo, el jefe de servicios identifica las

actividades de mantenimiento correctivo que se necesite realizar en el sistema.

Seguidamente, estima los materiales, equipos, etc. que serán necesarios y planifica las

fechas para su ejecución, con el personal que deba realizar dichas actividades.

Mantenimiento de emergencia (Me).- Se realiza el sistema o equipos han sufrido daños

por causas imprevistas y requieren solución inmediata. Según los daños identificados, la

administración planificara las acciones necesarias para efectuar las reparaciones, con el

fin de establecer el servicio normal en el menor tiempo posible. Dependiendo de la

204

magnitud de los daños, podrá requerirse la colaboración de otras instituciones locales y

seccionales.

9.2 Consejos y Procesos de Operación y Mantenimiento

9.2.1 Consejos

Precauciones que debe tomar el personal.-Los riesgos más comunes en los trabajos de

conservación de las obras de alcantarillado son los daños mecánicos, infecciones,

envenenamiento por gases y asfixia.

Los gases se encuentran en las alcantarillas, en los pozos de revisión y en lugares mal

ventilados. La falta de oxígeno es un riesgo tan peligroso como la presencia de gases

tóxicos y asfixiantes; el agotamiento del oxígeno se debe a los procesos orgánicos que

tienen lugar en las aguas negras.

Las precauciones que hay que tomar para evitar a exposición a la presencia de gases

peligrosos o la ausencia de oxígeno comprenden:

Ventilación de espacios cerrados, induciendo corrientes de aire.

Relleno y vaciado del espacio con aguas negras o agua dulce

Evitar las chispas eléctricas procedentes del equipo eléctrico, herramientas,

calzado, cerillos u otras llamas.

Los riegos sanitarios debidos a gérmenes infecciosos, exigen una rápida atención

a las heridas, aseo personal y una vigilancia continua. El uso de guantes,

desinfectantes, lavado frecuente y la inmunización contra la tifoidea y el tétano,

son precauciones higiénicas muy convenientes.

Antes de penetrar en las alcantarillas deben tomarse ciertas precauciones. Si se aprecia

un olor a gasolina, debe ventilarse la alcantarilla. Al hacer observaciones con los olores,

se comprobará si está entrando aire en el pozo de revisión o saliendo de él.

205

Si se ha comprobado a usencia de alguna amenaza de explosión, se introducirá una

linterna encendida o una llama abierta, para probar la existencia de oxígeno. Si la llama

arde con brillo, es probable que se pueda penetrar sin peligro en la alcantarilla. Si las

condiciones son inciertas o desconocidas o si no se puede apreciar la existencia de

gases peligrosos, los riesgos pueden prevenirse con el uso de máscaras contra gases y

lámpara eléctricas. Siempre que un hombre esté dentro de una alcantarilla, debe haber

otro hombre en la superficie para prestarle ayuda en caso de accidente.

9.2.2 Procesos de Operación y Mantenimiento

Los trabajos de operación y mantenimiento en la red de alcantarillado, tiene por objeto el

correcto funcionamiento del sistema de alcantarillado; para lo cual es indispensable tener

los planos constructivos de la red, donde está señalado las diferentes partes del sistema

que ayuden a realizar una buena mano de obra y tener el personal especializado para

realizar las mismas.

El operador es la persona capacitada y encargada de educar y comunicar a la población

y denunciar a los infractores que atenten contra el buen funcionamiento de la misma.

Las funciones principales del operador son:

Recordar permanentemente a los usuarios sobre las aguas servidas que son

permitidas descargar en el alcantarillado.

PERSONAL: OPERADOR o PROMOTOR

FUNCIÓN: Campañas para promover el buen funcionamiento del sistema.

TIEMPO ESTIMADO: 2 horas/ día X 3 días

Construcción de conexiones domiciliarias

La construcción de nuevas conexiones domiciliarias (los costos de personal y materiales

corren por cuenta del usuario)

206

Chequear que tengan el permiso.

Chequear que las juntas y el empate al alcantarillado se haga de acuerdo a

las indicaciones de los planos.

Chequear que no entre tierra, ni mortero de cemento al interior de los tubos.

Controlar que la zanja no quede abierta más de 3 días.

Controlar que el relleno se compacte bien y que se reponga la capa

superficial de la calle.

PERSONAL: OPERADOR

TIEMPO ESTIMADO: 2 horas/ día X 3 días

Figura 9.1. Ubicación de la conexión domiciliaria

Fuente: Diego Becerra V. (2009), Diseño del nuevo sistema de alcantarillado sanitario para la parroquia el altar, ESPE

Conexiones domiciliarias

Son trabajos cuyos rubros deben ser cubiertos por el propietario y deben realizarse desde

la caja de revisión

Colocar una malla gruesa con huecos de 2cm; de plástico aguas abajo, para

retener los residuos que salgan al destapar la tubería.

207

Introducir por la caja de revisión una varilla de diámetro de 8mm. o un cable

de acero de 15 mm. de diámetro dando vueltas, de suficiente longitud

(puede ser unos 10m.), también puede utilizarse tiras de caña de guadua.

Luego del destapado, retirar la varilla y hacer un lavado.

Retirar la malla con el material retenido producto de la limpieza; los

escombros deben ser dispuestos como basura.

Lavar los accesorios utilizados.

HERRAMIENTAS: Varilla de 8mm ó cable de acero de 15mm de diámetro y

aproximadamente 10m de largo, cuerda de 10m, balde, malla

gruesa.

PERSONAL: OPERADOR + PEON

TIEMPO ESTIMADO: 2 a 4 horas

Figura 9.2. Lavado de la conexión domiciliaria


En el caso de que no consiga destapar con este método; abrir la zanja,

romper la tubería en el sitio de la obstrucción, el mismo que se determinará

midiendo con la misma varilla, se reemplazará la tubería y se rellenará

208

nuevamente la zanja, para este trabajo se seguirán los pasos de instalación

domiciliaria nueva.

Tramos de tubería

Figura 9.3 Obstrucción en tramos de tubería


Localizar el tramo obstruido, considerando que la obstrucción siempre está

en el tramo anterior al pozo de inspección que se encuentre seco.

Colocar una malla gruesa (menor de 2cm) de plástico en el pozo aguas

abajo.

Introducir una varilla de acero flexible manualmente ó con equipo mecánico

portátil.

Fijar la guía de la varilla en la entrada de la tubería y paredes del pozo.

Introducir la varilla con movimientos circulares hasta alcanzar la

obstrucción.

Cuando exista mucha resistencia, sacar la varilla para retirar los enredos

en la punta de la varilla.

Volver a introducir la varilla y continuar las maniobras hasta conseguir

destapar la tubería; también puede utilizarse varas empalmables.

209

Luego del destapado, retirar la varilla, retirar la malla con los retenidos,

tapar el pozo y enterrarlos o disponerlos como basura.

Lavar el equipo y los accesorios utilizados.

HERRAMIENTAS: Varilla (cualquiera que sea el tipo), cuerda de 10m, balde,

malla.


TIEMPO ESTIMADO: 4 a 8 horas

En el caso de no conseguir destapar con este método, será necesario abrir

la zanja, romper la tubería en el sitio de la obstrucción, el mismo que se

determinará midiendo con la misma varilla se reemplazará la tubería y se

rellenará nuevamente la zanja

HERRAMIENTAS: Pico, pala, bale cuerda de 10m, varilla, malla gruesa, pisón,

tubería, arena, cemento.

PERSONAL: OPERADOR + 2 PEONES

TIEMPO ESTIMADO: 2 jornales o más, según la extensión del daño.

Figura 9.4 Obstrucción en conexiones domiciliarias


210

Sumideros

Cuando un sumidero esté inundado, se procederá inmediatamente a limpiarlo como se

indica a continuación.

Retirar la rejilla.

Retirar el exceso de agua con un balde hasta llegar al nivel de los escombros o

basuras.

Retirar los escombros.

Enterrar los escombros o llevarlos como basura.

Colocar la rejilla y observar que esta quede bien asentada en el marco.

HERRAMIENTAS: Cuchareta, carretilla, balde, pala, accesorio para retirar la

rejilla.

PERSONAL: OPERADOR + 1 PEON

TIEMPO ESTIMADO: 1 hora por sumidero.

Pozos de revisión

Figura 9.5 Lavado en tramos de tubería


211

Destapar y dejar ventilar por unos 30 minutos antes de entrar a un pozo.

Inspeccionar los pozos y si existieran residuos sacarlos y enterrarlos.

Observar si hay acumulamiento de agua o no. (los tubos no deben estar

ahogados).

Colocar una malla gruesa (menor de 2cm) de plástico en el pozo de aguas

abajo.


portátil, como se indica a continuación:

HERRAMIENTAS: Pala pequeña, balde, soga de 10m, accesorios para retirar la

tapa y linterna.


TIEMPO ESTIMADO: 2 horas.

Como sacar la Espuma

Ésta operación se la hace por lo general cada 4 meses, de la siguiente manera:

Dejar que se ventile por unos 30 minutos.

Evitar encender cigarrillos o fósforos, por la presencia de gas, que puede

inflamarse.

Retirar la espuma con cernidera de malla fina, y proceder a enterrar la espuma en

una zanja de unos 30 centímetros de profundidad.

Lavar toda la zona vecina, herramientas, utensilios y desde luego el operador

Como sacar el Lodo

Se hace así mismo por lo general cada 4 meses.

Se deberá escoger un día que no llueva, que en lo posible no ingresen aguas

servidas o éstas sean mínimas.

212

Destapar bocas de visita, dejando unos 30 minutos para que se ventile.

Evitar encender cigarrillos o fósforos, por la presencia de gas, que puede

inflamarse.

Retirar el lodo de preferencia usando una bomba manual de diafragma, o una

bomba eléctrica portátil (sumergible). En el peor de los casos se retirará

manualmente.

Se deja de sacar el lodo cuando está muy diluido, o cuando el nivel de agua en el

pozo ha disminuido a la mitad.

El lodo también se lo entierra en zanjas de poca profundidad y se tapa con tierra

excavada, evitando el acceso de personas a esos sitios.

Estas zanjas pueden ser excavadas y reutilizadas después de un año de uso; y el

material extraído de ésta zanja luego de un año, puede ser utilizado en agricultura.

Terminado el proceso de extracción, lavar las áreas vecinas, herramientas y

equipos. Proceder con un buen aseo personal.


Control de Olores

Cuando se tenga un olor fuerte se debe realizar lo siguiente:

Preparar agua con cal, colocando en un recipiente, por cada 10 litros de agua

media libra de cal, mezclar y luego dejar reposar por unos 5 minutos.

213

Arrojar suficiente cantidad de esta agua con cal, poco a poco (más ó menos un

balde de 20 litros en media hora), en la entrada, hasta que un indicador de pH

(este material será dado por el promotor) sumergido en la parte media tenga un

color verde azulado (pH > 7,0)

Material a utilizar.- Tanque grande o balde de 20 lt., papel indicador de pH, piola

o un palo y cal.

9.3 Limpieza de Unidades

Aun cuando el sistema de alcantarillado está bajo tierra; no puede descuidarse en lo que

se refiera a su conservación y para una más larga duración y vida útil de los materiales

se debe realizar la limpieza del sistema, porque no podrá mantenerse por sí mismo ya

que puede sufrir erosiones, obstrucciones y otras alteraciones, siendo los problemas más

comunes que se presenta las obstrucciones, rotura de tubería y malos olores

Los gastos que implican la conservación y mantenimiento del alcantarillado, son

justificables considerando la inversión que supone la construcción del mismo. La limpieza

periódica asegura la remoción de sedimentos, evita la abrasión y desgaste.

El método más común para sacar las raíces de las alcantarillas es el de las varillas

flexibles de cuchillas, las raíces también pueden retirarse por medio de tornos y cables

que arrastren cuchillas. Además puede controlarse el crecimiento de las raíces usando

sulfato de cobre.

La acumulación de grasas se elimina generalmente por medio de raspas usando varillas

y cuchillas. La arenilla en pequeñas cantidades se elimina con chorros de agua.

Cantidades mayores deben sacarse con tornos provistos de cables con cangilones.

En muchas operaciones de limpieza de alcantarillas, se acostumbra terminar la limpieza

haciendo pasar un escobillón de alambre grueso, que ajuste bien y estregue toda la

periferia de la alcantarilla, puede ser necesario excavar y romperla para retirar el equipo.

214

9.4 Elaboración del Manual para el Operador

9.4.1 Sistema de Alcantarillado

9.4.1.1 Redes de Recolección

Tabla 9.1 Mantenimiento de las redes de recolección

REDES DE RECOLECCIÓN

FRECUENCIA TIEMPO

ESTIMADO RESPONSABLE EJECUTABLE

ACTIVIDADES

DIARIA 4 HORAS OPERADOR

Inspeccionar la red de alcantarillado y verificar si no existen circunstancias anormales. Se pondrá especial énfasis en los tramos de baja pendiente y cabeceras de tuberías.

TRIMESTRAL 4 DÍAS OPERADOR

Efectuar una limpieza de la red en los tramos pendientes bajas, utilizando el vehículo hidrosuccionador, dejando correr agua por un lapso de 10 a 20 minutos, dependiendo de la cantidad de sedimentos que se vean salir.

ANUAL 8 DÍAS OPERADOR

Efectuar una limpieza en toda la red, utilizando un vehículo hidrosuccionador dejando correr agua por un lapso de 10 a 20 minutos, dependiendo de la cantidad de sedimentos que se vean salir. Al final hay que verificar que no se encuentren depósitos. Adicionalmente se tiene que comprobar que no exista taponamientos o asentamientos, y lo que se encuentre en condiciones inadecuadas hay que proceder a reparar.

4 DÍAS SEMANALES

ING.

SANITARIO

Realizar el mantenimiento anual y en todos los tramos que se requiera ejecutar reparaciones, se procederá, y se incluirá una reparación de los sitios deteriorados

Fuente: Manual de Operación y Mantenimiento Año 2002-03-25

215

Materiales a utilizar.- Los materiales a utilizar para el mantenimiento de redes de

conducción son: equipo hidrosuccionador; herramientas como varillas, agua, cemento,

tubería, accesorios, pico, pala, machete; como medida preventiva para los tramos en la

tubería:

Localizar el tramo obstruido, considere que la obstrucción siempre está en el tramo

anterior al pozo de inspección que se encuentra seco.

Colocar una malla gruesa (menor de 2cm) de plástico en el pozo de aguas abajo.


portátil.

9.4.1.2 Pozos de Revisión y Sumideros

Tabla 9.2 Mantenimiento de los pozos de revisión y sumideros

POZOS DE REVISIÓN Y SUMIDEROS

FRECUENCIA TIEMPO


ACTIVIDADES

DIARIA 2 HORAS OPERADOR Inspeccionar las tapas de los pozos, comprobar que no existan roturas y prestar atención a quejas de usuarios.

TRIMESTRAL 4 DÍAS OPERADOR

Efectuar una limpieza de los pozos y verificar que no existan depósitos, utilizando el vehículo hidrosuccionador para extraer lodos u otros materiales sedimentados.


Efectuar una limpieza general de los pozos. Adicionalmente a los que se encuentre en condiciones inadecuadas hay que proceder a reparar.

4 DÍAS SEMANALES

ING.

SANITARIO

Se procederá realizar el mantenimiento anual y todos los pozos que se requieran ejecutar reparaciones.


216



tubería, accesorios, pico, pala, machete.

Como medida preventiva para los pozos de revisión se los inspeccionará y limpiará por

lo menos una vez al año:

Destapar y dejar ventilar por unos 30 minutos antes de entrar en un pozo de

revisión

En los dos últimos meses de verano, inspeccionar los pozos y si existieran

residuos, sacarlo y enterrarlos o llevarlos como basura al destino final ( no

arrojarlos en el mismo alcantarillado)

Observar si hay acumulamiento de agua o no, (Los tubos no deben estar

ahogados);

Observar que los cercos y tapas estén en buenas condiciones;

Anotar la fecha de inspección de los pozos en un cuaderno de mantenimiento.

Para sumideros de calles:

No debe permitirse colocar materiales de construcción, escombros ó basura en la

calle porque taponarán las rejillas de ingreso a los sumideros;

Instruir a la comunidad de que el frente de su casa incluía la cuneta de la calle,

debe estar sin desechos que puedan ser arrastrados por las aguas lluvias;

Observar que las rejillas estén en su sitio y en buen estado;

En los últimos meses de verano realizar una limpieza de todos los sumideros de

manera rutinaria;

los desechos retirados enterrarlos o llevarlos como basura al destino final.

9.4.1.3 Descarga

Tabla 9.3 Mantenimiento de la descarga

217

DESCARGA

FRECUENCIA TIEMPO


ACTIVIDADES

DIARIA 15 MIN. OPERADOR Inspeccionar la descarga y limpiar de toda materia que se acumule junto a esta.

ANUAL 1 DÍA OPERADOR

Proceder a una limpieza de materiales y materia orgánica que se haya acumulado, limpiar con chorro de agua y reparación de las partes deterioradas. Adicionalmente se limpiarán todas las cajas y tubería de descarga y los que se encuentren en condiciones inadecuadas hay que proceder a reparar.

4 DÍAS SEMANALES

ING.

SANITARIO

Realizar el mantenimiento anual y revisar tuberías, ejecutar reparaciones que se requieran.


9.4.1.4 Conexiones Domiciliarias

Tabla 9.4 Mantenimiento de las conexiones domiciliarias

CONEXIONES DOMICILIARIAS

FRECUENCIA TIEMPO


ACTIVIDADES


Efectuar una revisión de las conexiones domiciliarias, sobre todo la limpieza en las cajas de revisión, y por muestreo se revisarán las instalaciones internas de las viviendas, con el fin de verificar que no existan fugas.


218

Materiales a utilizar.- Los materiales las conexiones domiciliarias a utilizar son mínimos

como herramienta menor e implementos de albañilería.

Como medida preventiva para las conexiones domiciliarias:

No conectar desagües de patios de tierra.

Todo desagüe de patio (pavimentado), deberá tener rejilla y sifón.

Mantener el patio limpio.

No arrojar desperdicios de criaderos de animales domésticos.

Conectar bajantes de los canalones directamente a las tuberías de desagüe.

9.4.1.5 Sistemas de Tratamiento

Tabla 9.5 Mantenimiento del sistema de tratamiento

SISTEMAS DE TRATAMIENTO

FRECUENCIA TIEMPO


ACTIVIDADES

DIARIA 15 MIN. OPERADOR

Inspeccionar la planta y limpiar de toda materia que se acumule en las diferentes unidades que lo forma parte. Limpieza de cerramientos y caminos.

ANUAL 1 DÍA OPERADOR

Proceder a una retirada del lodo o fango acumulado, limpiar manualmente o mecánicamente y reparación de partes deterioradas. Adicionalmente se limpiarán todas las cajas de revisión y tubería de drenaje y los que se encuentren en condiciones inadecuadas hay que proceder a reparar.

4 DÍAS SEMANALES

ING.

SANITARIO

Realizar el mantenimiento anual y revisar tuberías, ejecutar reparaciones que se requieran.


219



tubería, accesorios, pico, pala, machete.

Tabla 9.6 Hoja de observaciones para la laguna de estabilización

220

Fuente: Fabián Yánez (1995), Lagunas de Estabilización Teoría, diseño, evaluación y mantenimiento

OBSERVACIONES DE CAMPO EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

MES………....…Semana del….….al…..…Laguna………..………Operador…………....……….

OBSERVACION LUN MAR MIÉ JUE VIE SÁB

APARIENCIA:

Verdosa

Café

Rojiza

Negruzca

LODOS FLOTANTES:

Ausentes

Ligeros

Apreciables

NATAS VEGETALES:

Ausentes

Pocas

Considerables

TIPO DE PLANTAS EN LA LAGUNA:

Lemna

Jacinto

Totora

VEGETACION EN LOS DIQUES:

Ausentes

Ligera

Abundante

OLOR:

Inodoro

Ligero

Apreciable

PROBLEMAS EN DIQUES:

Grietas

Hoyos

Erosión

OBSERVACIÓN: ..…..…………………………………………………………………..……..

…………………..………..……...………………………………………………………….……

221

CAPITULO DIEZ

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

10.1 Conclusiones

Luego de haber analizado las encuestas y realizado el diseño de la red de alcantarillado

sanitario para la parroquia rural “La Villegas” se concluye que:

La población en estudio afirma no tener sistema de alcantarillado debido a que el

el Municipio de Santo Domingo instalo 150m de tubería de hormigón simple de

diámetro de 200mm., y tres pozos de revisión bajos, ubicados en los puntos B5,

B6 y B7 en la calle principal, encontrándose en la actualidad totalmente taponados

con materiales como: piedras, tierra y basura, debido a que fueron construidos sin

ningún tipo de planificación por lo cual el diseño realizado del sistema de

alcantarillado es a partir de cero.

La mayoría de los habitantes del sector están de acuerdo con la implantación de

este proyecto y ayudarían de forma económica y/o laboral del mismo.

De los indicadores obtenidos en las encuestas se ha realizado un diseño enfocado

en tres aspectos fundamentales: técnico, ambiental y económico.

Al no poseer un sistema de alcantarillado afecta de forma directa a la población y

al entorno que producen atrasos en el desarrollo de la misma y a una mejor calidad

de vida.

El sistema de alcantarillado sanitario diseñado está encaminado a mejorar la

calidad de vida ya que viene a erradicar problemas ambientales, insalubridad y

focos de contaminación debido a que las aguas servidas no son desfogadas de

forma directa a lagos, esteros, suelo, patios y calles.

De las inspecciones de campo realizadas, la falta de políticas sanitarias hace

necesario solucionar de forma primordial los problemas sanitarios generados a lo

largo del tiempo.

El diseño de un sistema de alcantarillado separado permitirá a la población

disponer adecuadamente las aguas servidas.

222

Los sistemas de alcantarillado separado conllevan una inversión inicial

importante, pero se reduce la inversión en el tratamiento, ya que el caudal que va

hacer tratado en la planta de tratamiento es menor que de un sistema combinado.

Para la disposición final de los residuos evacuados por las redes de alcantarillado

se tiene:

Una laguna de oxidación, cercana a la población ubicada a 150m de la

última casa habitada.

Dos fosas sépticas realizadas primordialmente por la topografía que

presenta la zona en estudio y debido a que la mayoría de las aguas negras

a descargar son domiciliarias.

Tanto el diseño como los tipos de tratamiento cumplen la normativa y las medidas

propuestas para el control ambiental durante las etapas de construcción,

operación del proyecto las cuales están encaminadas a evitar impactos

ambientales.

Se priorizo el diseño del alcantarillado sanitario, debido a factores importantes

como son: el alto costo de la construcción de un alcantarillado separado y los

beneficios que conllevan tratar caudales de diseño pequeño por ende tuberías de

menor diámetro abaratando costos.

El diseño se realizó con tubería y accesorios de PVC por las ventajas que

presenta el material como: mejor vida útil, mayor capacidad hidráulica, mejor

resistencia al ataque químico externo, fácil instalación, bajo coeficiente de fricción,

etc.

Las condiciones topográficas de la parroquia rural “La Villegas”, resultan críticas

debido a la diferencias de altimetrías, para lo cual se proyectó la red lo más

apegado a la topografía para disminuir la magnitud de las excavaciones.

El valor de excavación para la zanja cumple con la norma establecida, verificando

en las cotas más bajas de los tramos que la altura de excavación no sea menor a

1,20m y para tramos iniciales 0,80m ya que debido a las condiciones topográficas

223

de la zona no permitirían el desarrollo de altas velocidades por lo que su impacto

en la tubería no es de características importantes.

El diseño se realizó bajo el método convencional, el cual contempla exigencias y

especificaciones dadas en la normativa (EX IEOS).

La velocidad mínima recomendada es de 0,45m/s y la velocidad máxima de

4,5m/s en el sistema de alcantarillado sanitario con tubería de PVC se ha

diseñado con velocidades intermedias para evitar la retención de sólidos y

corrosión en la tubería.

Las pendientes utilizadas cumplen con la normativa, no ser menor del 4%.

La distancia entre pozos implantados en el diseño no sobrepasan los 100m; esto

ayuda a realizar el mantenimiento de las mismas.

Para el tratamiento de las aguas residuales donde se decidió la creación de

tanques sépticos cumplen la eliminación de contaminantes orgánicos e

inorgánicos, sin necesidad de ocupar grandes espacios para su funcionamiento y

responde a aspectos económicos y operacionales.

Un sistema de alcantarillado es un servicio que a través del tiempo se ha

extendido por el país gracias a los municipios; las zonas urbanas en su mayoría

cuenta con este servicio pero las zonas rurales cuentan con el servicio en un

porcentaje mínimo.

En la parroquia en estudio fue necesario en dos casos la ubicación de

servidumbre de pasos de la vía por donde circulará la red cuyos terrenos se verán

afectados y/o beneficiados; están ubicados cerca de la descarga de la laguna de

oxidación, en los tramos 51-E, E-PT, 60-E y 61-60; así como también el diseño

de tramos a contrapendiente como es el caso en la calle Quito en el tramo 77-76

que ayuda a mejorar el diseño ya que las aguas residuales van hacer descargadas

de forma más directa.

Las tablas obtenidas con los diseños finales de cada uno de los colectores no se

obtuvo de manera directa, sino por el contrario se han realizado varios diseños

224

preliminares para lograr un resultado que satisfaga las normas y optimice el

diseño.

Si a futuro se genera la necesidad de evacuar las aguas lluvias, es obligación

diseñar e implantar otra red y no empatarla a la de este diseño.

Mediante la realización del presente proyecto se complementó los procesos

teóricos adquiridos durante la vida estudiantil con la práctica ayudando a dar

solución a problemas ingenieriles.

La implementación del sistema de alcantarillado más los dos tanques sépticos y

la laguna de oxidación permite el cumplimiento de los artículos 264 de la

Constitución y 55 del COOTAD, para el beneficio de la población La Villegas,

permitiendo desarrollar el buen vivir de este territorio (sumak kawsay).

Del resultado de la evaluación de impacto ambiental, se generan medidas

ambientales de fácil aplicación que permiten la prevención, control y minimización

de impactos, en la búsqueda de que el proyecto sea compatible socialmente con

el ambiente.

10.2 Recomendaciones

Conviene que antes de abordar el procedimiento de diseño de una red de alcantarillado,

se revisen las recomendaciones prácticas para lograr un diseño económico y eficiente.

En general, puede afirmarse que una red de alcantarillado ha sido bien diseñada cuando:

Existe el menor número posible de descargas, tratando de que el sistema trabaje

exclusivamente por gravedad.

Las pendientes de las tuberías dan al flujo velocidades aceptables en un rango

específico donde se evita por una parte, la sedimentación y azolve de las tuberías,

y por otra, la erosión en las paredes de los conductos.

Se tienen volúmenes de excavación reducidos, procurando dar a las tuberías la

profundidad mínima indispensable para resistir cargas vivas y evitar su ruptura.

Es sencillo inspeccionar y dar un mantenimiento adecuado a la red de tuberías.

225

Seguir explícitamente los planos entregados con los diseños respectivos para la

construcción de las redes.

Seguir con las especificaciones técnicas y recomendaciones del fabricante.

Realizar campañas de concientización dirigida a los pobladores de la zona para la

prevención y cuidado de las estructuras y del entorno ambiental.

Se recomienda que a cambio de la construcción del alcantarillado pluvial la

construcción de canaletas que encaucen las aguas lluvias para que sean llevadas

y encaminadas hacia los esteros.

Para los procesos de construcción, mantenimiento y operación del proyecto se

deberá contratar personal capacitado, ya que esto permite mantener el sistema en

buenas condiciones y buen funcionamiento durante la vida útil.

Implementar las medidas ambientales propuestas realizando además una

supervisión profesional y diaria, a fin de tener efectividad en las mismas

Asegurar que el efluente conducido a través del cuerpo receptor, no sea utilizado

aguas abajo en la agricultura o ganadería en recintos que podrían verse afectados.

En la época de verano se deberá realizar la limpieza en los tramos de tubería con

el fin de evitar atascamientos en la misma.

Para la colocación de la tubería de PVC se debe tomar en cuenta la norma ASTM

3034.

Para el mantenimiento de las plantas de tratamiento realizar una limpieza periódica

de las unidades para evitar la presencia de algas y fermentación de los lodos.

Al realizar la limpieza de las fosas sépticas se recomienda no utilizar productos

químicos desinfectantes para conservar las bacterias anaerobias.

Evitar conexiones clandestinas para lo cual deberá realizar las acometidas

domiciliarias el personal adecuado, garantizando que no exista la contaminación

del suelo, posibles filtraciones y mal funcionamiento de las redes.

Luego del inicio de la operación del sistema de alcantarillado, se deberán tomar

muestras del efluente para un análisis químico que permita garantizar en el

efluente mejora en sus características y el grado de tratamiento que ha sufrido; al

226

igual que en las tuberías realizar pruebas hidrostáticas para el correcto

funcionamiento de la red.

Estabilizar el suelo de cimentación, tuberías, cámaras con algún procedimiento

para este propósito, tales como: reemplazo o mejoramiento del suelo,

estabilización con aditivos químicos.

Las características anteriores permiten un diseño económico y funcional de la red en

aspectos relacionados con la construcción y operación de la misma.

227

BIBLIOGRAFÍA

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18. VILLAMARÍN, Nadia. “Apuntes de la Materia de Alcantarillado”. Universidad

Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática,

Carrera de Ingeniería Civil., Quito – Ecuador. p.p. 228

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http://www.ecuadorencifras.com/

229

22. www.wikkipedia.com

http://www.wikkipedia.com/

234

Encuesta sanitaria:

Se usó un formato compuesto por seis indicadores principales, entre los que se tiene:

Tipo de vivienda

Nivel cultural

Actividad económica

Abastecimiento de agua

Eliminación de excretas

Actitud de la comunidad

Cada uno de estos indicadores nos permitirá hacer una evaluación general de la

comunidad, permitiéndonos establecer las necesidades de la misma.

Encuesta de capacidad de pago:

De igual manera se hizo una encuesta que nos permita determinar la capacidad de pago

de cada familia, en donde se establece sus ingresos mensuales.

237

ANÁLISIS DE RESULTADOS

La recolección de información para el presente proyecto fue realizada a través de dos

encuestas in situ de la Parroquia “La Villegas”, mediante la cual se encuestaron a 381

habitantes de forma aleatoria, de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝑛 =𝑁

𝑒2(𝑁 − 1) + 1

Donde:

n= Número de encuestas a realizar

N= Número de habitantes (población futura)

e= Error admisible (porcentaje)

Datos=

N= 7928 hab.

e= (5-10) % adoptar 5% por ser el valor estadístico recomendado por ser el de menor

error.

𝑛 =7928

0,052(7928 − 1) + 1

𝑛 = 381 𝑒𝑛𝑐𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎𝑠

A continuación se adjuntan las tabulaciones de los resultados de las encuestas, en las

que se indican las respuestas dadas por los habitantes de la parroquia en lo que se refiere

a la necesidad de Alcantarillado.

238

ENCUESTA SOCIO-ECONÓMICA PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DE PAGO

Y FINANCIAMIENTO DEL PROYECTO.

Pregunta No.1 ¿Número de personas que viven en casa?

No. De personas

Total en familias

%

1 2 1

2 52 14

3 185 49

4 39 10

5 42 11

6 39 10

7 4 1

8 16 4

9 0 0

10 0 0

11 2 1

Total 381 100

239

Pregunta No.2 ¿Cuántas personas aportan al ingreso familiar?

Personas que aportan

ingresos

Total personas

%

1 189 50

2 94 25

3 36 9

4 26 7

5 36 9

Total 381 100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

No. De personas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Total en familias 2 52 185 39 42 39 4 16 0 0 2

020406080

100120140160180200

240

Pregunta No.3 ¿Actividad laboral?

Actividad Laboral

Total %

Agricultura 207 54

Ganadería 78 20

Jornalero 28 7

Obrero 20 5

Otros 48 13

Total 381 100

1 2 3 4 5

Personas que aportan ingresos 1 2 3 4 5

Total personas 189 94 36 26 36

0

50

100

150

200

241

Pregunta No.4 ¿El ingreso familiar es fijo?

Ingreso Familiar fijo

Total %

Si 79 21

No 302 79

Total 381 100

Pregunta No.5 ¿El ingreso familiar por mes es de (más o menos)?

Agricultura Ganaderia Jornalero Obrero Otros

Total 207 78 28 20 48

0

50

100

150

200

250

Total

Si 79

No 302

050

100150200250300350

242

Valor de Ingreso

Total %

Menos de 100 0 0

Menos de 200 190 50

Menos de 300 93 24

Menos de 400 40 10

Menos de 500 19 5

Menos de 600 24 6

Más de 700 15 4

Total 381 100

Pregunta No.6 ¿Paga mensualmente por consumo de agua?

Pago por consumo de

agua Total %

Si 307 81

No 74 19

Total 381 100

Menosde 100

Menosde 200

Menosde 300

Menosde 400

Menosde 500

Menosde 600

Mas de700

Total 0 190 93 40 19 24 15

020406080

100120140160180200

243

Pregunta No.7 ¿Cuánto paga mensualmente por consumo de alcantarillado?

Pago por consumo de alcantarillado

Total %

Si 0 0

No 381 100

Total 381 100

Total

Si 307

No 74

0

50

100

150

200

250

300

350

244

Pregunta No. 8 ¿El agua que consume proviene de?

Agua proveniente

Total %

Red Municipal 51 13

Tanquero 24 6

Pozo 189 50

Otro (Entubada)

117 31

Total 381 100

Total

Si 0

No 381

050

100150200250300350400450

245

Pregunta No.8.1 ¿Qué otros usos tiene el agua en casa?

Otros usos del agua

Total %

Consumo Humano

381 64

Consumo Animales

146 25

Negocio 6 1

Regadío 60 10

Total 593 100

Red Municipal Tanquero Pozo Otro (Entubada)

Total 51 24 189 117

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

246

Pregunta No.9 ¿Tiene medidor de agua potable?

Medidor de Agua

Total %

Si 101 27

No 280 73

Total 381 100

ConsumoHumano

ConsumoAnimales

Negocio Regadio

Total 381 146 6 60

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

247

Pregunta No.10 ¿El medidor mide su consumo?

Medidor mide su consumo

Total %

Si 73 19

No 308 81

Total 381 100

Total

Si 101

No 280

0

50

100

150

200

250

300

248

Pregunta No.11 ¿Cómo elimina las aguas servidas?

Eliminación de aguas servidas

Total %

Alcantarillado 0 0

Letrina 2 1

Pozo ciego 124 33

Fosa séptica 165 43

Otros (Calle) 90 24

Total 381 100

Total

Si 73

No 308

0

50

100

150

200

250

300

350

249

Pregunta No.12 ¿Cómo elimina las aguas lluvias?

Eliminación de aguas lluvias

Total %

Alcantarillado 0 0

Pozo ciego 0 0

Escurre a la calle 381 100

Otros 0 0

Total 381 100

Alcantarillado Letrina Pozo ciego Fosa séptica Otros (Calle)

Total 0 2 124 165 90

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

250

Pregunta No.13 ¿Para una posible ampliación de la red de alcantarillado usted estaría

dispuesto a aportar con?

Aporte de la población

Total %

Mano de obra 253 62

Dinero 80 19

Materiales 0 0

Otros 9 2

Nada 69 17

Total 411 100

Alcantarillado Pozo ciego Escurre a la calle Otros

Total 0 0 381 0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

251

ENCUESTA SOCIO-ECONÓMICA

Pregunta No.1 ¿Total familiar?

No. De personas

Total en familias

%

1 0 0

2 51 13

3 123 32

4 80 21

5 39 10

6 61 16

7 11 3

8 14 4

9 0 0

10 0 0

11 1 0

15 1 0

Total 381 100

Mano deobra

Dinero Materiales Otros Nada

Total 253 80 0 9 69

0

50

100

150

200

250

300

252

Pregunta No.2 ¿Tipo de vivienda?

Tipo de vivienda

Total %

Propia 278 73

Alquilada 81 21

Prestada 22 6

Abandonada 0 0

En construcción 0 0

Total 381 100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

No. De personas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15

Total en familias 0 51 123 80 39 61 11 14 0 0 1 1

0

20

40

60

80

100

120

140

253

Pregunta No.3 ¿Nivel Cultural en menores de seis años y más de seis años?

Nivel Cultural Total %

Menores de 6 años 167 44

Más de 6 años Alfabeto 128 34

Analfabeto 86 23

Total 381 100

Propia Alquilada Prestada AbandonadaEn

constucción

Total 278 81 22 0 0

0

50

100

150

200

250

300

254

Pregunta No.4 ¿Actividad Económica?

Actividad Económica Total %

No. Personas que trabajan

1 196 51

2 84 22

3 59 15

4 36 9

5 6 2

Actividad

Agrícola-Ganadera 209 55

Obrero 39 10

Jornalero 77 20

Empleado 30 8

Otros 26 7

Ingreso Mensual

Menos de 100 8 2

Menos de 200 90 24

Menos de 300 187 49

Menos de 400 40 10

Menos de 500 8 2

Menos de 600 16 4

Más de 700 32 8

Alfabeto Analfabeto

Menores de 6 años Más de 6 años

Total 167 128 86

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

255

Pregunta No.4.1 ¿Número de personas que trabajan?

Pregunta No.4.2 ¿Actividad Laboral?

1 2 3 4 5

Personas que trabajan 1 2 3 4 5

Total 196 84 59 36 6

0

50

100

150

200

250

Agricola-Ganadera

Obrero Jornalero Empleado Otros

Total 209 39 77 30 26

0

50

100

150

200

250

256

Pregunta No.4.3 ¿Ingreso Mensual?

Pregunta No.5 ¿Abastecimiento de Agua?

Abastecimiento de Agua Total %

Red Pública Si 233 61

No 148 39

Conexión Domiciliaria

Si 233 61

No 148 39

Río, Estero, Acequia 0 0

Llave Pública 0 0

Pozo Protegido 215 76

No protegido 69 24

Vertiente Protegido 0 0

No protegido 0 0

Menosde 100

Menosde 200

Menosde 300

Menosde 400

Menosde 500

Menosde 600

Mas de700

Ingreso Laboral 8 90 187 40 8 16 32

020406080

100120140160180200

257

Pregunta No.5.1 ¿Tipo de Abastecimiento de Agua?

Pregunta No.6 ¿Eliminación de Excretas?

Eliminación de Excretas

Total

Alcantarillado Si 0

No 381

Letrina 92

Fosa séptica 231

Ninguno 58

Si No ProtegidoNo

protegidoProtegido

Noprotegido

Red Pública Estero Llave

PúblicaPozo Vertiente

Total 233 148 0 0 215 69 0 0

0

50

100

150

200

250

258

Pregunta No.7 ¿Actitudes frente al problema?

Actitudes Total %

Siente el problema

Si 369 97

No 12 3

Hacia el esfuerzo

Favorable 327 86

Indiferente 54 14

Desfavorable 0 0

Aportes

Trabajo 265 65

Material 34 8

Dinero 91 22

Nada 15 4

Pregunta No.7.1 ¿Siente el problema?

Si No

Alcantarillado Letrina Fosa

séptica Ninguno

Total 0 381 92 231 58

050

100150200250300350400450

259

Pregunta No.7.2 ¿Aporte frente al problema?

Si No

Siente el problema

Total 369 12

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Trabajo Material Dinero Nada

Aportes

Total 265 34 91 15

0

50

100

150

200

250

300

260

Pregunta No.7.3 ¿Actitud frente al problema?

Favorable Indiferente Desfavorable

Hacia el esfuerzo

Total 327 54 0

0

50

100

150

200

250

300

350

264

CENSO 2010

POBLACIÓN POR ZONAS Y SECTORES DE LA PROVINCIA DE ESMERALDAS

SEGÚN SEXO EN ZONAS NO DELIMITADAS.

ZONA Código SEXO_T

LA VILLEGAS 80850999005 257

LA VILLEGAS 80850999007 191

LA VILLEGAS 80850999024 209

LA VILLEGAS 80850999026 211

80850999027 347

80850999028 285

80850999029 143

80850999030 254

80850999031 395

80850999032 294

80850999033 140

FUENTE: CENSO DE POBLACIÓN Y VIVIENDA 2010

INSTITUTO NACIONAL DE ESTADISTICAS Y CENSOS (INEC).

Elaborado por: Unidad de Procesamiento (UP) de la Dirección de Estudios Analíticos Estadísticos (DESAE) - Marcos Antonio Chico Chávez - INEC

269

TRAMO DE CALLE Pozo Long. Área trib.

De-A (m) (ha)

AVENIDA PICHINCHA

34-29 75,4 0,30

29-24 98,3 0,44

24-19 85,80 0,36

10-13 80,00 0,42

13-19 66,00 0,35

10-3 100,00 0,59

44-44´ 40,00 0,14

44´-39 51,50 0,14

34-39 80,70 0,46

54-57 60,00 0,23

57-62 62,80 0,16

44-49 78,70 0,27

49-54 11,50 0,14

HACIA LA CONCORDIA

35-32 60,00 0,49

32-30 50,60 0,40

30-25 93,10 0,66

25-21´ 43,10 0,33

21´-21 35,00 0,26

21-15 60,00 0,36

15-12 55,00 0,35

40-35 93,80 0,73

45-50 68,10 0,23

50-58 76,90 0,27

40-45 92,00 0,44

58-63 50,00 0,35

63-62 51,00 0,27

12-8 70,00 0,48

8-6 53,30 0,41

JOSÉ PÉREZ

53-48 64,30 0,23

48-42 70,00 0,24

42-42´ 30,00 0,14

42´-37 66,30 0,31

22-26 20,00 0,11

26-27 79,60 0,45

27-31 25,90 0,25

31-37 74,30 0,36

53-56 59,50 0,18

56-62 60,00 0,17

AVENIDA VILLEGAS DER.

130-128 100,00 0,58

128-121 80,00 0,24

121-118 59,80 0,16

118-110 80,00 0,19

110-97 83,50 0,19

97-92 50,00 0,21

92-84 60,00 0,14

84-78 54,60 0,20

78-71 82,60 0,28

270

TRAMO DE CALLE

Pozo Long. Área trib.

De-A (m) (ha)

AVENIDA VILLEGAS IZQ

127-120 90,00 0,64

120-117 75,00 0,52

117-109 80,00 0,50

109-96 87,20 0,54

96-91 47,80 0,12

91-83 53,60 0,15

83-77 60,00 0,16

77-70 84,50 0,25

70-62 98,70 0,20

ESMERALDAS

90-95 49,50 0,13

90-82 60,00 0,20

82-76 51,10 0,21

76-69 87,50 0,36

69-65 65,00 0,28

65-61 63,10 0,28

52-61 90,30 0,34

41-47 80,00 0,34

47-52 80,30 0,37

MARIANO SAMANIEGO

129-122 60,00 0,14

122-119 58,30 0,12

119-111 70,00 0,50

111-99 70,00 0,21

99-93 76,70 0,29

93-85 30,00 0,10

85-79 85,90 0,26

72-79 48,50 0,23

12 DE OCTUBRE

92-93 56,40 0,23

90-91 63,80 0,28

100-103 68,70 0,20

89-88 70,30 0,23

90-89 78,20 0,32

100-86 89,50 0,24

86-87 43,90 0,08

87-88 61,50 0,13

LAS MERCEDES

21-21´ 26,40 0,13

21´-20 30,00 0,15

17-17´ 20,00 0,11

17´-18 22,80 0,12

18-18´ 20,00 0,10

18´-19 49,60 0,21

19-20 51,70 0,20

271

TRAMO DE CALLE


De-A (m) (ha)

MANABI

94-89 51,60 0,20

89-81 50,00 0,18

81-75 57,40 0,20

75-68 93,50 0,36

68-64 70,00 0,35

64-60 68,90 0,41

21 DE SEPTIEMBRE

125-114 94,90 0,36

106-102 59,90 0,24

102-88 85,90 0,16

88-80 61,90 0,15

80-74 60,00 0,15

114-106 85,50 0,31

SHYRIS

124-113 95,10 0,37

113-105 84,50 0,31

105-101 60,20 0,21

101-101 44,30 0,18

101´-87 40,00 0,15

AMBATO

103-104 60,80 0,32

104-105 50,70 0,15

105-106 58,30 0,17

106-107 45,00 0,11

107-108 43,50 0,11

S/N 2

18-23´ 40,8 0,16

23´-23 50,8 0,18

28-28´ 50,00 0,18

28-23 48,90 0,25

16-18 43,60 0,28

VELASCO

IBARRA

44-43 56,20 0,30

43-42 60,00 0,42

41-42 57,40 0,43

46-45 64,30 0,59

45-44 86,80 0,35

QUITO

74-75 61,90 0,32

77-76 61,20 0,28

79-78 64,10 0,22

75-76 88,70 0,46

73-74 41,70 0,37

VINCES

112-113 50,40 0,14

114-113 58,00 0,17

114-115 46,80 0,11

115-116 49,50 0,09

272

TRAMO DE CALLE


De-A (m) (ha)

CALLE C

35-34´ 45,30 0,20

34´-34 60,00 0,26

34-33 60,40 0,26

33-31 60,00 0,20

LOS RIOS

69-70 68,00 0,31

71-70 17,40 0,21

67-68 59,20 0,37

68-69 91,10 0,54

9 D OCTUBRE

30-30´ 40,00 0,22

30´-29 47,20 0,19

28-29 64,8 0,21

27-28 57,00 0,20

LA LOMA

2-3 53,30 0,88

3-4 54,00 0,18

6-5 85,40 1,06

5-4 40,00 0,55

QUININDE

40-39 99,30 0,46

39-38 61,60 0,37

38-37 60,00 0,24

37-36 40,80 0,20

SIMÓN BOLÍVAR

49-50 85,70 0,39

54-53 61,90 0,21

53-52 62,60 0,39

52-51 71,30 0,31

TULCAN

25-24 94,50 0,40

22-23 70,10 0,34

23-24 57,10 0,21

S/N1

20-14´ 70,00 0,31

14-11 57,40 0,23

7-11 50,60 0,56

ALOMIA

9-10 41,20 0,44

10-11 85,10 0,43

11-12 92,10 0,57

S/N 6

104-112 84,10 0,41

123-112´ 58,90 0,12

112´-112 35,90 0,13

S/N 5

108-98 80,00 0,19

98-88 87,10 0,25

116-108 85,70 0,18

CALLE M

55-46 70,00 0,16

66-59 77,70 0,24

55-59 70,00 0,15

273

TRAMO DE CALLE


De-A (m) (ha)

LOJA 126-115 95,00 0,22

115-107 86,60 0,30

S/N 4 95-96 62,40 0,14

95-94 72,90 0,49

IMBABURA 125-124 57,70 0,68

124-123 50,00 0,33

ATAHUALPA 100-101 80,50 0,21

101-102 59,50 0,18

SERV. DE PASO 1

61-61´ 60,00 0,36

61´-60 40,30 0,27

SERV. DE PASO 2

60-E 51,00 0,05

51-E 57,20 0,07

SERVIO SAMANIEGO

1-4 74,20 0,54

S/N 7 118-119 56,50 0,29

S/N 8 128-129 54,50 0,28

PORTOVIEJO 62-61 86,80 0,42

S/N 3 59-58 69,20 0,46

E-PT 100,00 0,00

278

Simbología:

Q= Caudal de diseño.

Qo= Caudal a tubo lleno

V= Velocidad de diseño.

Vo= Velocidad a tubo lleno.

d= Lámina de agua.

D= Diámetro de la tubería.

R= Radio hidráulico al caudal de diseño.

Ro= Radio hidráulico a tubo lleno.

H= Profundidad hidráulica.

n= Número de Manning a caudal a diseño.

no = Número de Manning a tubo lleno.

279

Tabla 8.2

RELACIONES HIDRAÚLICAS PARA CONDUCTOS CIRCULARES (no/n variable)

Q/Q0 REL. 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09

0,0

V/Vo 0,000 0,292 0,362 0,400 0,427 0,453 0,473 0,492 0,505 0,520

d/D 0,000 0,092 0,124 0,148 0,165 0,182 0,196 0,210 0,220 0,232

R/Ro 0,000 0,239 0,315 0,370 0,410 0,449 0,481 0,510 0,530 0,554

H/Do 0,000 0,041 0,067 0,860 0,102 0,116 0,128 0,140 0,151 0,161

0,1

V/Vo 0,540 0,553 0,570 0,580 0,590 0,600 0,613 0,624 0,634 0,645

d/D 0,248 0,258 0,270 0,280 0,289 0,298 0,308 0,315 0,323 0,334

R/Ro 0,586 0,606 0,630 0,650 0,668 0,686 0,704 0,716 0,729 0,748

H/Do 0,170 0,179 0,188 0,197 0,205 0,213 0,221 0,229 0,236 0,244

0,2

V/Vo 0,656 0,664 0,672 0,680 0,687 0,695 0,700 0,706 0,713 0,720

d/D 0,346 0,353 0,362 0,370 0,379 0,386 0,393 0,400 0,409 0,417

R/Ro 0,768 0,780 0,795 0,809 0,824 0,836 0,848 0,860 0,874 0,886

H/Do 0,251 0,258 0,266 0,273 0,280 0,287 0,294 0,300 0,307 0,314

0,3

V/Vo 0,729 0,732 0,740 0,750 0,755 0,760 0,768 0,776 0,781 0,787

d/D 0,424 0,431 0,439 0,447 0,452 0,460 0,468 0,476 0,482 0,488

R/Ro 0,896 0,907 0,919 0,931 0,939 0,950 0,962 0,974 0,983 0,992

H/Do 0,321 0,328 0,334 0,341 0,348 0,354 0,361 0,368 0,374 0,381

0,4

V/Vo 0,796 0,802 0,806 0,810 0,816 0,822 0,830 0,834 0,840 0,845

d/D 0,498 0,504 0,510 0,516 0,523 0,530 0,536 0,542 0,550 0,557

R/Ro 1,007 1,014 1,021 1,028 1,035 1,043 1,050 1,056 1,065 1,073

H/Do 0,388 0,395 0,402 0,408 0,415 0,422 0,429 0,436 0,443 0,450

0,5

V/Vo 0,850 0,855 0,860 0,865 0,870 0,875 0,880 0,885 0,890 0,895

d/D 0,563 0,570 0,576 0,582 0,588 0,594 0,601 0,608 0,615 0,620

R/Ro 1,079 1,087 1,094 1,100 1,107 1,113 1,121 1,125 1,129 1,132

H/Do 0,458 0,465 0,472 0,479 0,487 0,494 0,502 0,510 0,518 0,526

0,6

V/Vo 0,900 0,903 0,908 0,913 0,918 0,922 0,927 0,931 0,936 0,941

d/D 0,626 0,632 0,639 0,645 0,651 0,658 0,666 0,672 0,678 0,686

R/Ro 0,136 1,139 1,143 1,147 1,151 1,155 1,160 1,163 1,167 1,172

H/Do 0,534 0,542 0,550 0,559 0,568 0,576 0,585 0,595 0,604 0,614

0,7

V/Vo 0,945 0,951 0,955 0,958 0,961 0,965 0,969 0,972 0,975 0,980

d/D 0,692 0,699 0,705 0,710 0,719 0,724 0,732 0,738 0,743 0,750

R/Ro 1,175 1,179 1,182 1,184 1,188 1,190 1,193 1,195 1,197 1,200

H/Do 0,623 0,633 0,644 0,654 0,665 0,677 0,688 0,700 0,713 0,725

0,8

V/Vo 0,984 0,987 0,990 0,993 0,997 1,001 1,005 1,007 1,011 1,015

d/D 0,756 0,763 0,770 0,778 0,785 0,791 0,798 0,804 0,813 0,820

R/Ro 1,202 1,205 1,208 1,211 1,214 1,216 1,219 1,219 1,215 1,214

H/Do 0,739 0,753 0,767 0,783 0,798 0,815 0,833 0,852 0,871 0,892

0,9

V/Vo 1,018 1,021 1,024 1,027 1,030 1,033 1,036 1,038 1,039 1,040

d/D 0,826 0,835 0,843 0,852 0,860 0,868 0,876 0,884 0,892 0,900

R/Ro 1,212 1,210 1,207 1,204 1,202 1,200 1,197 1,195 1,192 1,190

H/Do 0,915 0,940 0,966 0,995 1,027 1,063 1,103 1,149 1,202 1,265

1,0

V/Vo 1,041 1,042 1,042

d/D 0,914 0,920 0,931

R/Ro 1,172 1,164 1,150

H/Do 1,344 1,445 1,584

universidad central del ecuador facultad de … · apoyo y valiosa asesoría en la realización del...

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