UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ CENTRO REGIONAL DE CHIRIQUÍ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL INGENIERÍA CIVIL INFORME DE GIRA ACADEMICA N°2 “Laguna d !"#da$#%n d &a $#udad d Da'#d( INTEGRANTES) A*nu&+! Angu#,!&a 3!45 Ma*67n, Ma*#! Ma*67n,
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PROFESOR) O4$a* H***a GRUPO) 2IC1-2< A 2:10
Introducción 1
Las lagunas de oxidación son excavaciones de poca profundidad en el cual se desarrolla una población microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos que conviven en forma simbiótica y eliminan en forma natural patógenos relacionados con excrementos humanos, sólidos en suspensión y materia orgánica, causantes de enfermedades tales como el cólera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales. Es un método fácil y eficiente para tratar aguas residuales provenientes del alcantarillado sanitario. En este detallado artculo conoceremos más acerca de las lagunas de oxidación enfocándonos en la ubicada en la ciudad de !avid y de su me"oramiento al cual fue sometido recientemente. La laguna de la ciudad de !avid seg#n las caractersticas que presenta es una laguna de oxidación o estabilización la cual funciona con algas que fueron agregadas al pasar de los a$os para reducir la producción de malos olores al no ser esto suficiente en la estación seca se agrega cal en las orillas. %e estudiará la situación que presenta la ciudad de !avid desde los alcantarillados hasta la misma laguna, para conocer por qué fue necesario para me"orar el sistema y las posibles alternativas que sean viables tanto para el ecosistema y el factor económico. &ambién detallaremos los cambios y me"oras que se realizaron recientemente a la Laguna de Estabilización por parte de la Empresa 'lac( )ater *anamá, %.+. al igual que su situación actual.
Laguna de Oxidación - Defnición Las lagunas de oxidación son excavaciones de poca profundidad pero de grandes dimensiones en el cual se desarrolla una población microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos que conviven en forma simbiótica y eliminan en forma natural patógenos relacionados con excrementos humanos, sólidos en suspensión y materia orgánica, causantes de enfermedades tales como el cólera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales. Es un método fácil y eficiente para tratar aguas residuales provenientes del alcantarillado sanitario. Este sistema es efectivo en costos cuando se
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dispone de suficiente terreno para construirlas es decir, el costo de la tierra no es de un valor limitante. El sistema está compuesto por un tratamiento primario que consiste en un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos sólidos no inherentes al dise$o del sistema. En etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema de lagunas -una o más donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire, experimentando un proceso de oxidación y sedimentación, transformándose as la materia orgánica en otros tipos de nutrientes que pasan a formar parte de una comunidad diversa de plantas y ecosistema bacteriano acuático. Luego de este proceso, el agua superficial de las lagunas queda libre entre un /0 y un 123 de demanda qumica o biológica de oxgeno, los cuales son estándares apropiados para la liberación de estas aguas superficiales hacia la naturaleza de forma que esta #ltima pueda absorber los residuos sin peligro para el medio ambiente y sus especies. En el primer metro de profundidad, la renovación de oxgeno atmosférico hace que sea la reacción aerobia la que se lleve a cabo, ya que las bacterias que se desarrollan son aerobias. En los metros más profundos es una degradación anaerobia. +s se distinguen los distintos tipos4 lagunas aerobias para las que tienen aproximadamente un metro de profundidad, y las lagunas facultativas, que combinan la reacción aerobia en la superficie con la anaerobia en las partes más profundas. Las lagunas aerobias carecen de mantenimiento, más que para asegurar la permeabilidad y el buen estado de las conducciones y bombas si las hubiera. Las facultativas pueden precisar de una limpieza de vez en cuando para retirar los fangos acumulados en las profundidades, fangos donde se disponen las bacterias y que reducen el volumen de la laguna y con ello el tiempo de retención -hecho que hace ba"ar el rendimiento de depuración del sistema. 5omo venta"a tienen el ba"o coste de mantenimiento, como desventa"a, la necesidad de grandes espacios disponibles y de temperaturas ambientales no muy ba"as.
Objetivos de las lagunas de oxidación, Ventajas y Desventajas: 6 7educir e inactivar organismos patógenos presentes en lquidos residuales 6 !isminuir la !'8 o !98 del lquido
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6 *ermitir el re:uso del lquido para agricultura. La laguna de oxidación puede reducir considerablemente los agentes patógenos, lo que no se cumple con los procedimientos de tratamiento normales salvo que se desinfecte el efluente previamente. Ventajas:
6 En las lagunas con grandes perodos de retención hidráulicos, generalmente se eliminan los huevos y quistes de los parásitos intestinales, lo que no ocurre con tratamiento convencional, a#n con desinfección. 6 *ueden tratar gran variedad de aguas residuales domésticas, industriales y agrcolas cuando la carga de las mismas es biodegradable. Inconvenientes4
6 En comparación a la cantidad de experiencias efectuadas, hay pocos modelos matemáticos y formulaciones de proyecto. 6 En nuestro pas no se han desarrollado investigaciones para obtener parámetros racionales de dise$o. 6 %e requiere disponer de terrenos aptos para la e"ecución de la laguna. 6 !eben estar ale"ados de la zona poblada, lo que obliga a proyectar emisarios de gran longitud. 6 5uando el efluente contiene algas y en el cuerpo receptor hay pocos nutrientes, las algas vegetan y tienen una peque$a demanda -!'8 que no es ob"etable. En cambio si no hay luz solar suficiente se mueren y sedimentan produciendo demanda de oxgeno por respiración endógena. 6 En cursos sin agua permanente como ocurre en zonas secas no es aconse"able la aplicación de lagunas, ya que las algas del efluente pueden producir olores al descomponerse.
Clasifcación de las lagunas de oxidación o de estabilización Existen otras formas de lagunas para el tratamiento de aguas residuales, seg#n su forma de operación pueden ser clasificadas en4
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•
Lagunas de oxidación aerobias (aireadas). 5uando existe oxgeno en todos los
niveles de profundidad. Los procesos aeróbicos tienen la venta"a de que aceleran el proceso de descomposición de los residuos orgánicos -en condiciones de suficiente oxgeno y no producen gases malolientes como resultado de la acción bacteriana. La desventa"a de este proceso es que normalmente se requiere energa externa para producir la aireación necesaria. Aireadas facultativas4 %on una extensión de las lagunas facultativas
convencionales. &ienen como función suministrar oxgeno al proceso, cuando la actividad de las algas se reduce durante la noche. Esta acción provoca la disminución de la zona anaeróbica e incrementa la aeróbica provocando la concentración de algas en toda la masa lquida. Aireadas de e!cla co"leta4 &ienen un nivel de potencia instalados
-aereadores suficientemente alto para suministrar todo el oxgeno requerido y además para mantener en suspensión los sólidos. Es una variante de aereación
prolongada
sin
recirculación.
&iene
mayor
permanencia
hidráulica. •
Lagunas de oxidación anaerobias (sin aireación). 5uando la carga orgánica es tan
grande que predomina la fermentación sin oxgeno. 5uando act#an bacterias anaerobias, se producen gases malolientes y por esta razón, las plantas de tratamiento anaeróbicas se construyen como estructuras cerradas con control de emisión de gases para evitar molestias al entorno. •
Lagunas de oxidación facultativas. Es el caso que opere como una mezcla de las
dos anteriores, la parte superior aerobia y el fondo anaerobio. Esta situación es la más com#n en una laguna de oxidación expuesta al ambiente. 8peran con una carga orgánica media. En las capas superiores hay un proceso aeróbico. En las capas inferiores se tiene un proceso anaeróbico, donde se produce simultáneamente fermentación ácida y metánica.
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•
Lagunas de acabado. %on aquellas que se utilizan para me"orar la calidad de los
efluentes de las plantas de tratamiento. En algunas ocasiones se necesita me"orar la calidad del efluente producido, especialmente cuando existen proyectos de reciclado del agua. •
De aduración4 %e utilizan como una segunda etapa de tratamiento a continuación
de lagunas facultativas. %e dise$an para disminuir el n#mero de organismos patógenos, ya que las bacterias y virus mueren en un tiempo razonable, mientras que los quistes y huevos de parásitos intestinales requieren más tempo. &ambién reducen la población de algas. ;ay peque$a remoción de la !'8. •
Lagunas de sedientación4 %on empleadas para clarificar el efluente de las
lagunas aereadas aeróbicas. En ellas se produce el almacenamiento y digestión de los lodos sedimentados.
Laguna de oxidación aerobias
Laguna de oxidación anaerobia
Laguna de oxidación acultatia
Laguna de oxidación de acabado
Cuando existe oxígeno en todos los niveles de profundidad. Los procesos aeróbicos tienen la ventaja de que aceleran el proceso de descomposición de los residuos orgánicos No produce malos olores
Cuando act!an bacterias anaerobias" se #roducen gases $alolientes % #or esta razón" las #lantas de trata$iento anaeróbicas se constru%en co$o estructuras cerradas con control de e$isión de gases #ara eitar $olestias al entorno&
Es el caso que opere como una mezcla de las dos anteriores la parte superior aerobia ! el fondo anaerobio. Esta situación es la más com"n en una laguna de oxidación expuesta al ambiente.
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,i#os de lagunas
;ay muchos mitos y temores infundados sobre las lagunas de oxidación, sin embargo tienen muchos a$os de funcionar exitosamente en Estados
5orrectamente dise$adas y construidas, las lagunas de oxidación para el tratamiento de aguas pueden remover efectivamente la mayora de los contaminantes asociados con las aguas negras municipales e industriales y las aguas lluvias. Las lagunas de oxidación son especialmente eficaces en la eliminación de problemas y contaminantes tales como la !emanda 'iológica de 8xgeno -!'8 no obstante, existen otros contaminantes que pueden ser tratados mediante este sistema como los sólidos suspendidos, nitrógeno, fósforo, hidrocarburos y metales. Las lagunas de oxidación son también una tecnologa efectiva y segura para el tratamiento y recirculación de agua si se mantienen y operan correctamente.
%e puede construir y operar una laguna de oxidación en una gran variedad de áreas geográficas, incluyendo las regiones áridas, tropicales y monta$osas. =ncluso se puede tratar las aguas negras con altos niveles de residuos en condiciones climáticas extremas donde ocurre congelamiento. Estos proyectos pueden variar mucho con respecto a tama$o, forma y ubicación, siendo el principal componente limitante el contar con suficiente terreno disponible.
.anteni$iento de las lagunas de oxidación/ El mantenimiento asociado con las lagunas de oxidación por lo general se limita al control de las plantas acuáticas invasoras y los vectores -por e"emplo los zancudos o mosquitos. Los vectores se controlan por medio de prácticas conocidas como el mane"o integrado de plagas ->=*, por e"emplo introduciendo peces mosquitos o creando hábitat para golondrinas u otras aves depredadoras de insectos. La acumulación de sedimento por lo general no se presenta como un problema en una laguna de oxidación que ha sido bien dise$ado y operado por lo que muy raramente o nunca se necesita dragar estos ecosistemas.
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#so de bacterias ben$ficas coo activadores biológicos en lagunas de oxidación
La descomposición de la materia orgánica se puede activar mediante el uso de bacterias benéficas tales como el compuesto conocido comercialmente como Enziclean, el cual es una composición de bacterias aeróbicas, anaeróbicas y facultativas que producen una aceleración del proceso y eliminan los malos olores puesto que compiten efectivamente contra las bacterias patógenas y las causantes de malos olores. %unción de las algas en las lagunas de estabili!ación:
%on organismos capaces de sintetizar materia orgánica comple"a. 5ontienen pigmentos fotosintéticos denominados clorofila, mediante la cual producen oxgeno absorbiendo energa de la luz solar y convirtiéndola en calor y energa qumica. Entre las acciones que desarrollan las algas en las lagunas podemos citar4 *roducir oxgeno para la descomposición de la materia orgánica y mantener las
condiciones aeróbicas del lquido 7emueven los nutrientes como son los compuestos del fósforo, nitrógeno y carbono
para satisfacer necesidades nutricionales. La mayor parte de la población de algas se encuentra en los primeros centmetros de la capa superficial. %actores &ue influyen en las reacciones biológicas (no controlables "or el 'obre):
adiación solar: En las lagunas facultativas es fundamental la fotosntesis
realizada por las algas para producir el oxgeno requerido por las bacterias aeróbicas. La radiación solar que se produce durante el da interviene en forma directa en la fotosntesis. e"eratura del agua en las lagunas: Es un factor fundamental en el dise$o de la
laguna. Los procesos de reducción de la materia orgánica por acción bacteriana son
dependientes de la temperatura.
además de regular la temperatura. Los vientos además favorecen la mezcla y rotura de la estratificación térmica.
%actores &ue influyen en las reacciones biológicas (controlables "or el 'obre):
5arga orgánica superficial -(g !'8Bd.hab. *rofundidad de la laguna -m. !istribución del ingreso de la carga hidráulica. *erodo de detención hidráulica -d. 8peración en serie o en paralelo.
*ondiciones generales "ara el dise+o de lagunas de oxidación: !ebe ubicarse ale"adas de n#cleos urbanos -como mnimo C000 m. La dirección de los vientos predominantes debe seguir la dirección del flu"o en la
laguna para ale"ar olores. La relación ancho4 largo será de D4 y se evitará la formación de islas. 7adio
mnimo en extremo4 2m. La altura de los diques de tierra entre el coronamiento y el lquido será F 0,2 m y los
taludes internos y externos tendrán una inclinación de vertical4 horizontal G C4H. I 0, 2 m deba"o y por sobre el lquido debe haber un revestimiento de pasto, hormigón, ladrillos u otros que aplaquen el olea"e. 5uando exista infiltración, debe impermeabilizarse el fondo. El ingreso a la laguna se hará por medio de al menos H emisarios sumergidos. El sistema de salida no debe de"ar lugares muertos. %e recomienda igual n#mero de
entradas que de salidas.
La cuidad de Daid % su triste realidad
La ciudad de !avid es un desastre en materia de tratamiento de las aguas servidas y drena"es pluviales y tarde o temprano puede ocurrir una epidemia en la ciudad. +s lo han asegurado autoridades y expertos en sistemas pluviales. En CJ21 se construyó el sistema de alcantarillados para aguas pluviales y servidas. Este sistema dara servicio solo al casco antiguo de la ciudad, el cual comprende las zonas cercanas al parque >iguel de 5ervantes, 'arrio 'olvar, la catedral y las urbanizaciones cercanas al cementerio de municipal. %e construyó en ese entonces un tanque tipo =mhoff para la recepción y el procesamiento de las aguas servidas y pluviales. El dise$o pretenda que las aguas, después de pasar por el tratamiento oxigenante, desembocaran en el ro !avid, pero nunca se le hizo una ampliación al sistema. En la década de CJ10 se de"aron de construir barriadas que enviaran sus aguas servidas al vie"o sistema construido en CJ21 y se instaló una laguna de oxidación, al sur oeste, para recibir las aguas servidas de la zona norte y oeste de la ciudad. En aquellos a$os la zona suroeste, cerca de la va al corregimiento de 9uerévalos, distrito de +lan"e, no estaba poblada. 5asi D0 a$os después, en la estación seca, la tina de oxidación, cuya capacidad también fue rebasada, es motivo de disgusto en la ciudad, pues despide malos olores que afectan a residentes de 5iudad +cuario, Las >argaritas, 7eparto iranda. Las aguas servidas van sin proceso al ro, porque el tanque no tiene la capacidad para almacenar el caudal que produce la ciudad en crecimiento. %on más de D mil 200 casas, hoteles, almacenes y oficinas que depositan miles de galones al da en el tanque.
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