Proyect Pro yecto o de invest inv estiga igació ción n: “Diseño de una lagunas de Oxidación para la irrigación del sector agrícola de la ciudad de Tarapoto.”
El problema de la investigación: Lo que que se quie quierre a llega legarr a conoc onocer er con con este ste proy proyec ectto es com como solucionar el problema de contaminación con aguas servidas, que van directamente a los ríos de nuestra localidad de Tarapoto, Provincia de San Martin, Región de San Martin, país Perú. Objetivo de la investigación: rea rearr una una lagu laguna na de o!idac !idació ión n para para solu soluci cion onar ar en gran gran part parte e el problema de contaminación de los ríos, antes de que este problema sea sea m"s m"s grav grave e y muc# muc#o o m"s m"s cost costos oso o de solu soluci cion onar ar en t$rm t$rmin inos os económicos y ecológicos. La Justifcación: %o #ay estudios estudios que resuelv resuelvan an el problema problema de contamina contaminación ción por verter aguas servidas en los ríos en Tarapoto Tarapoto Metodología:
Reali&ando los principales estudios en la &ona a traba'ar se designar" con esos valores las dimensione de la laguna de o!idación y el lugar donde ser" colocada, llegando a obtener un caudal determinado de agua agua que que serv servir ir" " dire direct ctam amen ente te para para la irri irriga gaci ción ón,, que que ser" ser" por por gravedad, gravedad, por lo tanto la laguna de o!idaci o!idación ón deber" de ubicarse ubicarse en una parte relativamente alta a comparación a la &ona a irrigar. Aspectos administrativos: (n traba'o 'unto a la Municipalidad provincial de san Martin, generar" que se pueda reali&ar esta obra de crear una alguna de o!idación que tanta )alta #ace en la ciudad de Tarapoto.
Planteamiento del problema: La ciudad de Tarapoto cuenta con m"s de *+ #abitantes, cuenta adem"s adem"s con - ríos principales, principales, el Rio Rio S#ilcayo S#ilcayo y el río umba&a, umba&a, de los cuales a pesar de la gran cantidad de población y el dao que causa
contaminar a los ríos con aguas servidas, no se #a desarrollado ningún proyecto para me'orar esto. La contaminación de nuestras principales )uentes de agua cada ve& m"s va per'udicando a toda la población de Tarapoto si no tambi$n a las poblaciones que se encuentran en la parte ba'a de los ríos, ya que estas aguas contaminadas son )ocos de en)ermedades, destruyendo no sólo la /ora y )auna si no tambi$n la va #aciendo inutili&able para otros 0nes el agua. 1enerando así que las personas no la puedan aprovec#ar. Si no se soluciona este problema, al aumentar la población la cantidad de demanda de agua aumentaría, generando que el volumen de aguas servidas que van a los ríos sean mayor, generando así un desastre ecológico muc#o m"s grave.
Justifcación del problema: La ra&ón de este proyecto de investigación, es que llegado a concreti&ar el proyecto, esto generaría una gran solución al problema antes descrito, ya que las aguas servidas ya no irían a los ríos, si no que estas aguas tendría un tratamiento para su aprovec#amiento en el caso del riego del sector agrícola, no sólo bene0ciando a la población en el sentido ecológico, sino tambi$n en el sentido económico, ya que se podría irrigar mayor cantidad de #ect"reas de cultivo.
ormulación del problema: 2ctualmente se est" viviendo en la ciudad de Tarapoto un problema de contaminación de los ríos, en la que si no se soluciona pronto, puede a llegar a agravarse muc#o m"s y llegar a ser muc#o m"s costosa la solución, este problema no sólo per'udica a las personas que viven en la parte ba'a de los ríos si no tambi$n a)ecta a la misma población Tarapotina ya que va destruyendo el medio ambiente y es )oco de en)ermedades. !"#AME"$O $EO%&'O
Las lagunas de o(idación son e!cavaciones de poca pro)undidad en el cual se desarrolla una población microbiana compuesta por bacterias, algas y proto&oos que conviven en )orma simbiótica y eliminan en )orma natural patógenos relacionados con e!crementos #umanos, sólidos en
suspensión y materia org"nica, causantes de en)ermedades tales como el cólera, el parasitismo, la #epatitis y otras en)ermedades gastrointestinales. 3s un m$todo )"cil y e0ciente para tratar aguas residuales provenientes del alcantarillado sanitario. 3ste sistema es e)ectivo en costos cuando se dispone de su0ciente terreno para construirlas4 es decir, el costo de la tierra no es de un valor limitante. 3l sistema est" compuesto por5 *.6(n tratamiento primario que consiste en un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos sólidos no in#erentes al diseo del sistema.
)e van separando los elementos
-.63n etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema de lagunas 7una o m"s8 donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire, e!perimentando un proceso de o!idación y sedimentación, trans)orm"ndose así la materia org"nica en otros tipos de nutrientes que pasan a )ormar parte de una comunidad diversa de plantas y de un ecosistema bacteriano acu"tico. Luego de este proceso, el agua super0cial de las lagunas queda libre entre un 9 y un :;< de demanda química o biológica de o!ígeno, los cuales son est"ndares apropiados para la liberación de estas aguas super0ciales #acia la naturale&a de )orma que esta última pueda absorber los residuos sin peligro para el medio ambiente y sus especies
Los sistemas de lagunas de o!idación se utili&an generalmente en las &onas rurales, para el tratamiento de las aguas residuales. 3ste tipo de lagunas son )recuentemente utili&ados por pequeos municipios y tambi$n por algunas industrias, en la creencia, errónea por cierto, de que )uncionan con muy poco mantenimiento. Por lo general, est"n constituidos por tres lagunas5 la primera anaeróbica, la segunda )acultativa y la tercera aeróbica. =ependiendo de la presencia, o no, de o!ígeno disuelto 7>=8 en el líquido contenido en la laguna se las clasi0ca como5 *. 2erobias 7? * m de pro)undidad8. -. @acultativas 7A *,; m de pro)undidad8 B. 2naerobias 7eC -,; y B m de pro)undidad8. %o #ay algas.
Las lagunas anaerobias: suelen emplearse en el tratamiento de desec#os industriales que presentan elevados contenidos de materia org"nica soluble y suspendida. Tambi$n se las suele utili&ar como lagunas primarias en el tratamiento de líquidos cloacales. Pueden lograrse remociones de materia org"nica del orden de #asta un D<.
Las lagunas *acultativas: son el tipo utili&ado. Pueden emplearse tanto para el tratamiento de líquidos residuales cloacales o industriales, en este caso, luego de una o dos lagunas anaerobias en serie. Pueden alcan&arse remociones de =E>; 7demanda bioquímica de o!ígeno de un agua residual8, superiores al F<.
Las lagunas aerobias: son poco utili&adas, ya que debido a su escasa pro)undidad necesitan mayores e!tensiones de terreno. Se las suele emplear como lagunas de GmaduraciónH o como lagunas de Galta cargaH para la generación de biomasa algal.
3n cuanto a la administración, no basta con #acer simplemente un mantenimiento de limpie&a, sino que es )undamental generar y conservar la biomasa correcta. 3l proyecto pretende solucionar el problema de )alta de agua de riego y a la ve& permitir el tratamiento de sus aguas servidas, por iniciativa de las autoridades locales y la población en general del distrito de Tarapoto, provincia de San Martin, departamento de San Martin, el proyecto permitir" irrigar #ect"reas de super0cie agrícola según un mapeo de suelo, bene0ciando directamente a la población. Aspectos Pr+cticos #e #ise,o - 'onstrucción En Lagunas #e Estabili.ación
3l diseo de lagunas consiste no solamente en determinar su super0cie y pro)undidad sino, particularmente, en resolver un sinnúmero de detalles de construcción y especi0caciones que asegurar"n un )uncionamiento y estabilidad adecuados de la unidad a lo largo de su vida útil. )elección del sitio
La ubicación de un sistema de lagunas est" en su mayor parte determinada por la posición del colector terminal y tambi$n por la disponibilidad de terreno. 3s muy importante la dirección prioritaria del viento, no solo para mitigar los malos olores, sino porque tiene un papel importante en la aeración de lagunas aerobias y )acultativas. 3l "rea a escogerse debe ser su0cientemente plana, de modo que evite un e!agerado movimiento de tierras, que es el ítem m"s caro de este tipo de instalaciones. 3l lugar donde se reali&ar" la laguna de o!idación deber" estar ubicado a cierta altura con respecto al "rea a irrigar, ya que el riego ser" por gravedad, de lo contrario saldría antieconómico el riego del sector agrícola. =eben ubicarse en un "rea su0cientemente e!tensa y )uera de la in/uencia de cauces su'etos a torrentes y avenidas4 en el caso de no ser posible, deber"n proyectarse obras de protección. 3l "rea deber" estar lo m"s ale'ada posible de centros poblados considerando las siguientes distancias5 ; m como mínimo para tratamientos anaerobios - m como mínimo para lagunas )acultativas 3l proyecto debe considerar un "rea de protección alrededor del sistema de tratamiento. /eometría de las unidades • •
3l reglamento nacional de construcciones S.F 7;.;.-.D.b8 recomienda que la geometría de las lagunas depende del tipo de cada una de las unidades. Para las lagunas anaerobias y aerobias se recomiendan )ormas cuadradas o ligeramente rectangulares. Para las lagunas )acultativas se recomienda )ormas alargadas4 se sugiere que la relación largoIanc#o mínima sea -. Se recomienda poner el e'e longitudinal de las lagunas paralelo al viento y así ma!imi&ar la me&cla, adem"s de la salida en la dirección del viento. Se debe ubicar la entrada y la salida de modo de ma!imi&ar la distancia. (na ve& de0nidos en un plano la ubicación de las lagunas, se proceder" a e)ectuar el replanteo en el terreno, siguiendo estrictamente las indicaciones de los planos, en cuanto a distancias, rumbos, etc. Se colocar"n estacas indicando el corte o el relleno necesarios para lograr el nivel de obra terminado. Se reali&ar" el desmonte, que consiste en el corte y desenrai&ado de "rboles, arbustos, #ierbas o cualquier otro tipo de vegetación, y su retiro. Todo este material removido debe sacarse )uera de los límites del predio de la instalación de tratamiento y de sus accesos.
Movimiento de tierras
Se deben reali&ar las per)oraciones necesarias para caracteri&ar el tipo de suelo del lugar escogido para la ubicación de las lagunas. (na ve& caracteri&ado el material del subsuelo y determinado el material necesario para la con)ormación del )ondo y diques, se debe estudiar cuidadosamente el mane'o de los estratos. Las lagunas de estabili&ación se construyen procurando que el movimiento de tierra sea compensado4 es decir, que la e!cavación produ&ca el material necesario para los diques. 3n otras palabras, el corte debe igualar al relleno. 3ste aspecto es de vital importancia para la economía del proyecto ya que generalmente el movimiento de tierras supera el :< del costo de la obra. 3l despalme consiste en el retiro del material que se considera inapropiado, ya sea para el )ondo de la laguna o para la )undación de los diques, tuberías u obras de arte. 1eneralmente, es la capa vegetal la que debe retirarse. 3n algunos casos, el despalme obliga a e!cavar por deba'o de los límites previstos en el proyecto, obligando a reempla&ar el material e!traído por deba'o de la subrasante, por material apropiado, el cual debe ser compactado cuidadosamente. E(cavación y escarifcación
Las e!cavaciones se e'ecutan con el ob'eto de obtener los niveles deseados para el )ondo, así como para )ormar las secciones del proyecto. 2lgunas entidades admiten una tolerancia m"!ima de * cm. entre los cortes proyectados y los e'ecutados. Por lo general, la e!cavación se #ace con equipo de construcción similar al utili&ado en carreteras. La escari0cación consiste en la rotura de unos *; cm del terreno sobre el cual se van a )ormar los terraplenes. Se entiende que estos *; cm son despu$s de e)ectuado el despalme. La escari0cación se reali&a con el 0n de lograr una liga íntima entre el terreno natural y el material de los terraplenes. •
ormación de $erraplenes
(na ve& concluidos el despalme y la escari0cación, los terraplenes se construyen con el material producto de las e!cavaciones, o del obtenido mediante pr$stamos. 3l material se ir" colocando en capas delgadas que se van compactando. =e ser posible, se utili&ar" equipo de compactación especial 7pata de cabra8. 3l espesor de las
capas, el porcenta'e de #umedad permisible, lo mismo que el grado de compactación requerido, ser" 0'ado con base en los estudios de suelos que se realicen. 3n general, los diques de tierra #ec#os con material con alto contenido de arcilla logran una buena estabilidad con una pendiente adecuada. 3n todo diseo deber" darse a los diques la pendiente que garantice su estabilidad total. on la 0nalidad de mantener al mínimo la erosión causada por olas provocadas por el viento, la pendiente del dique en el lado #úmedo debe ser suave, m"s o menos * en la parte vertical a B en la parte #ori&ontal. Los taludes m"s empinados pueden ser adoptados en el caso de suelos muy duros y si se utili&a un revestimiento protector en la inter)ace. 3l borde libre recomendado, según reglamento, para las lagunas de estabili&ación es de .; m. Se recomienda revestimiento de orillas para brindar una protección ante la posible erosión debida a la acción de las olas y adem"s para el control de la vegetación. La coronación del dique debe ser #ec#a lo su0cientemente anc#a como para permitir el )"cil tr"0co de ve#ículos. 3n las lagunas, sobre todo en las primarias, el anc#o debe ser tal que permita la circulación del equipo pesado, tanto en la etapa de construcción como durante la remoción de lodos. (n anc#o de -.; m es el adecuado aunque pueden usarse diques m"s pequeos para instalaciones menores. Las esquinas de los diques deben redondearse para minimi&ar la acumulación de natas y desarrollo de corrientes secundarias que dan lugar a cortocircuitos.
A"$E'E#E"$E) #EL P%O-E'$O:
3l diseo de lagunas de o!idación sería una gran solución para el problema de la contaminación de las )uentes de agua y tendría bene0cios económicos al utili&ar esas aguas residuales para el riego en el sector agrícola4 el diseo de estas lagunas consiste no solamente en determinar la super0cie y pro)undidad de la laguna sino, particularmente en resolver un sinnúmero de detalles de construcción y especi0caciones que aseguran un )uncionamiento y estabilidad adecuado de la unidad a lo largo de su vida útil. Muc#os in)ormes acerca de lagunas e!istentes demuestran una serie de de)ectos en su )uncionamiento, averías en las
estructuras y molestias de una pobre ingeniería. (n buen diseo minimi&a malos )uncionamientos tales como manc#as anaeróbicas en una laguna )acultativa, carencia de e/uente por in0ltración e!cesiva #acia el )ondo, diques erosionados, crecimiento e!cesivo de male&a, proli)eración resultantes de mosquitos, d$bil e)ecto de me&cla inducido por el viento, acumulación de sedimentos alrededor de la entrada y otras penosas circunstancias. 2dem"s, una buena ingeniería trae como consecuencia, casi siempre, la reducción en los costos por la minimi&ación en el revestimiento y la optimi&ación de la e!cavación y el relleno. Jay muc#as buenas ra&ones para no descuidar la ingeniería y detalles de construcción. omo por e'emplo en #iclayo tratan sus aguas residuales con un sistema de lagunas de estabili&ación, que producen un e/uente de DLCs que se emplea en el riego de -#a de caa de a&úcar y arro&. O%M!LA'&O" #E 0&PO$E)&)
3l tratamiento de aguas residuales generadas en el distrito de Tarapoto, empleando lagunas de o!idación, permitir" satis)acer el regadío de toda la parte ba'a del sector agrícola4 y de esa manera prevenir, controlar y reducir la contaminación ambiental en el recurso agua. &#E"$&&'A'&O" #E LA) 1A%&A2LE)
=e acuerdo con nuestro tema que #emos elegido de nuestro traba'o de investigación sacamos las siguientes variables5
$ema: G=iseo de una lagunas de >!idación para la irrigación del sector agrícola de la ciudad de TarapotoH 1ariable #ependiente: Krrigación del sector agrícola
1ariable &ndependiente: Lagunas de >!idación
