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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I TEMA: AGUAS RESIDUALES – CAMARA SEPTICA AUTOR: ARQ. NESTOR OSVALDO BIANCHI UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I PROLOGO Constituye un hecho muy auspicioso la publicación del presente trabajo del Arq. Néstor O. Bianchi, Profesor de la Facultad de Ingeniería, Vivienda y Planeamiento de la UNNE, quien, en la Facultad de Arquitectura, tiene a su cargo la cátedra de “Instalaciones Complementarias 1” que desarrolla los temas de las instalaciones de los servicios básicos que complementan toda edificación. La Asesoría de Saneamiento Ambiental del Ministerio de Salud Pública de la Provin- cia del Chaco, se honra en auspiciar su publicación, teniendo en cuenta tres valores funda- mentales que reúne el mismo: * La importancia del tema desarrollado. * Su valor técnico. * Su valor didáctico. La importancia del tema abordado se destaca por la magnitud del problema de los re- siduos humanos y la necesidad de su adecuada disposición sanitaria, no solo en nuestra Provincia, sino también en todo el país y aún en muchos países extranjeros, donde es con- siderado problema básico del Saneamiento y programa ineludible a enfrentar y solucionar por parte de los organismos oficiales y privados competentes. Desde el punto de vista técnico y didáctico, es un trabajo bien realizado y con un de- sarrollo orgánico. Parte del panorama amplio de la Salud Pública, donde ubica perfectamente al pro- blema, entre el conjunto de los que aborda el Saneamiento Ambiental y lo que ya en todos sus aspectos hasta su completo desarrollo. De ese conjunto se extrae un tópico muy importante: el tema es tratado en forma ex- haustiva y altamente conceptual. La publicación y difusión amplia del presente trabajo, responde a la idea de que el aprovechamiento debe ser no sólo de los alumnos de Arquitectura e Ingeniería de esa Fa- cultad, sino también de los alumnos de los cursos de Salud Pública de varias provincias de los profesionales interesados en el tema, de los técnicos de organismos oficiales y privados que trabajan en esos problemas, etc. Destaquemos que el profesor Bianchi al elaborar este trabajo, ha cumplido, en forma modesta pero efectiva, con un principio fundamental de su condición de tal : No se atiende al mero hecho de exponer una disciplina a un grupo de alumnos, sino que une a su vasta experiencia profesional, lograda a través de varios años en la materia, su espíritu de estu- dioso, presentando esta publicación con fines didácticos y complementación de las clases teóricas. No es el dictado de una materia el rasgo que distingue a un profesor; es el conoci- miento profundo de la propia asignatura; el estudio constante en busca de una permanente superación y actualización de los conocimientos científico ; el aporte de experiencias per- sonales; el calor y la voluntad con que abraza la enseñanza; la metodología aplicada para un mejor aprendizaje; el interés por el grado de aprovechamiento de los alumnos; la publ i- cación de trabajos técnicos especializados; la concurrencia a cursos y jornadas de perfec- cionamiento para la elevación del nivel científico de la enseñanza y del prestigio de la casa de estudios donde ejerce su magisterio; atributos todos que definen la calidad docente de un profesor de la categoría de colegios y universidades. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Cabe destacar aquí, a aquellos que sin reunir requisitos legales que acrediten su condición de profesor, en verdad lo son, por amplitud de su trabajo cotidiano traducido en libros o publicaciones, conferencias, etc. Sus alumnos son anónimos pero numerosos y los resultados de su labor altamente positivos y de directa trascendencia en el desarrollo cultu- ral del país. Un gran educador argentino dijo que el agua era para las poblaciones lo que la san- gre arterial para el cuerpo humano. Gran verdad y frase visionaria. Eventualmente podemos completarla expresando: Que los sistemas de eliminación de aguas residuales son en las ciudades como las venas del cuerpo humano: Recogen las aguas impuras y las conducen de retorno a la tierra para su depuración e inocuidad, recupe- rando posteriormente sus características beneficiosas. Esclarecido el panorama, este trabajo nos muestra, sin argumentos en contra, su im- portancia como enfoque de un problema sanitario y como valioso material de enseñanza. Ing. GUSTAVO KATZENELSON. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I CAPITULO 1 1. QUE SE ENTIENDE POR SANEAMIENTO AMBIENTAL “Saneamiento Ambiental” es la parte de la Salud Pública destinada a investigar, experimentar y finalmente proponer soluciones adecuadas, con el propósito de evitar o dis- minuir en el Hombre, los riesgos o molestias para su existencia, creando y promoviendo en el medio ambiente donde desarrolla sus actividades y vive en común, condiciones óptimas para su salud. Es evidente, por lo tanto, que las acciones del “Saneamiento Ambiental” deben es- tar dirigidas a sanear la vivienda, medio principalísimo, donde transcurre la vida del Hom- bre. La escuela, la biblioteca pública, el campo de deportes, son medios ambientales fundamentales es la formación cultural y física de los individuos, que deben contar con con- diciones adecuadas, desde el punto de vista sanitario, que favorezcan su finalidad. El establecimiento industrial o comercial, la oficina, son también medios ambien- tales que deben ofrecer condiciones de higiene, seguridad y confort, para mejorar la pro- ducción de los operarios o empleados que allí trabajan, sin por ello poner en juego la salud física y mental de los mismos. La calle, por la que forzosamente se debe transitar en las ciudades, y el medio ru- ral, que a través de la producción agrícola, ganadera y minera contribuye al sostenimiento de la economía del país, son ambientes susceptibles de aplicárseles medidas de Sanea- miento, con el fin de elevar el estándar y las condiciones de vida del Hombre. Precisados algunos medios ambientes importantes, es necesario ahora señalar los problemas fundamentales que el Saneamiento Ambiental trata de resolver en ellos, teniendo un solo objetivo: La salud integral del Hombre. 2. PROBLEMAS DEL SANEAMIENTO AMBIENTAL a) Abastecimiento de agua potable para las comunidades urbanas y rurales. b) Disposición de los residuos humanos o provenientes de la actividad humana. c) Recolección y disposición final de la basura. d) Control y preservación de los alimentos. e) Control de insectos y roedores. f) Higiene de locales públicos, abiertos y cerradas de recreación. g) Higiene de la vivienda y escolar. h) Higiene y seguridad ocupacional. i) Control de la contaminación atmosférica y radioactiva. Estos problemas no han sido enumerados es forma caprichosa, sino es un cierto or- den prioritario, que sin embargo varía de una determinada comunidad a otra, por razones de situación geográfica clima, desarrollo alcanzado, etc. Otras veces, al alcanzarse la solución para un cierto problema en una región, de coloca al siguiente en primer lugar, entre las ne- cesidades a satisfacer en el futuro. Se hace hincapié en que los tres primeros problemas son los básicos del Saneamiento y fundamentales para el desarrollo de una comunidad. Cuanto más adelantada s encuentre ésta, la veremos dedicar sus esfuerzos a otros proble- mas de la escala jerárquica, como los de higiene Ocupacional, de contaminación de cursos de agua atmosférica o radioactiva. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTADDE ARQUITECTURA INSTALACIONES I 3. NUESTRO PROBLEMA SANITARIO Como veremos, el problema de la eliminación de los residuos humanos o provenien- tes de su actividad, ocupa un lugar destacado entre los que participa el saneamiento, al ex- tremo de ser considerado entre los problemas básicos y que hacen a la esencia misma del desarrollo de las poblaciones. Podemos clasificar los residuos humanos o provenientes de la actividad humana en: a) Líquidos cloacales y excretas RESIDUOS b) Aguas de lavado CLOACALES AGUAS RESIDUALES c) Residuos líquidos industriales DOMESTICOS Además, también son susceptibles de ser eliminados conjuntamente con los anterio- res, por sistema de recolección y disposición final, según veremos luego: d) Aguas de infiltración e) Aguas pluviales 4. COMPOSICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS CLOACALES Y EXCRETAS (AGUAS NEGRAS) Están compuestos de 99,9% de agua y 0,1% de substancias minerales y orgánicas. La materia sólida generalmente está comprendida entre 500 y 1000 ppm - mgr/lt Pe =1.001 kgr/m³, es decir, ligeramente superior al del agua y de considera, debido a esta aproxima- ción, como si fuera agua, a los efectos de su escurrimiento por los conductos cerrados (tu- berías) o abiertos (canales). Las características físicas y químicas varían, dependiendo en esto de los siguientes factores: a) Números de personas y sus hábitos. b) Características de la zona, clima, etc. c) Sistema de eliminación, agua de infiltración que penetra, etc. d) Líquidos industriales que se le agregan y sus características. e) “Edad” de las aguas cloacales consideradas. *Ejemplo de composición de un líquido cloacal SOLIDOS TOTALES 800 ppm = 800 mgr/lt EN SUSPENSION (300 ppm) FILTRABLES (500 ppm) SEDIMENTABLES (150 ppm) COLOIDALES (150 ppm) ORGANICOS (100 ppm) MINERALES (50 ppm) ORGANICOS (100 ppm) MINERALES (50 ppm) DISUELTOS (450 ppm) ORGANICOS (40 ppm) MINERALES (10 ppm) ORGANICOS (160 ppm) MINERALES (290 ppm) COLOIDALES (50 ppm) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Otros datos del mismo ejemplo: Temperatura de los líquidos cloacales -------------------------------------------------------- 21 grados Ph ---------------------------------------------------------------------------- 6,5 – 6,8 (Ligeramente ácidos) Turbidez -------------------------------------------------------------- 400 (de la escala correspondiente) Oxígeno disuelto ------------------------------------------------------------------------------------ 0 a 4 ppm Las características bacteriológicas de los líquidos cloacales son de poca significación por la enorme cantidad de las bacterias y otros microorganismos, incluidos los patógenos, que contienen. Además, son vermes, parásitos con sus huevos que son expelidos con las heces de los individuos enfermos, etc. La materia orgánica contenida en las aguas residuales es inestable y se descompone fácilmente a través de reacciones químicas y bioquímicas. Cuando es “fresco”, el líquido cloacal puede contener hasta 4 o 6 p.p.m de O2. Se produce entonces la descomposición aerobia con la intervención de las bacterias aero- bias y aerobias facultativas, que participan en el proceso mientras haya oxígeno que ellas consumen. Al agotarse rápidamente el mismo, se inicia la descomposición anaerobia (pu- trefacción), con participación de las bacterias anaerobias. Si existiera una cantidad adecua- da de oxígeno en el líquido, continúa la descomposición aerobia de la materia orgánica has- ta su total oxidación. *Ciclo del nitrógeno Durante estos procesos de descomposición, los compuestos orgánicos complejos que tienen la materia orgánica muerta, son transformados en forma más simple que asimilan al suelo. Primero de desprende materia volátil del olor fétido como ser SH2 (Acido Sulfidri- co), CO2 (Bióxido de Carbono) y CH4 (Metano), por ejemplo. Viene a continuación la etapa de la oxidación, con la formación de NO2 (Nitritos) y luego NO3 (Nitratos), que ya son compuestos estables simples y no ofensivos al olfato. Estos elementos son retirados del suelo por los vegetales que se nutres de ellos y los transforman en compuestos nitrogenados (proteínas vegetales) que pueden ser ingeridos por los animales que al asimilarlos los transforman en proteínas animales. También los ve- getales fijan el nitrógeno libre de la atmósfera. Tanto los vegetales, por muerte, o los animales, por deyecciones o muerte, originan la materia orgánica muerta reiniciándose así de nuevo el ciclo del nitrógeno. *B.O.B Una característica muy importante de las aguas residuales y por lo tanto de los líqui- dos cloacales que contienen, es la Demanda Bioquímica de Oxígeno (B.O.B). B.O.B. es la cantidad de O2, oxígeno disuelto, que necesita un agua residual para procesar la materia orgánica que posee, transformándola en compuestos minerales simples, por oxidación. Tiene mucha influencia la temperatura de las aguas, la con concentración y naturaleza de la materia orgánica contenida, el volumen del cuerpo receptor di lo hubiere. También es preciso conocer el oxígeno disuelto que tiene el agua residual y si hay lanzamiento, el O2 disuelto del cuerpo receptor y el oxígeno disuelto de saturación del mis- mo, a la temperatura que se encuentra. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Por los factores antes expuestos, y considerando que la transformación de la materia orgánica de las aguas contaminadas puede desarrollarse en períodos de hasta varios me- ses con absorción de oxígeno, lo que impediría conocer la demanda total, en la práctica se establece un límite: B.O.B. de un cierto líquido cloacal, se considera el oxígeno consumido en ppm durante un período de 5 días y a una temperatura constante de 20º C. Las fuentes de las cuales obtiene O2 un curso de agua son: La atmósfera. El O2 expelido por las plantas acuáticas, clorofilianas, mediante la acción solar (fenóme- no de fotosíntesis). A una cierta temperatura, si el agua contiene el máximo de oxígeno disuelto d la atmósfera con la que está en contacto, se dice que el agua está saturada. Si tiene un porcentaje me- nor de O2 del que le sería posible, a esa temperatura, se dice que pasee un cierto déficit de saturación. El déficit de saturación es igual a la diferencia entre el valor de saturación de O2 a una cierta temperatura y la concentración de oxígeno disuelto encontrada en la misma, a esa temperatura. El consumo de oxígeno disuelto (O.C.) del agua, se procesa por la acción de las bacterias y otros microorganismos mediante reacciones bioquímicas, que puede llevar, en el caso, más des favorable, a la desaparición total del oxígeno contenido. El valor de saturación del oxígeno varía con la naturaleza y la temperatura del agua. Por ejemplo: VALORES DE SATURACIÓN DEL O2 EN AGUAS DULCES EXPRESADOS EN ppm 0º C 14,62 5º C 12,80 10º C 11,33 15º C 10,15 20º C 9,17 30º C 7,63 Los temas desarrollados hasta aquí y los conceptos que sucesivamente hemos ido precisando, nos permiten ahora pasar al Capítulo 2, donde presentaremos los sistemas de eliminación de las Aguas Residuales más convenientes, de acuerdo a la realidad encontra- da en cada caso y los posibles destinos finales de sus efluentes, contemplando el princi- palísimo aspecto sanitario. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I CAPITULO 2 SISTEMAS DE ELIMINACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DISPOSICIÓN FINAL DE SUS EFLUENTES Los sistemas de eliminación de las aguas residuales,que incluyen las deyecciones o excretas humanas y que juegan un papel primordial en la transmisión de las enfermedades gastro - intestinales, podemos clasificarlos en: 1. SIN ARRASTRE DE AGUA O ESTATICO. 2. CON ARRASTRE DE AGUA. a) SEMIDINAMICOS b) DINAMICOS La disposición adecuada de las excretas humanas tiene por finalidad evitar su con- tacto con: a) El Hombre b) Las aguas de abastecimiento c) Los vectores animados transmisores de enfermedades d) El suelo medio ambiente del Hombre Los mecanismos de transmisión de las enfermedades que constituyen cadenas epidemiológicas, parten de las excretas mal dispuestas, de un hombre enfermo, siguiendo las siguientes vías de transmisión: a) Las manos (principalmente de los niños), boca, hombre sano. b) Vectores animados (moscas, cucarachas, roedores), al hombre sano, directamente o a través de los alimentos. c) Fuentes de abastecimiento de agua, alimentos, hombre sano. La disposición de las excretas sobre suelo por falta de servicios sanitarios adecua- dos o educación en los principios higiénicos de los habitantes, crea las condiciones propicias para la transmisión de enfermedades. Solamente los suelos con materias fecales son peligrosos. Se reduce esta polución o contaminación del suelo por: a) Resecamiento. b) Acción bactericida de la luz solar. c) Elevadas temperaturas. d) Aumento de la acidez del suelo De por sí el suelo es un medio ambiente desfavorable para la vida y reproducción de las bacterias intestinales patógenas, cuya sobrevivencia podemos estimar, en el siguiente ejemplo, para: a) Bacilos tíficos o disentéricos: 2 meses humedad adecuada. 1 mes de heces de húmedas. 15 días en suelos secos. b) Esporulados, como bacilos del tétano y carbunco: sobrevivencia de años. La diseminación de las bacterias en la superficie del suelo por efecto de las lluvias alcanza a pocos decímetros; verticalmente: Un metro en suelos porosos. 0,30 m. en suelos secos. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Si llegan a la napa del agua, estas bacterias pueden ser transportadas varios metros en el cursor subterráneo de agua. 1. SISTEMA ESTATICO O SIN ARRASTRE DE AGUA Desde el punto de vista sanitario, se recomienda la letrina sanitaria de pozo seco. a) Características: Pozo excavado, casi siempre calzado en mampostería de ladrillo. Diámetro, aproximadamente 1,20 m. y profundidad máxima, 2,5 a 3 m (suelo con activi- dad bacteriana). Fondo del pozo sobreelevado, como mínimo, 1 m, de la napa freática (evita la contamina- ción). Sobreelevación del terreno natural, a 0,40 m (evita la inundación del pozo con agua su- perficial). Piso de la casilla: losa de H° A° de 1 m x 0.08 a 0.05 m, con tapa en el agujero. Casilla de diversos materiales, con ventilación adecuada y poca iluminación (no atrae a las moscas). Acción bacteriana aerobia. Evitar usarla como ducha (produce fenómenos de putrefac- ción) o arrojar desinfectantes (destrucción de bacterias aerobias). Distancia mínima a fuentes de agua: 15 m en terreno compacto y 30 m en terreno poroso b) Destino de los efluentes: Infiltración y absorción por el suelo mismo. 2. SISTEMAS CON ARRASTRE DE AGUA a) Semidinámico: Es recomendable sanitariamente el sistema siguiente: Baño instalado con inodoro: a la turca y de pedestal. Sifón o cierre hidráulico. Tubería de evacuación de líquidos cloacales. Cámaras de inspección (C. I.) Cámaras Séptica (C. S) Destino de los efluentes: A pozo absorbente (no contaminan las napas de agua). A zanjas de absorción o de infiltración: poseen una doble tubería, funcionando la superior como líneas de irrigación y la inferior, como colectora de los líquidos filtrados en el manto de arena intermedio. La inferior puede conducir los líquidos a un pozo absorbente final. Irrigación sub superficial o campo nitrificante. Por medio de una tubería a juntas abiertas que difunde el efluente en la tierra superficial, produciendo la oxidación de la materia orgánica contenida por intermedio de las bacterias nitrificantes. Irrigación superficial de terrenos bajos (siempre que no ocasionen problemas sanitarios). A cuerpos receptores con capacidad autodepuradora, como por ejemplo, ríos y arroyos de gran caudal. b) Dinámico: Solución sanitaria y económica para núcleos importantes de población. Las aguas re- siduales domiciliarias, públicas, industriales y comerciales, son evacuadas por redes cloa- cales o sistemas públicos colectivos. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Existen dos tipos d sistemas: 1) Unitario y combinado: la misma canalización evacua las aguas residuales y pluviales. Sistema actualmente poco usado. 2) Separativo: existe una canalización para las aguas residuales y otra para las aguas pluviales, de gran caudal de evacuación. *Órganos constitutivos de los sistemas 1. Red cloacal: Ramal domiciliario. Colectora pública Cámara de Inspección 2. Órgano complementario (en casos indispensables). 3. Estaciones de Bombeo. 4. Emisario. 5. Estación de depuración de líquidos cloacales. 6. Obras de lanzamiento de los efluentes a cuerpos receptores. * Destino de los efluentes Los efluentes de las plantas de depuración de líquidos cloacales, como así también las aguas residuales crudas o sin tratar, previa una desinfección, pueden ser lanzados a cuer- pos receptores de caudal adecuado, como ser ríos, mares lagos, etc. Irrigación superficial de terrenos bajos no utilizados. Lagunas de oxidación. CAPITULO 3 1. GENERALIDADES Desde el punto de vista de la ingeniería sanitaria, merece ser recomendado, muy es- pacialmente, el sistema semidinámico de eliminación de aguas residuales, ya sea para so- luciones individuales o colectivas, preferentemente en los medios rurales. De acuerdo a lo visto anteriormente, los sistemas semidinámicos funcionan con arrastre hidráulico y están compuestos de los siguientes órganos constitutivos: Baño instalado con inodoro, con tanque de agua. Sifón o cierre hidráulico. Tubería de evacuación de líquidos cloacales. Cámara de Inspección. Cámara Séptica. Efluentes a diferentes destinos (zanjas de absorción, campo nitrificante, pozo absorbente, irrigación superficial de terrenos bajos, cuerpos receptores, etc.). Como vemos la Cámara Séptica (C.S.) no es más que una importante unidad de un proceso, en el cual el objetivo es la disposición de los líquidos cloacales en el suelo. Tráte- se, pues, de una parte del sistema de disposición y sus funciones tienen significado, sola- mente bajo el punto de vista de su relación y comportamiento en el sistema considerado como un todo. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Luego, hemos dejado bien aclarado lo siguiente: la Cámara Séptica no es un proce- so de destino final de los líquidos cloacales. La simplicidad de la Cámara Séptica y su probada eficiencia, ha hecho que ella sea muy utilizada, debiéndonos lamentar el mal uso que se observa en muchos casos razón por la cual, no siempre se obtienen los resultados deseados, sin embargo, podemos afirmar que a través de del empleo de este sistema con Cámara Séptica se ha encontrado la solución mas conveniente para la disposición de las excretas humanas en zonas urbanas y rurales que carecen de redes públicas para la evacuación de los líquidos cloacales. *Antecedentes Históricos El descubrimiento de la Cámara Séptica es atribuido a Jean Louis Mouras, quien en 1860 construyó un tanque de mampostería donde se reunían los líquidos cloacales, aguas de lavado y aguas pluviales que luego se enviaban a un pozo negro. Doce años más tarde, el tanque fue abierto y contrariamentea lo esperado se encontró escaso material sólido, sedimentado y mineralizado, proveniente de la materia orgánica evacuada por este sistema. Esto sucedió en una pequeña casa de Vesoul, Francia. En vista de lo observado, se realizaron una serie de experiencias entre Mouras y el Abate Moigno, en colaboración. En 1881 Mouras patentó su invención. En los EE.UU. la Cámara Séptica apareció en 1883, cuando fue proyectado en Boston un tanque con dos compartimientos de sección circular, provista de un sifón para la descarga automática del efluente. La Cámara Séptica como un proceso para el tratamiento de los líquidos cloacales, fue introducida en Inglaterra en 1895 y patentada. En nuestro país no poseemos datos so- bre la aparición de la Cámara Séptica. Estudios experimentales posteriores no son muy numerosos en los países del mundo. En este particular, los EE.UU. llevan gran ventaja sobre las demás naciones, siendo de des- tacar los efectuados por varias universidades y por la A.P.H.A. Merece destacarse el trabajo siguiente: “Studies on Household Sewag Disposal Systems” de 1949, que es el compendio más completo en la materia publicado hasta el presente. Autores reconocidos como Webel, Straub y Thoman, del trabajo antes mencionado, han expresado: “A través de todo el mundo no existe un denominador común para los pro- yectos, siendo que, las mismas recomendaciones de los diversos estados norteamericanos, auque aproximadas unas o otras, presentan diferencia, a veces bastantes acentuadas; no se encontraran; prácticamente, datos seguros respecto de los fenómenos de colmatación del suelo y finalmente, lo que es particularmente digno de atención, el hecho de que parece haber una abundancia de conceptos, los cuales ganan veracidad a través de su constante repetición. Algunos o muchos de esos conceptos pueden ser válidos, pero son necesarios todavía datos que lo confirmen.” Existe disparidad de criterios en aspectos tan importantes como, por ejemplo: capacidad del tanque y tiempo de retención de los líquidos; cantidad de lodo depositado y espuma acumulada; ventilación del sistema; número de divisiones conve- nientes de la Cámara Séptica; forma y relación entre las dimensiones; cajas de distribución; etc., para no extender la serie de ejemplos que muestran “la falta de denominador común” y que demuestran la diversidad de opiniones y criterios existentes entre los diversos países. Nuestro país carece de estudios experimentales de importancia y también de literatu- ra adecuada, encontrándonos empero frente a graves problemas sanitarios de eliminación de residuos humanos, que son necesarios resolver de la manera más conveniente y rápida UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I posible. Luego deberemos hacer nuestra propia experiencia condicionada a nuestras pecu- liares necesidades. Frente a esta situación adoptamos convencionalmente los siguientes valores que mencionamos en el próximo punto. 2. CARACTERISTICAS, TIPOS Y DISEÑOS Valores convencionales: Capacidad de la Cámara Séptica ------------------------------------------------------------- 1.200 lts Tiempo de retención --------------------------------------------------------------------------------- 24 Hs Cantidad de lodo y espuma acumulados -------------------------------------------- 45 lts/Hs x año Ventilación del sistema ----------------------------- Por ventilación artefacto primario (inodoro) Cámara Séptica: sin divisiones; se adopte la sección rectángulas; relación largo – ancho = 2:1, con una profundidad útil mínima de 1,20 m.; se recomienda las cajas de distribu- ción. Las características aquí señaladas, son las más usualmente utilizadas. *Ubicación La Cámara Séptica deberá estar ubicada en un lugar cuyo drenaje superficial se efectué sin riesgo alguno para la fuente de abastecimiento de agua. La profundidad de la cámara será tal que permita la pendiente del 2% del ramal domiciliario cloacal, por lo tanto será establecida en función de la longitud de dicho ramal, como así también de la tubería de irrigación subsuperficial en caso de utilizarse este sistema de disposición final para los efluentes. En lo posible se le dará a la Cámara Séptica una tapada de 0,30 m de tierra, pero permitiendo un fácil acceso a las tapas de inspección y limpieza. Deberá evitarse todo em- plazamiento en lugares bajos e inundables. Dado que la Cámara Séptica es construida con los mejores materiales, no sujetos a corrosión, no existe restricción en cuanto a su distancia de la fundación del edificio al cual sirve. Su proximidad al edificio posibilita la economía en las tuberías y facilita la inspección y limpieza. Es recomendable que la Cámara Séptica se encuentre situada a menor cota que cualquier fuente de abastecimiento de agua en el mis- mo terreno. Una distancia segura entre la Cámara Séptica y la fuente de agua será de 15 m como mínimo, dependiendo sin embargo, de la calidad del suelo. *Materiales de construcción Los requisitos que deberán llenar los materiales de diverso tipo que se emplean en la construcción de las Cámaras Sépticas, son: durables y no sujetos a corrosión. La zona más afectada por la corrosión es la del nivel de agua y por arriba del el. Los materiales más comúnmente empleados, teniendo en cuenta el factor económico, son: Mampostería de ladrillo con revoque interno impermeable en mortero de cemento 1:2. Para Cámara Séptica “in situ”, se recomienda Hº Aº 1:2:4. Acero Inoxidable. Secciones de hormigón prefabricado y unidos en el lugar, con mortero de cemento como argamasa. Madera y otros materiales de poca duración. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Muchas veces los grandes inconvenientes que presentan las Cámaras Sépticas no son debidos a los materiales de construcción, sino a especificaciones técnicas deficientes, como por ejemplo, capacidad insuficiente, lo que es más grave aún. En lo que respecta a las cubiertas de estas cámaras, diremos que generalmente se las construyen en Hº Aº o prefabricadas. Deberán llevar una tapa de limpieza y/o inspección mínima de 0,60 m x 0,60 m. colo- cada arriba de la “T” de entrada de los líquidos a la cámara, zona donde son mayores los depósitos de lodos acumulados. En nuestro país es práctica comúnmente adoptada construir un sistema de doble ta- pa: una superficial fácilmente removible por medio de agarraderas metálicas embutibles y una contratapa inferior sellada con mortero de cal para evitar los desprendimientos de ma- los olores y entrada de aire, que perjudicaría los procesos que tienen lugar en el interior de la cámara. Por este mismo motivo, no se aconseja ventilar la Cámara Séptica por tubos de ven- tilación colocados en su techo, prefiriéndose que los gases acumulados en la cámara de aire (superior) de la Cámara Séptica remonten el colector domiciliario hasta los artefactos primarios del baño y tengan salida por las tuberías de ventilación de los mismos (general- mente de los inodoros), O.S.N. exige tuberías de ventilación con = 0,100 m. La entrada de los líquidos cloacales a la cámara no se efectúa por medio de tuberías directas, a fin de evitar la agitación y remoción violenta del líquido en proceso de clarifica- ción con sedimentación de cierta parte de la materia orgánica y mineral. Se recurre habitualmente a dispositivos especiales que permiten mejores condiciones para la sedimentación; evitan la circulación de líquidos formando zonas de aguas muertas; garantizan un efluente más clarificado y evitan el pasaje de espuma para el sistema de dis- posición final del efluente. Estos dispositivos son: “Tes” de entradas y salida, curvas, cort i- nas o pantallas, chicanas, etc. Los materiales más comúnmente empleados en las “Tes” y curvas son: el barro cocido vitrificado, cerámica, etc., = 4”. Las pantallasy chicanas, ge- neralmente prefabricadas, son de madera u Hº Aº. En ciertos casos se emplean piezas es- peciales de Fº Fº. Debe tenerse la precaución que las “Tes” y curvas empleadas, estén sumergidas 0,30 m. por debajo del nivel de agua de la Cámara Séptica. Es aconsejable que la diferencia entre el “intrados” de la tubería del efluente y el “in- trados” de la tubería del efluente sea, en lo máximo, 0,05. si existen pantallas o chicanas se colocaran 0,20 por delante de los dispositivos de entrada y salida, debiendo estar la panta- lla de entrada sumergida 0,25 m. y la pantalla frente a la salida, sumergida de 0,30 m. a 0,35 m. Las condiciones de escurrimiento de los líquidos son ligeramente superiores para una entrada por medio de “T” que si se hubiere adoptado el dispositivo pantalla. Caso más desfavorable aún, en la entrada directa con tubería simple. No hay diferencias, en cambio entre la “T” y la pantalla de salida. Para el caso de la intercomunicación entre dos compartimentos de una misma Cáma- ra Séptica, se adoptan los dispositivos: “U” invertida, “T” y simple orificio con resultados aceptables similares. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I * Campo de aplicación La Cámara Séptica se emplea para el proceso de tratamiento de los líquidos cloaca- les, desde la modesta instalación para una familia mínima, hasta el límite de servir a una población de 1.000 personas, en una región no muy densamente poblada de ciertas institu- ciones como hospitales, escuelas, campamentos, etc., para las cuales resulta una muy bue- na solución sanitaria del problema. A pesar de que el funcionamiento de esas grandes unidades es similar a las Cámaras Sépticas domiciliarias, hay ciertos criterios en el proyecto que se encaran diferentemente. Las Cámaras Sépticas de estas instituciones están sometidas a mayores fluctuacio- nes en las descargas. Luego son dimensionadas en base a contribuciones “per cápita” me- nores, o e adopta un periodo de retención más reducido: 18 Hs. Como estas instalaciones son más cuidadas, no se necesita prever períodos prolongados para la limpieza de los lo- dos depositados. La mayoría de las especificaciones para Cámara Séptica han determinado la forma rectangular como la más conveniente. Sin embargo se ha demostrado que cámaras con dis- tintas formas dan los mismos resultados a igual capacidad. La forma de la Cámara Séptica no es una característica fundamental, como lo son la capacidad, relaciones entre sus dimensiones, numero de divisiones u otros detalles técnico – constructivos. Institutos de Investigación importantes, autorizan la modificación de la for- ma de la Cámara Séptica, pero siempre dentro de límites razonables que no afectan mucho la capacidad. Luego no podemos recomendar ventajas a favor de una forma determinada sin afectar las características hidráulicas en forma decisiva, pero si, podemos seguir reco- mendando la forma rectangular como la más conveniente, pues mejora las características hidráulicas verificadas en el escurrimiento, en lo que respecta a la sedimentación de las partículas, siguiendo la teoría de Hazen. Analizaremos a continuación las dimensiones de la Cámara Séptica y las relaciones entre sus medidas. Debemos destacar la importancia de la capacidad de la Cámara Séptica en su funcionamiento y reafirmar que la forma, cualquiera sea esta, no influye sobre la ef i- ciencia y buen funcionamiento de la misma. No basta, sin embargo, que se de a la Cámara Séptica una capacidad conveniente y una forma determinada; es necesario, para obtener un eficiente funcionamiento, que las dimensiones guarden entre si ciertas relaciones y sean respetados ciertos límites mínimos. Como la Cámara Séptica actúa como decantador en la faz inicial del proceso, sus dimen- siones deberán guardar relaciones que respeten lo establecido por la teoría de Hazen (se- dimentación). Este es precisamente el punto que nos hizo recomendar la forma rectangular por ser la más indicada para los decantadores. Destaquemos que también la variación entre las relaciones de las dimensiones de la Cámara Séptica, modifican las características del medio séptico. El espacio ocupado por la acumulación de los lodos y el superior para la espuma, son influenciados directamente por la dimensión: profundidad de la Cámara Séptica. Con respecto a la conveniencia o no de la separación de la Cámara Séptica en com- partimientos, han existido marcadas divergencia entre los investigadores. La división en compartimientos alcanza tanto a las rectangulares como a las circula- res. Se preconiza también el empleo de chicanas en sustitución de las divisorias. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Esta división tendría por finalidad conseguir la remoción de sólidos pesados al co- mienzo, para luego hacer sedimentar el material más fino, obteniendo mayor eficiencia de la cámara. Sin embargo, las cámaras sin subdivisiones siguen siendo aconsejadas por las auto- ridades sanitarias, por sus menores costos y mayor eficiencia sobre las de iguales dimen- siones, que ven reducidas sus capacidades por las pantallas divisorias o chicanas. Por otra parte, las divisiones aumentan la velocidad del escurrimiento de los líquidos y lógicamente, reducen el periodo de retención. De las cámaras con divisiones aumentan la velocidad de escurrimiento de los líqui- dos y lógicamente, reducen el periodo de retención. De las cámaras con divisiones, la más indicada por su aumento efectivo en eficiencia, seria la de dos compartimientos, siempre que se mantenga igual capacidad que las simila- res sin divisiones. En este caso, se obtiene menor cantidad de sólidos sedimentables en líquidos efluentes y una mayor retención de organismos patógenos, cuyas posibilidades de vida se han reducido. Los riesgos de colmatación de los caños de distribución de los efluen- tes, son consecuentemente menores. Los estudios y experimentaciones realizados en Cincinnati, indica que mientras las Cámaras Sépticas sin divisiones reducen el 60% de los sólidos en suspensión del efluente., las cámaras de la misma capacidad con divisiones, alcanzan una remoción del 80%. Debido a esto, la U.S.P.H.S. ha hecho una revisión del criterio que sostenía, expre- sando: “Que algún tipo de división es deseable, aún que los estudios no son concluyentes sobre la mejor manera de efectuar la división ni sobre la forma, tamaño o número de los compartimentos”. Posteriormente ya se indica que ningún compartimiento debe tener una capacidad inferior a 500 lts y que los dispositivos de entrada, salida e intercomunicación entre las divisiones no deben quedar jamás por debajo de la mitad de la altura del líquido clarificante. En caso de dividirse la cámara en dos comportamientos, estos deberán ser iguales o el primero tener 2/3 de la capacidad total. Las Cámaras Sépticas divididas son más recomendables para suelos francamente permeables, donde hay ventajas en lanzar un afluente con el menor porcentaje en sólidos sedimentables, que facilita su más rápida infiltración en el terreno a partir de los pozos ab- sorbentes que reciben los líquidos. *Proyecto de Cámara Séptica a) Cuota “per cápita” de líquidos cloacales: es el primer dato que debemos conocer para el cálculo del proyecto. Esta en estrecha relación con la cuota del agua “per cápita” y como tal varía con todos los factores que normalmente afectan al consumo de agua. Evidentemente el proyecto de la Cámara Séptica debe ser hecho para las condicio- nes medias, existiendo así días o meses que ella no funcionará dentro de las condiciones reales del proyecto. Siempre que no fuera posible determinar directamente la cuota de líquidos cloacales “per cápita” o al menos la cuota “per cápita” de agua, recomendamos pa- ra las condiciones usualmente existentes en nuestros medios suburbanosy rurales, sea adoptado el valor siguiente: Q cloacal = 100 – 200 lts/hab x día UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I b) Período de retención: tienen influencia considerable sobre la sedimentación de los sóli- dos en la cámara. Cuanto mayor sea el período de retención, mayor será el porcentaje de reducción de sólidos sedimentables. Correlativamente, hay aumento del volumen de la cámara, lo cual lo encarece. La diversidad de criterios sobre la duración de este período, es grande y no debemos caer en la exageración de prolongarlo más allá de ciertos límites o por medidas de econom- ía reducirlo a tal extremo que se perjudique la eficiencia del tratamiento. Es así como en base a los estudios y experimentaciones, los servicios de Salud Pública de los EE.UU. y demás países americanos aconsejan un período de detención = 24 Hs., como el más ra- zonable. c) Capacidad: como las Cámaras Sépticas se proyectan para una determinada vivienda, institución, etc. en las que se determina exactamente el número de personas a servir, de- berán tener una capacidad adecuada a esta necesidad teniendo en cuenta los valores esta- blecidos de Qc “per cápita” y período de detención, con un volumen adicional destinado al almacenamiento de los lodos y costra superficial de espuma. Por encima de este volumen, consideraremos una cierta altura libre para la acumulación de gases. Con respecto al volumen de lodo, acumulado en la cámara por año y por persona servida, estableceremos valores que las experiencias fijan como las más reales: V lodo min = 45 lts/hab x año V lodo adoptado = 50 lts/hab x año Como debemos establecer un número mínimo de personas a servir por este sistema, adoptamos la siguiente cifra: Nº min = 5 personas A pesar de que existen sistemas individuales, para una sola vivienda, que sirven a un número menor de personas que el anteriormente establecido, adoptamos este valor a fin de colocarnos a cubierto de imprevistos. Con el objeto de mantener el correcto funcionamiento y eficiencia de la Cámara Séptica se deberá proceder a su limpieza o retiro de los lodos acumulados, al cabo de periodos regulares de tiempo, que se fijan en función de los valores anteriormente determi- nados y cuyas variaciones determinan la variación de la vida útil de la Cámara Séptica, o sea el periodo transcurrido entre dos limpiezas sucesivas manteniendo el eficiente funcio- namiento de la misma. La necesidad de evitar trabajos de limpieza con todos sus inconvenientes, en cortos periodos menores de un año y cuya omisión provocaría la colmación de la cámara con merma de su rendimiento, y la de no prolongar excesivamente este periodo, que traería un aumento considerable de volumen útil, a fin de mantener la eficiencia, lo que no es reco- UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I mendable por razones económicas, ha determinado la fijación de un periodo intermedio en- tre dos limpiezas sucesivas, cuya adopción aconsejamos: Período de limpieza = 2 años Debemos tener en cuenta que un aumento de aproximadamente 50% en la capacidad de la cámara, prácticamente duplica el intervalo de tiempo entre dos limpiezas sucesivas, o sea, la vida útil de la misma. La capacidad de la Cámara Séptica esta influenciada por la existencia de las panta- llas o chicanas que la dividen en compartimientos, detalle que debe tenerse muy en cuenta. Un factor que gravita en forma decisiva en la calidad del efluente es el factor “capac i- dad”. Precisamente, la insuficiente capacidad de las Cámaras Sépticas para el número de personas que se ha proyectado servir, es el defecto principal de las Cámaras Sépticas co- merciales común a muchos países, incluyendo el nuestro. A continuación expresaremos, por medio de un ejemplo ilustrativo, valores que pue- den adoptarse para una Cámara Séptica mínima, sistema individual, empleando los criterios anteriormente fijados (ver fig. Nº 1, Cámara Séptica, en planta y elevación s/Corte A – A). *Ejemplo: Cálculo de una Cámara Séptica para 5 personas, con el Qc = 200lts/hab x dia con un Pret = 24 Hs, considerando V lodos = 50 lts/hab x año y un período de limpieza de 2 años. 200 lts x 5 hab = 1.000 lts/dia Hab x dia 50 lts x 5 hab = 250 lts/dia Hab x dia V limpieza anual = 1.500 lts Considerando una limpieza cada 2 años V líquido necesario = 2.500 lts Valores adoptados: A = 0,90 m h’ – h2 = 0,05 m (valor recomendado) B = 1,80 m a = 0,30 m (en mampostería a Hº Aº c/revest. impermeable interior, 1:2) h = 1,55 m h’ = 0,30 m e = 0,20 m (preferiblemente Hº sin armar c/capa imperm. revest. inter ior) h1 = 0,30 m h3 = 0,40 m h2 = 0,25 m tub = 4” (barro cocido, Aº Cº, Hº Cº) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I V líquido = A x B x h = 0,90 x 1,80 x 1,55 = 2.500 lts (limpieza cada 2 años) Al incrementar el número mínimo de personas a servir, aumentaremos la capacidad de la Cámara Séptica a razón de 150 lts / hab x año / limpieza. Valor que disminuirá a 100 lts / hab x año / limpieza, con el aumento considerable de personas servidas. Una altura de líquido (h) conveniente para Cámara Séptica domiciliaria es: h = 1,20 m. No debe exceder los límites del entorno: 0,80 m = h = 1,60 m . El límite inferior de 0,80 m contempla la altura necesaria para la acumulación de los lodos y el valor superior limita la profundidad de los líquidos en la cámara, evitando que es- ta sea muy profunda, lo cual torna inconvenientemente pequeñas las dimensiones ancho y largo, posibilita la formación de una corriente directa desde la entrada a la salida de líquidos y disminuye apreciablemente el periodo de retención. En las Cámaras Sépticas muy rasas, la sección transversal se reduce mucho la acu- mulación de los lodos. Debemos cuidar que la distancia entre la superficie de la capa de lodo y el fondo de la “T” de salida de la cámara, no sea inferior a 0,30 m. Recomiéndase los siguientes valores: PROFUNDIDAD “h” DE LA CAMARA DISTANCIA LIMITE 0,80 m 0,30 m 1,20 m 0,40 m 1,60 m 0,50 m Con esto, pretendemos tener el máximo espacio para el almacenamiento de los lo- dos, sin por ello perjudicar la zona del líquido clarificante y la costra de espuma superior. Las Cámaras Sépticas muy anchas posibilitan la formación de zonas muertas próxi- mas a las paredes laterales, reduciéndose en cierta forma la capacidad de la cámara. Las demasiado estrechas, originan aumento de la velocidad de pasaje de líquido y perjudican así la sedimentación. 3. FUNCIONAMIENTO Y PROCESOS La Cámara Séptica es un tanque de sedimentación, cerrado, destinado a recibir los líquidos cloacales y retenerlos durante un periodo determinado, en el cual se procesa la separación de la materia sólida en suspensión de la parte líquida, su sedimentación al fon- do y descomposición anaeróbica (digestión), proceso bioquímico por el cual la materia UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I orgánica es gasificada, licuada y mineralizada, o sea, transformada en compuestos simples y más estables, “lodo”. Las partículas más leves flotan en la superficie del líquido y forman la “costra o es- puma” superior. La zona intermedia, ocupada por la parte líquida que paulatinamente se desprende de la materia sólida en suspensión, es el llamado “líquido clarificante” que al sa- lir de la cámara constituye “el efluente”. El “lodo” que se deposita, comienza a sufrir la acción de las bacterias “anaeróbicas” presente en el líquido cloacal, que le originan un proceso de descomposición.Esa misma acción tiene lugar en la “costra”, aunque no tan rápidamente. Los sólidos orgánicos sedimentados, por efecto de los procesos de digestión, produ- cen gases que forman burbujas en el lodo. Esas burbujas escapan y ascienden transportan- do porciones livianas de lodo y chocan con la “costra y espuma” superior. Los gases tratan de escapar liberando parte del material que transportaron, al cual descienden nuevamente. Otra parte del material que transportaron, al cual descienden nuevamente. Otra parte de esos sólidos queda definitivamente integrando la capa superior y aumentando así la costra. Funciones que realiza la Cámara Séptica durante el proceso de funcionamiento: a) Tratamiento primario de decantación: retención de los líquidos cloacales por un periodo determinado; sedimentación de materia liviana que flota y forma “espuma”, especialmente substancias grasas. b) Acción del medio séptico: durante le período de retención, el material líquido remanes- cente sufre una alteración sensible en su naturaleza y puede haber una reducción acentua- da en el número de organismos patógenos intestinales presentes. Sin embargo diremos que la cámara séptica no tiene por función disminuir el porcentaje de las bacterias patógenas intestinales y aclararemos que el líquido efluente esta lejos de presentar las características de líquido depurado, que muchos le atribuyen. En cambio, suele tener bacterias anaeróbi- cas que no se encontraban en el líquido efluente y que se desarrollaron en el medio favora- ble del interior de la cámara. El “efluente” de la Cámara Séptica, debido en parte al material orgánico en suspen- sión y no retenido en ella, presenta un color oscuro y olor fétido del proceso de putrefacción que se realiza. Debemos señalar que es peligroso y antiestético, luego es indispensable darle una disposición final adecuada de manera de oxidar y tornar inofensiva la materia orgánica en él contenida. c) Digestión de los lodos: los lodos acumulados en el fondo de la cámara y la costra supe- rior o espuma, sufren una descomposición anaeróbica o digestión, transformándose par- cialmente en líquidos y gases. * Eficiencia La eficiencia de una Cámara Séptica es constatada en función del porcentaje de sól i- dos en suspensión retenidos, muy importante para la disposición del efluente por absorción en el suelo; reducción de B.O.D.; retención de materia grasa, cloruros, nitrógeno amonia- cal, etc. Los porcentajes de reducción varían notablemente con las condiciones del proyecto (forma de la cámara séptica, divisiones, capacidad, cantidad de lodo acumulado, período de limpieza, adición de lodo hasta cantidad óptima, etc.), construcción, funcionamiento y man- UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I tenimiento de la cámara. Podemos obtener una eficiencia mayor, mediante el empleo de ciertos dispositivos en condiciones especiales de funcionamiento. Una Cámara Séptica convenientemente proyectada, construida y bien operada, pue- de reducir en más del 60% los sólidos en suspensión y en un 50% la cantidad de B.O.D. *Lodo y Espuma Las cantidades acumuladas de ambos, al cabo de un cierto tiempo de estacionamien- to, son variables y dependen de las características de los líquidos cloacales afluentes. Las variaciones dependen, por lo tanto, de las costumbres y hábitos higiénicos de las personas servidas, del clima, de la estación del año, etc. También algunos autores estiman el volumen de lodo y espuma en función, no del número de habitantes servidos, sino tomando por base el número de dormitorios de la vi- vienda. Otros recomiendan fijar valores para casos extremos que pudieran presentarse. Las experiencias demuestran que le valor lts/hab x año del primer año, baja aproxi- madamente a la mitad, debido a la digestión y compactación sufrida por los lodos, algunos años después y con funcionamiento continuo de la cámara. La capacidad tiene también mucha influencia en dicha acumulación. Resumiendo: Características de los líquidos cloacales. V lodo acumulado = f – Capacidad de la C.S.. Años de funcionamiento s/limpieza Un valor razonable es: V lodo + espuma = 45 lts/hab x año Se aconseja para Cámara Séptica domiciliaria: V lodo + espuma = 50 lts /hab x año Este valor disminuye para casos de sistemas con mayor número de personas servi- das. 4. MANTENIMIENTOS Y CUIDADOS Para obtener una correcta disposición, desde el punto de vista sanitario, de las excre- tas y en general, de las aguas residuales domiciliarias, mediante le empleo de los sistemas con Cámaras Sépticas, esto, como así también el mantenimiento, ajustados a las recomen- daciones establecidas por los estudios y experiencias. Estos cuidados son en realidad muy simples, pero deben observarse estrictamente. La negligencia en el mantenimiento del sistema es causa de frecuentes inconvenien- tes que comúnmente se observan y de hecho valdrá muy poco el sistema por más bien pro- yectado que se encuentre, si no va acompañado de estas previsiones. El funcionamiento y mantenimiento de la Cámara Séptica y disposición de sus efluen- tes, son importantes los siguientes aspectos: UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I a) Naturaleza de los líquidos afluentes del tanque: Se admite la descarga al sistema de los residuos domésticos. Se debe evitar la introducción de las aguas pluviales, líquidos residua- les industriales y aguas de infiltración superficiales y subterráneas. Los líquidos residuales industriales no son admitidos cuando sus condiciones físicas (temperatura) y las substancias químicas que contienen, pueden alterar el proceso en la Cámara Séptica o perjudicar el líquido efluente. b) Efectos de los desinfectantes y detergentes: Si los líquidos residuales contienen jabones o detergentes usuales y en proporciones comúnmente utilizados, no se interrumpe el proce- so. No debe agregarse bajo ningún concepto soda cáustica, pues destruye la flora bacte- riana en la cámara y produce la colmatación de los suelos arcillosos. Actualmente los detergentes sustituyen a los jabones comunes en el lavado de ropa y utensilios de cocina; su uso en las proporciones debidas no es perjudicial para el funciona- miento de las Cámaras Sépticas. El daño causado por los detergentes de uso industrial no es muy importante, siendo la proporción de detergente más del doble que la del jabón ex- presada en ppm y con escasos efectos de colmatación del suelo. c) Comienzo del proceso de digestión: Se debe a la acción de las bacterias anaeróbicas contenidas en los líquidos cloacales. La presencia de esas bacterias en un tanque nuevo o recién limpiado, facilita y acele- ra la digestión. Es recomendable dejar una porción de barro digerido después de la operación de limpieza y también agregar alguna cantidad de lodo digerido como cultivo, para acelerar la multiplicación de bacterias y normalizar el proceso. En las Cámaras Sépticas nuevas se acelera el proceso de puesta en marcha efectiva con cultivo de lodos en digestión (20 a 25 lts). En sustitución del lodo se usa el estiércol en fermentación de los establos. Las investigaciones realizadas indican que la acción de los fermentos es ineficaz. d) Vida útil de la Cámara Séptica: la limpieza es una cuestión muy importante y por no prestársele atención que merece, es que suceden innumerables inconvenientes. Casi siem- pre la limpieza de la Cámara Séptica se efectúa cuando su capacidad de almacenamiento de lodo ha sido colmada y el efluente causado daños importantes al suelo por saturación. Cuando se sospeche algún inconveniente, se deberá investigar la Cámara Séptica por intermedio de sus tapas superiores de inspección y limpieza. Como regla general, la Cámara Séptica deberá ser limpiada cuando el espesor del lodo más lacostra o capa superior, alcancen a 0,50 m. También la presencia de sólidos se- dimentales en el líquido efluente, tornándolo obscuro y fétido, nos indica de manera conclu- yente que la capacidad de la cámara esta colmada; por lo tanto, necesita limpieza. La operación de limpieza consiste en la extracción de los lodos sedimentales y de la costra superior, que se efectúa por bombeamiento, o en forma manual, a través de las tapas de inspección y limpieza. Muchas veces se encuentra la capa sombrero o costra sumamen- te endurecida debiendo romperse para efectuar la operación. Solo se dejará en el tanque la cantidad de lodo necesaria para la continuidad del proceso biológico. Los lodos extraídos deberán ser convenientemente dispuestos o previo secado y mo- lido, utilizarse como abono naturales. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I La Cámara Séptica es la unidad más importante de los sistemas semidinámicos y tie- ne por finalidad obtener un líquido exento de sólido para su mejor infiltración en el suelo. El suelo es un medio muy sensible a los caudales de los efluentes en el lanzados o susceptibles de sufrir daños debido a los cambios en las características de los líquidos cloacales considerados. 5. EFLUENTE Y DISPOSICION FINAL *Generalidades El efluente de una Cámara Séptica es un líquido insanitario, potencialmente contami- nado, de olor y aspecto desagradable y que no puede ser lanzado indiscriminadamente en cualquier lugar, sin graves riesgos para la Salud Pública y confort de la comunidad. Contie- ne materia orgánica en gran cantidad y en proceso de putrefacción, que le confiere carac- terísticas especiales; consecuentemente, tiene un B.O.D. elevado. Decimos potencialmente contaminado, por las bacterias patógenas, cistos y huevos de helmintos que habitualmente contiene. La disposición adecuada de los efluentes de estos sistemas, se basa en las siguien- tes razones: a) Sanitarias: Contaminación de terrenos ocupados por viviendas o cultivados para alimentación del hombre. Contaminación de fuentes de agua sin capacidad autodepuradota. b) Económicas: Protección de valor de las propiedades. Protección de la calidad del agua para las industrias. c) Estéticas: Eliminación de olores y aspectos desagradables. *Sistemas de disposición para efluentes La práctica de lanzarlos en no es satisfactoria, por polución o contaminación que puede acarrear. Además, no siempre se cuenta con un curso de agua receptora en las proximidades. El lanzamiento superficial, tampoco es aconsejable, por los inconvenientes anterior- mente señalados. El tratamiento del efluente, en filtros de arena, lechos percoladores y filtros biológicos de baja capacidad, es de práctica efectuarlo aunque razones económicas impiden reco- mendarlo para la gran mayoría de los casos, en los cuales, la Cámara Séptica es usada en sistemas domiciliarias o pequeñas instituciones con reducido número de personas a servir. Corresponde ahora a indicar, que el destino final de los efluentes, debe ser la infiltra- ción en el terreno, existiendo los siguientes sistemas: a) Pozos negros: son excavados hasta alcanzar la napa freática, produciendo la contamina- ción de la misma. Constituyen una solución condenable desde el punto de vista sanitario, pues originan riesgos de posible contaminación de los abastecimientos, cuyas fuentes de agua es esta misma napa freática. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Los efluentes en el pozo negro sufren acción anaeróbica, putrefacción, con despren- dimientos de malos olores y atracción de insectos. Por todos los motivos expuestos, desecharemos definitivamente este método de dis- posición. b) Pozos absorbentes Sistemas c) Irrigación sub-superficial, campo nitrificante. Sanitariamente d) Zanjas filtrantes. Recomendables Luego de estudiar las características del suelo y los ensayos de infiltración, tratare- mos en particular los sistemas de disposición b), c) y d) que recomendamos. Desde el punto de vista estrictamente técnico, el proyecto del sistema de disposición por absorción del suelo, depende de varios factores como ser: características del efluente de la Cámara Séptica, volumen del líquido a ser absorbido por el suelo, clima de la región y principalmente las características propias del suelo, que pasaremos a tratar a continuación. *Estudios de suelos – Ensayos de infiltración Todo sistema de disposición del efluente de una Cámara Séptica que no se base en las características de absorción del suelo, estará, probablemente, destinada al fracaso. El problema consiste en determinar el área de terreno necesario para la absorción del efluente de un determinado sistema, de modo que la materia orgánica presente, sea oxidada y se torne inofensiva mediante la acción de las bacterias aeróbicas del suelo. La capacidad de absorción del suelo, es también una característica importante que interesa mucho en cuestiones de drenaje y en problemas de explotación agrícola – ganade- ra. Existen varios procesos para el reconocimiento de esa característica, pero todos ellos suje- tos a limitaciones: Estimación de la permeabilidad en términos de textura del suelo, es decir de las proporciones de arena, silte y arcilla existentes. El tamaño de las partículas determina el tamaño de los poros del suelo, los cuales fijan el movimiento del agua a través de los mis- mos. Cuanto mayores sean las partículas del suelo, mayores serán los poros y mas rápida la absorción. La textura para la verificación de la calidad de absorción esta limitada a los suelos arenosos y es menos precisa para terrenos con gran proporción de silte o arcilla. Hay una tendencia, principalmente de las partículas individuales de arcilla, de reunirse y formar partículas mayores, lo cual sirve también como índice de su capacidad de absorción. La estructura de un suelo se reconoce por la manera de fragmentarse. Hay suelos que no tienen estructuras. En general, conocemos tres tipos principales de estructuras: Cúbicas: en suelo fuertemente permeable; Prismática: caso intermedio; Laminar: suelos po- cos permeables. Sin embargo hay excepciones. Prácticamente consideramos que la existencia de es- tructura en el suelo, es índice de buenas condiciones de permeabilidad. El color como indicador de la permeabilidad: Suelos que, en corte, presentan coloración de marrón – rojiza a amarilla, indican procesos de oxidación, movimiento de aire y agua en su seno, son permeables UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Suelos cenicientosos en las capas superficiales y oscuros en las inferiores, indican poco movimiento de aire y agua en su interior y gran compactación. En la técnica sanitaria se emplea el “Ensayo de Infiltración” o “Percolation test” que estima cuantitativamente la capacidad de absorción de los suelos. Se recomienda el propuesto por Henry Ryon en 1926, que con ligeras modificacio- nes, hoy día es el mejor sistema. Con este procedimiento medimos la velocidad de infiltración del agua limpia en el suelo y mediante relaciones empíricas, la velocidad de infiltración del efluente en ese suelo y el área necesaria. *Test de Ryon a) Excavar un pozo de sección cuadrada de 0,36 m de lado, a la profundidad que se pre- tende lanzar el efluente. Para el caso de un pozo absorbente, la mitad de la profundidad que se le dará. b) Llenar el pozo con agua limpia y dejar que esta ahí permanezca. c) A partir del momento que el nivel de agua haya descendido a una profundidad de 0,15 m de la superficie, medir el tiempo que lleva para bajar cada 0,25 m = 1”, que es el tiempo de infiltración “t”. Las modificaciones propuestas, con la finalidad de colocarnos en condiciones más reales y facilitar el ensayo, sona) Sustituir el pozo cuadrado por uno circular de = 0,10 m. b) Saturar completamente le suelo, antes de efectuar el ensayo. c) Colocarnos a favor de la seguridad tomando t = mayor tiempo medido correspondiente a la menor velocidad de infiltración medida. (t ya no es el promedio de los tiempos medidos) Experiencias indican, una disminución del 20% en la capacidad de absorción de los suelos, al cabo de año y medio de recibir los efluentes. Es necesario efectuar varios ensayos, dentro del área escogida de infiltración. Varios autores hacen notar, la conveniencia de actualizar las relaciones establecidas por Ryon, sus fórmulas y tablas, pero que esto no va a poder ser efectuado, hasta no estu- diar las nuevas características de los líquidos cloacales con el uso de los detergentes, cau- sas de la colmatación de los suelos y los efectos de los detergentes sobre los mismos. *Tabla de Ryon con los “t” de Infiltración para diversos tipos de suelos TIPO DE SUELO “t” Arena gruesa limpia 13 seg a 1 min Cenizas o carbón 30 seg a 1 min Cascajos y arcilla o poros vacíos 13 seg a 45 min Arena fina 2 min a 5 min Arena con arcilla 5 min a 10 min Arcilla con un poco de arena 30 min a 60 min Arcilla compacta o roca descompuesta 2 hs a 5 hs UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I * Sistema de disposición para efluentes de Cámara Séptica por infiltración a) Pozos absorbentes: es un pozo excavado de = 1,20 m. Puede estar calzado en mam- postería de ladrillo, pero sin mortero para permitir la infiltración de los líquidos al terreno. El fondo debe quedar a más de 1 m, como mínimo, por encima de la napa freática, a fin de no contaminarla. Es el sistema más apropiado para suelos muy permeables, por la colmatación que produce y de su uso muy difundido, por razones de economía y espacio necesario para su construcción. Para determinar su capacidad de infiltración en el suelo, debe realizarse el Test de percola- ción. Se considera área de absorción la superficie lateral del pozo, solamente. El fondo no es considerado porque se impermeabiliza rápidamente. La separación mínima entre dos pozos absorbentes, se recomienda que sea de 3 m., a fin de evitar la interferencia entre ellos. Caudal admisible de líquidos cloacales: Q lts = 2,8 dm² x día ”t” Efluentes de Cámaras Sépticas Domiciliarias TIPO DE SUELO AREA DE ABSORCION NECESARIA POR DORMITORIO Arena gruesa o pedregullo 1,80 m² Arena fina 2,80 m² Arena con arcilla 4,50 m² Arcilla con mucha arena o pedregullo 7,40 m² Arcilla con poca arena o pedregullo 14,90 m² TIPO DE SUELO AREA DE ABSORCION NECESARIA POR DORMITORIO Arcilla compacta, roca u otras formaciones impermeables Solución impracticable por pozo absorbente En el caso de escuelas, pequeñas instituciones y para terrenos normales el área de absorción necesaria se toma entre los valores 0,2 m² - 1 m² por persona y por día, según recomendaciones. Es aconsejable, cualquiera que haya sido el resultado del ensayo de infiltración, que la capacidad del pozo absorbente a proyectar, no sea nunca inferior a la capacidad de la Cámara Séptica cuyo efluente recibirá. b) Irrigación sub-superficial o campo nitrificante: es el sistema más conveniente desde el punto de vista sanitario, para la disposición de los efluentes de la Cámara Séptica, que de- berá ser preferido siempre que las condiciones de permeabilidad y area disponible lo permi- ta. UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Es un sistema de canalizaciones distribuidoras colocadas a poca profundidad de la superficie (zona de intensa actividad de las bacterias) que tiene por finalidad dispersar el efluente de la Cámara Séptica en el terreno donde la materia orgánica en el presente, es oxidada y estabilizada. La oxidación se efectúa por acción de las bacterias aeróbicas nitrificantes presentes en el suelo y concluye con la estabilización de la materia orgánica en compuestos minerales simples e inerte. Este sistema exige áreas grandes comparadas con las de los pozos absorbentes y por lo tanto resulta antieconómico. Su aplicabilidad y eficacia es función de la capacidad de absorción del suelo. Órganos que constituyen el sistema: Tubería de evacuación del efluente de la Cámara Séptica que lleva a esto a la caja de dis- tribución. Caja o cámara de distribución, donde el efluente de la Cámara Séptica es conducido hacia las líneas de irrigación. Tiene por función regularizar e igualar los caudales de escurri- miento en todas las líneas de irrigación y sirve de cámara de inspección destinada a verif i- car las características del efluente. Líneas de irrigación, que distribuyen el efluente en la capa sub-superficial del suelo, donde es absorbido y mineralizado por oxidación. El conjunto de las líneas de infiltración consti- tuye el campo de disposición final o nitrificante. Deben efectuarse ensayos de infiltración para determinar las características de per- meabilidad del suelo, el número y longitud de las líneas de irrigación a construir y el ancho inferior de las zanjas, es decir, el área de absorción necesaria. Recomiéndase que la línea de irrigación sub-superficial tenga una extensión no ma- yor de 30 m y preferiblemente, que no exceda de 20 m. Si hubiere necesidad de mayores extensiones o las dimensiones del terreno disponible no permitan la construcción de la l ínea con la longitud necesaria, se recomienda el empleo de más de una línea. Valores adoptados: “t” (minutos) AREA ABSORCION EN EL FONDO DE LAS ZANJAS C.S. DOMICILIARIAS m² / dormitorio C.S. INSTITUCIONES m² / personas 2 4,50 0,80 3 5,50 1,00 4 6,50 1,10 5 7,50 1,20 10 9,00 1,70 15 12,00 2,00 30 16,50 2,80 60 22,00 3,50 Mayor de 60 No se aconseja el sistema No se aconseja el sistema UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I Se recomienda para Cámaras Sépticas domiciliarias: A min = 13,50 m² long = 30 m, con zanjas de 0,45 m de ancho inferior. Dato práctico: - Nº de personas Long = f -Capacidad de la C.S. Cámara Séptica domiciliaria: Long. unitaria = 7 – 10 m / persona Cámara Séptica Instituciones: Long. unitaria = 1 – 4 m / persona Recomendaciones útiles: Todas las líneas deben ser de igual longitud y partir de la misma cota con respecto al fon- do de la cámara de distribución. Las líneas deben ser paralelas a la superficie del terreno. Las líneas pueden terminar en pozos rasos de Ø = 0,90 m llenos de carbón o cascajo, para favorecer la ventilación. Evitar árboles en el campo nitrificante, cuyas raíces pueden dañar las tuberías. Cubrir el campo con césped, que favorece la absorción del efluente y lo expele por transpi- ración; cultivar jardines, pero nunca huertos, por razones sanitarias. Construir campos nitrificantes que trabajen alternativamente. Emplear cámaras dosadoras con sifones automáticos que permiten descanso y recreación del suelo. Se los emplea para pequeñas instituciones por razones económicas. Las cámaras dosadoras con sifón automático se emplean cuando la longitud total de las líneas es de 0,50 m o la Cámara Séptica tiene una capacidad de 5.000 lts. Las descargas de las cámaras con sifón automático deben efectuarse cada 4 hs como máximo. Las líneas deben encontrarse a más de 30 m. de la fuente de agua. Cuando el suelo es fuertemente arcilloso a muy baja la capacidad de absorción, con “t” = 60 min, no se usará este sistema y se sustituirá por el de “trincherafiltrante”. c) Zanjas filtrantes: se emplean cuando “t” = 60 min. Consiste en una doble tubería, superpuesta, pero separada por una capa o lecho de arena intermedia de 0,75 m, colocada en una misma zanja. Dicha tubería es porosa, cribada o a juntas separadas, funcionando, la superior como una verdadera línea de irrigación de los efluentes sépticos provenientes de la Cámara Séptica y la inferior, como un sistema de drenaje colectando el líquido dispersado por la superior, luego de haber sufrido una filtra- UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I ción en la cámara de arena. Este efluente es conducido a un pozo de descarga, como ser un curso de agua, pozo absorbente, etc., y presente un alto grado de depuración. La arena que constituye el lecho filtrante, debe poseer las siguientes características: D.ef. = 0,25 – 0,50 mm C.u. = 4 La tasa de filtración admitida = 50 lts / n² de arenaxdía Se aplica a este sistema, las mismas recomendaciones que para la irrigación superfi- cial. RELLENO DE TIERRA PIEDRA PARTIDA O CASCOTE TUBERIA DE INFILTRACION Ø4" - pend. 0,5 % CAPA FILTRANTE DE ARENA - e = 0,75 m. TUBERIA DE INFILTRACION Ø4" - pend. 0,5 % p ro f. m á x . d e l a z a n ja 1 ,5 0 m . 0,75 a 1,30 m. PIEDRA PARTIDA O CASCOTE zanjas filtrantes UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I A A h 2 h 1 h 3 a e B h h ' a NIVEL DE AGUA a a a A fig. nº 1 cámara séptica planta elevación s/corte A - A AFLUENTE EFLUENTE UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I h 2 h 1 h 2 a e B a N.A. a a a A fig. nº 2 cámara séptica de 2 compartimientos planta cámara séptica tipo "baker" A A a a a B a h 4 h 2 h 1 h 1 B1 B1 B1 planta e1 h 2h e corte A - A UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I SENTIDO DE LA CORRIENTE NAPA FREATICA h 1 m H esp. de la capa del suelo c/actividad bacteriana FONDO FACILMENTE IMPERMEABILIZANTE FUENTE DE AGUA min 0,30 m recom. 0,45 m ABSORCIÓN pend. 2 % caño Ø 4" F.C. - H.C. - barro cocido JUNTA SELLADA TAPA SOBRELEVADA DE Hº Aº TERRENO NATURAL LOSA Hº Aº MAMPOST. LADR. SIN MORTERO ABSORCIÓN POR EL SUELO (oxidación) ABSORCIÓN OXIDACION MINERALIZACION ZAPATA DE HORMIGON 1,20 d 1,80 m INGRESO EFLUENTE DE C.S. pozo absorbente UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE FACULTAD DE ARQUITECTURA INSTALACIONES I irrigacion sub-superficial C.S. - HºAº o MAMPOST.RAMAL DOMICILIARIO Ø 4" - pend. 2 % LINEA DE IRRIGACION l < 30 m pend. < 0,5 % caño Ø 4" - F.C. - H.C. - barro cocido sep. entre caños 0,5 a 1cm m in 3 m . CAMPO NITRIFICANTE C.I. ó CAMARA DE DISTRIBUCION DE MAMPOSTERIA TIERRA PARA ACOMODACION DEL SUELO PIEDRA PARTIDA O CASCOTE TUBERIA DE INFILTRACION p ro f. m á x . 1 ,0 0 m . 0,50 a 0,75 m. LECHO DE ARENA TROZO DE TEJA O PAPEL ASFALTICO EN JUNTA SEPARACION JUNTA 0,5 a 1 cm.
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