CLASE 02 - TD - GRUPO 01

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DISEÑO Y CALCULO DE 
SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE 
DESAGUES EN EDIFICACIONES
TEMA : DISEÑO Y CALCULO DE TANQUES 
SEPTICOS Y BIODIGESTORES. 
EXPOSITOR: Fernando Quispe G.
Profesional de la Especialidad Ingeniería Sanitaria.
Universidad Nacional de Ingeniería – UNI
CORREO: f.quispe.ic.2020@gmail.com
CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DEL 
TANQUE SEPTICO 
- Prever un tiempo de retención de las aguas
servidas, en el tanque séptico, suficiente para la
separación de los sólidos y la estabilización de los
líquidos.
- Prever condiciones de estabilidad hidráulica para
una eficiente sedimentación y flotación de sólidos.
- Asegurar que el tanque sea lo bastante grande para
la acumulación de los lodos y espuma.
- Prevenir las obstrucciones y asegurar la adecuada
ventilación de los gases.
PARAMETROS DE DISEÑO – TANQUES 
SEPTICOS Y BIODIGESTORES
TIEMPO DE RETENCIÓN
El periodo de retención hidráulico en los tanques sépticos será estimado mediante la siguiente formula:
donde :
PR = Tiempo promedio de retención hidráulica, en días
P = Población Servida
q = Caudal de aporte unitario de aguas residuales, Lt/hab.dia, tener en cuenta que se le tiene que 
multiplicar por el porcentaje de contribución de desagüe “C” que según la norma OS100 es 80%. 
El tiempo mínimo de retención hidráulico será de 6 horas.
VOLUMEN DEL TANQUE SEPTICO
VOLUMEN DE SEDIMENTACION
El volumen requerido para la sedimentación Vs. en m3 se calcula mediante la formula:
VOLUMEN DE DIGESTION
Se debe considerar un volumen de digestión y almacenamiento de lodos (Vd, en m3) basado en un
requerimiento anual de 70 litros por persona que se calculara mediante la formula:
Donde:
P: Población servida
N: Es el intervalo deseado entre operaciones sucesivas de remoción de lodos, expresado en años. El
tiempo mínimo de remoción de lodos es de 1 año.
ta: Tasa de acumulación de lodos expresada en L/hab.año. Un valor diferente al indicado (70 L/hab.año.)
debe ser justificado.
CALCULO DE DIMENSIONES
Calculo de la altura de digestión (Hd)
La relación entre el largo y el ancho en un tanque séptico rectangular será como 2:1 (R.N.E. - IS. 020)
Largo= Se evalúa en m
Ancho= Se evalúa en m
Área del tanque (A)= Se evalúa en m2
Volumen de 
digestión(Vd)= 
en m3
CALCULO DE DIMENSIONES
Profundidad máxima de espuma sumergida (He)
Se debe considerar un volumen de almacenamiento de natas y espumas, la profundidad máxima de 
espuma sumergida (He, en m) es una función del área superficial del tanque séptico (A, en m2) y se 
calcula mediante la ecuación.
donde,
A : Area superficial del tanque septico, en m2
CALCULO DE DIMENSIONES
Calculo de la profundidad de espacio libre (Hi)
1,- Debe existir una profundidad minima aceptable de la zona de sedimentacion que se denomina profundidad de espacio
libre (Hl, en m) y comprende la superficie libre de espuma sumergida y la profundidad libre de lodos.
La profundidad libre de espuma sumergida es la distancia entre la superficie inferior de la capa de espuma y el nivel
inferior de la Tee o cortina del dispositivo de salida del tanque septico (Hes) y debe tener un valor mínimo de 0,1 m.
La profundidad libre de lodo es la distancia entre la parte superior de la capa de lodo y el nivel inferior de la Tee o cortina
del dispositivo de salida, su valor (Ho, en m) se relaciona con el area superficial del tanque séptico y se calcula mediante
la formula:
Ho = 0,82 - 0,26 ×A
Ho, esta sujeto a un valor mínimo de 0,3 m. La profundidad del espacio libre mínimo total calculado como (0,1 + Ho)
2,- La profundidad mínima requerida para la sedimentación
Donde:
A : Area superficial del tanque septico
Vs : Volumen de sedimentación
La profundidad de espacio libre (Hl) debe seleccionarse comparando la profundidad del espacio libre mínimo total
calculado como (0,1 + Ho) con la profundidad minima requerida para la sedimentacion (Hs), se elige la mayor
profundidad.
Calculo de la profundidad total efectiva (Htotal)
La profundidad total efectiva es la suma de la profundidad de digestion y almacenamiento de
lodos (Hd = Vd/A), la profundidad del espacio libre (Hl) y la profundidad maxima de las espumas
sumergidas (He).
La profundidad total efectiva:
Htotal efectiva = Hd + Hl + He
CRITERIOS ADICIONALES
• En todo tanque séptico habrá una cámara de aire de por lo menos 0,3 m de altura libre entre el nivel
superior de las natas espumas y la parte inferior de la losa de techo.
• Para mejorar la calidad de los efluentes, los tanques sépticos, podrán subdividirse en 2 o mas cámaras.
No obstante se podrán aceptar tanques de una sola cámara cuando la capacidad total del tanque séptico
no sea superior a los 5 m3.
• Ningún tanque séptico se diseñara para un caudal superior a los 20 m3/día. Cuando el volumen de
líquidos a tratar en un día sea superior a los 20 m3 se buscara otra solución. No se permitirá para estas
condiciones el uso de tanques sépticos en paralelo.
• Cuando el tanque séptico tenga 2 o mas cámaras, la primera tendrá una capacidad de por lo menos 50%
de la capacidad útil total.
• Cuando el tanque séptico tenga dos o más compartimientos, el primer compartimiento deberá tener un 
volumen entre 50% y 60% de sedimentación, asimismo las subsiguientes compartimientos entre 40% a 
50% de volumen de sedimentación.
• Tratándose de nuevas habilitaciones para viviendas deberá considerarse por lo menos una densidad de
6 hab/vivienda.
• La dotación promedio diaria anual por habitante, se fijará en base a un estudio de consumos
técnicamente justificado, sustentado en informaciones estadísticas comprobadas.
• Si se comprobara la no existencia de estudios de consumo y no se justificara su ejecución, se
considerará por lo menos para sistemas con conexiones domiciliarias una dotación de 180 I/hab/d, en
clima frío y de 220 I/hab/d en clima templado y cálido.
EJEMPLO: Diseñar un tanque séptico para una edificación 
de 10 habitantes, en una zona cálida. 
q = 220,0 lts./hab.dia Dotación Promedio
P = 10,0 hab. Población Servida
C= 80,0 %
Porcentaje de 
Contribucion de 
desague
SOLUCION:
• Población Servida : P
• Dotación Promedio : q
• Contribución desagüe : C 
CAUDAL DE DISEÑO:
Q = p x q x c L/día
Q = 1,76 m3/día
PERIODO DE RETENCION:
PR = 1,5 – (0,3xLog (Q)) días
PR = 0,53 días
PR = 12,63 horas
Donde:
PR = Periodo de retención en días
P = Población Servida
q = Dotacion Promedio
VOLUMEN DE SEDIMENTACION:
Vs = (10^(-3))x(Q)xPR m3
Vs = 0,93 m3
VOLUMEN DE DIGESTION Y 
ALMACENAMIENTO DE LODOS:
Basado en un requerimiento anual de 70 
lt/(hab.día).
Vd = tax(10 -3)xPxN m3
N= 1,00 años
ta = 70,00
lt/(hab.día)
.
Vd = 0,70 m3
Donde:
ta = tasa de acumulación de lodos.
N = Intervalo de limpieza del tanque 
séptico en años.
CALCULO DE LA ALTURA DE
DIGESTION (hd):
La relación entre el largo y el ancho en un
tanque séptico rectangular será como 2:1
(R.N.E. - IS. 020)
Largo= 2,40
Ancho= 1,20
Volumen de digestión(Vd)= 0,70
Área del tanque (A)= 2,88
Altura de digestión (hd)= 0,243
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE
LAS ESPUMAS (he):
he= 0,7/A m
Profundidad de 
espumas(he)=
0,243 m
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE
ESPACIO LIBRE (hi):
a.- Profundidad libre de lodos (ho):
ho = 0,82 - 0,26*A m
ho= 0,07 m
Entonces: 
hi(1)= 0.10 + ho m
hi(1)= 0,17 m
b.- Profundidad mínima requerida para
la sedimentación (hs):
hs= Vs/A m
hs = 0,32 m
Entonces: 
hi (2) = hs
hi(2) = 0,32 m
Por lo tanto: hi (1) < hi (2)
Finalmente: 
hi = hs = 0,32 m
CALCULO LA PROFUNDIDAD
TOTAL EFECTIVA (hte):
hte = hd + hi +he m
hte = 0,81 m
0,243 =
EJEMPLO: Diseñar un biodigestor para una edificación de 10 
habitantes, en una zona cálida. 
q = 250,0 lts./hab.dia Dotación Promedio
P = 10,0 hab. Población Servida
C= 80,0 %
Porcentaje de 
Contribucion de 
desague
SOLUCION:
• Población Servida : P
• Dotación Promedio : q
• Contribución desagüe : C 
Diámetro mayor (A)= 1,46 m
Diámetro menor(F)= 0,19 m
Alto del cono (E)= 0,73 m
Volumen de Cono 
(Vcono)= 
0,467 m3
Área del Biodigestor (A)= 1,674 m2
CAUDAL DE DISEÑO:
Q = p x q x c L/día
Q = 2,00 m3/día
PERIODO DE RETENCION:
PR = 1,5 – (0,3xLog (Q)) días
PR = 0,51 días
PR = 12,23 horas
Donde:
PR = Periodo de retención en días
P = Población Servida
q = Dotación Promedio
VOLUMEN DE SEDIMENTACION:
Vs = (10^(-3))x(Q)xPR m3
Vs = 1,02 m3
VOLUMEN DE DIGESTION Y 
ALMACENAMIENTO DE LODOS:
Basado en un requerimiento 
anual de 70 lt/(hab.día).
Vd = tax(10 -3)xPxN m3
N= 1,00 años
ta = 70,00 lt/(hab.día).
Vd = 0,70 m3
Donde:
ta = tasa de acumulación de 
lodos.
N = Intervalo de limpieza del tanque séptico en años.
Volumen de 
digestión(Vd)= 
0,70 m3
Volumen del 
cono(Vcono)= 
0,47 m3
Volumen del restante(Vd 
- Vcono)= 
0,23 m3
Área del biodigestor (A)= 1,67 m2
Altura restante (hd1)= 0,139 m
Altura del cono (hd2)= 0,730 m
Altura de digestión (hd
=hd1 + hd2)=
0,869 m
CALCULO DE LA ALTURA DE
DIGESTION (hd):
La relación entre el largo y el
ancho en un tanque séptico
rectangular será como 2:1 (R.N.E. -
IS. 020)
CALCULO DE LA
PROFUNDIDAD DE LAS
ESPUMAS (he):
he= 0,7/A m
Profundidad de 
espumas(he)=
0,418 m
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD
DE ESPACIO LIBRE (hi):
a.- Profundidad libre de lodos
(ho):
ho = 0,82 - 0,26*A m
ho= 0,38 m
Entonces: 
hi(1)= 0.10 + ho m
hi(1)= 0,48 m
b.- Profundidad necesaria para la
sedimentación(hs):
hs= Vs/A m
hs = 0,61 m
Entonces: 
hi (2) = hs
hi(2) = 0,61 m
Por lo tanto: 
comparar las 
hi……… hi (1) o hi (2)
Finalmente: 
hi = hi(2) = 0,61 m
CALCULO LA PROFUNDIDAD
TOTAL EFECTIVA (hte):
hte = hd + hi +he m
hte = 1,896 m
CALCULO LA CAJA DE
LODOS
H según 
fabricante =
0,50 m
A =
Volumen de 
lodos/H.
m2
VOLUMEN DE LODOS: 0,70 m3
Area = 1,40 m2
Largo = 1,00 m
Ancho = 1,40 m
ALTERNATIVA DE INSTALACION