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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MÉRIDA.

SISTEMA DE PLANTA DE TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES DE ORIGEN DOMESTICO PARA CONJUNTOS HABITACIONALES QUE NO POSEEN SERVICIOS PÚBLICOS EN EL SECTOR LAGUNILLAS ESTADO MERIDA.

Autor (a): Bellorin, Maria G. Calderon, Luis A. Duran, Vanessa A. Vielma, Gilberto.

Mérida, Diciembre 2016


INTRODUCCION

En la actualidad existe un desenfreno en la demanda de los recursos naturales, como es el caso el consumo hídrico representa uno de los mayores como primera necesidad humana, las condiciones en que se encuentra el agua y su tratamiento determinara a corto, mediano y largo plazo la salud de la población que hagan uso de ella, los sistemas para el consumo del agua de remonta al siglo 273 a.C cuando los Romanos implementaron el primer sistema de acueductos, de ahí en adelante la obtención del agua ha ido evolucionando progresivamente de acuerdo a las necesidades que el desarrollo humano ha requerido, las plantas de tratamiento para agua servidas es una de las mayores innovaciones en cuanto a sistemas hídricos se refiere ya que, la reutilización y empleo de el mismo representa un avance evolutivo para este recurso de vital uso por lo que este no se encuentra de manera accesible en determinadas comunidades. La disminución de virus y bacterias y mejoramiento en la salubridad del agua son los principales aportes que dan las plantas de tratamiento para agua servidas a las comunidades que las emplean.


CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Lagunillas, ciudad capital del municipio Sucre del estado Mérida, en Venezuela, situado a 30 kilómetros de la ciudad de Mérida, para el año 2013 contaba con una población de 62,594 habitantes, su temperatura anual puede varía entre los 16° y 26°, debido a estos presenta gran demanda en sus recursos hídricos. Actualmente no hay un medio de reutilización aplicable para las aguas servidas que en sí, con la implementación de una Planta de tratamiento podrían ser aplicables para usos posteríos en los sistemas de riego. Aunque el sector lagunillas colinda con uno de los principales afluentes como lo es el Rio Chama, por ser una zona semiárida se caracteriza por no tener un elevado nivel fluvial, lo que representa para sus habitantes una desmejoramiento en el sistema hídrico, ya que carece de la presencia constancia de un servicio de acueductos, la presencia de bacterias y paracitos por mal tratamiento del agua, reproducción de insectos en aguas estancadas, contaminación, mal funcionamiento de acueductos, déficits para uso de aguas en sembradíos entre otros son las principales problemáticas que se pueden observar en dicho sector. El clima tropical en esta área, la falta de insumos y diseños idóneos de servicios hídricos así como la falta de inversión por entes Gubernamentales son los principales factores que podríamos responsabilizar a la hora de ver las condiciones deplorables en que se encuentra este Sector. Aunque los factores climáticos son inherentes, las inversiones, proyectos y diseños aplicables para esta zona serian de algún modo implementados y se podría evitar que dicha población padezca de forma incontrolable las enfermedades causadas por mal tratamiento de los recursos hídricos, así como el continuo deterioro en los pocos sistemas ya estructurados. En Ingeniería sanitaria, Ingeniería química e Ingeniería ambiental el término tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico, físico-químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales llamadas, en el caso de las urbanas, aguas negras. La finalidad de estas


operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano

y

animal

estos

se

organizan

con

frecuencia

en

tratamientos

de

potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones. Es por esto que se propone estudiar los beneficios que traería la implementación de una planta de tratamiento en el sector Lagunillas, la cual podría reutilizar sus recursos hídricos de forma idónea.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema de planta de tratamiento y disposición de aguas residuales de origen domestico para conjuntos habitacionales que no poseen servicios públicos.

OBJETIVO ESPECÍFICO

Establecer los procesos y parámetros existentes para la realización de una planta en dicho sector.

Definir los requerimientos normativos y técnicos para el diseño geométrico de la planta de tratamiento.

Caracterizar los diseños existentes para la realización adecuada de una planta de tratamiento para el sector lagunillas

Dimensionar de manera idónea la planta de tratamiento aplicable al sector.


JUSTIFICACION

Este diseño traerá varios tipos de beneficios, primero que las aguas en su disposición final pueden ser vertidas en la tierra o campo (cosecha) ríos, lagos, dependiendo de su ubicación y con un grado de contaminación disminuido, también pueden ser utilizada en riegos de áreas verdes, limpieza de zonas recreativas. Al modificarse las características físicas – químicas naturales de los ríos lagos o mares por los desechos humanos, se ocasionan daños al ecosistema, así como también efectos contaminantes directos e indirecto sobre el organismo vivos y la salud del hombre. La planta de tratamiento de aguas servidas ayudara a resolver el problema de cultura ambientalista que se presenta en el país el de no tener una iniciativa para evitar la contaminación de las aguas y ecosistema y dar a la sociedad una educación ambientales, al enseñarse que existe alternativas ecológicas que pueden implementar en sus hogares, esto tiene como objetivo final y primordial a la salud pública de las personas que están en contacto con el agua no tratada, que evidentemente contienen baterías, virus y mal olor retenidos en ellos se verán en riesgo de contraer enfermedades en algunos casos mortales

DELIMITACIONES

DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN:

El presente trabajo fue realizado en el estado Mérida específicamente en el sector lagunillas, en el ministerios del ambiente y de los recursos naturales renovables en el


sector lagunillas, para lo cual se extrajo material y asesoría teórica y práctica para el desarrollo de la investigación.

DELIMITACIÓN TEMPORAL

En el tiempo utilizado para el desarrollo es estudio transcurrió en un periodo de 7 días del mes de diciembre del año 2016.

CAPITULO II

MARCO TEORICO

PLANTAS DE TRATAMIENTO PARA AGUAS SERVIDAS Consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano, por eso la planta emplea unos tratamientos que consisten en: Pre tratamiento Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalación de erosiones y taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y desengrasadores. Tratamiento primario o tratamiento físico-químico: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química poco utilizada en la práctica, salvo aplicaciones especiales, por su alto coste.


Tratamiento secundario o tratamiento biológico Se emplea de forma masiva para eliminar la contaminación orgánica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos físico-químicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica (en sus diversas variantes de fangos activados, lechos de partículas, lagunas de oxidación y otros sistemas) o su eliminación anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su reducción, acondicionamiento y destino final. Tratamiento terciario De carácter físico-químico o biológico: desde el punto de vista conceptual no aplica técnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza técnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus características. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrícolas, industriales, e incluso para potabilización (reciclaje de efluentes).

CARACTERISTICAS PLANTAS DE TRATAMIENTO PARA AGUAS SERVIDAS Actualmente existen diversos tipos de Sistemas de Tratamientos de Aguas Servidas, las cuales son: Planta Fisicoquímicas Utilizan una disolución de hipoclorito de sodio diluido al 5%, para efectuar el proceso de desinfección y está diseñado específicamente para ser aplicada en el tratamiento especificado Estos sistemas están equipados con un sistema de control de un microprocesador de estado sólido, el cual controla automáticamente el tratamiento del efluente de aguas de desecho Advierte la ocurrencia de cualquier paro en la operación así como también señala las causas de cualquier mal funcionamiento. El microprocesador de control activa el sistema solamente cuando es necesario, por lo tanto, el sistema consume energía solamente cuando se requiere la aplicación del tratamiento.


Plantas Biológicas Este tipo de plantas de aguas servidas tiene una técnica similar a las plantas centrales, en las cuales todas las aguas de desechos domésticos pasan a través de un sistema biológico, asegurando un afluente purificado al máximo. Este sistema ofrece diversas ventajas y puede mantenerse en operación en cualquier parte.

Planta Electro catalíticas Estos sistemas de tratamientos de aguas servidas, oxida y desinfecta la corriente de aguas contaminadas mediante el uso de un proceso electroquímico. El proceso utiliza una celda electrolítica, la cual produce hipoclorito de sodio desinfectante a partir de agua salada y lo introduce directamente en la corriente de aguas negras. Como este proceso tiene lugar mientras la corriente pasa entre los electrodos energizados de la celda, también tiene lugar la descomposición electro catalítica de las moléculas orgánicas contenidas en la corriente de aguas negras: estos variados grupos de reacciones ocurren en forma simultánea, producen la eliminación rápida y casi total de los compuestos orgánicos y bacterias.

FUNCIONAMIENTO TÉCNICO PRESENTE EN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO

Físico químico Proceso Las aguas crudas de desecho entran al tanque de tratamiento, donde son maceradas. Las aguas crudas de desechos son recicladas continuamente y de regreso hacia el tanque de tratamiento hasta que los sólidos que contienen son lo suficientemente pequeños para pasar a través de la pantalla de retención o reducción.


Componentes de la planta 

Retrete y baños en general

Válvula medidora

Estanque de desinfectante

Pantalla de retención reducción

Bomba de lavado con agua limpia

Indicador remoto del estado de funcionamiento

Módulos de sedimentación

Bomba maceradora

Bomba de flujo

Bomba de descarga

Planta Biológicas Proceso Son plantas de tratamiento biológico de primera generación. Su característica principal es que las aguas grises pasan simplemente por una unidad de cloración u otro tipo de esterilizante y sólo las aguas negras son tratadas biológicamente. Las aguas servidas contienen materiales flotantes y disueltos con presencia de microorganismos, es muy importante que éstos sean activados, lo que se efectúa agregando oxigeno (aeróbico) o eliminando todo el oxígeno (anaeróbico).

Componente de la planta 

Entrada de Aguas Grises

Entrada de Aguas Negras

Cámara de Tratamiento de Agua

Recipiente de Desinfectante


Bomba de descarga

Retorno de Aguas Servidas

Soplador

Bomba Dosificadora

Panel de Control

Switch Principal

Switch Selector

Desahogo

Dispositivo de Aireación

Indicador de Funcionamiento

Válvula Inyectora de Cloro

Plantas Electro catalíticas Proceso Las aguas negras fluyen al interior del estanque de compensación. El estanque de compensación, sirve como cámara de compensación, lo cual permite el almacenamiento temporal del afluente en los periodos de sobrecarga de utilización, y permite la operación de la unidad sobre demanda, por medio de interruptores automáticos de nivel en el tanque. El afluente es bombeado desde el estanque de compensación por el macerador (la bomba trituradora de las aguas negras) a través de la celda electro catalítica. Para asegurar un flujo regulado a través de la celda, una porción de la descarga del macerador es devuelta al estanque de compensación a través de un orificio de restricción.


Componentes de la planta 

Entrada de Aguas Servidas

Drenaje

Estanque de Compensación

Control de Distribución de Flujo

Bomba Maceradora

Válvula no Retornable

Estanque de Efluente

Válvula de Descarga

Desahogo

Ventilación Positiva

Celda Electro catalítica

Tubería para Desgasificación

Válvula para Aire Comprimido

Válvula de Control de Flujo

Entrada de Baja Presión

Entrada de Alta Presión

BENEFICIOS QUE OFRECEN LA IMPLEMENTACIÓN DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO PARA LAS COMUNIDADES

Esta zona se verá beneficiada efectivamente, ya que este tipo de obra civiles aún no se han impulsado a desarrollado con fuerza en dicho lugar, y al implementar esta tecnología se favorecerá el medio ambiente y se les dará el uso adecuado a las aguas servidas, se educará a la sociedad en general en el área de los beneficios que trae consigo el uso de una planta de tratamiento, entre los beneficios se tienen:


Descontaminación de las aguas servidas para el saneamiento ecológico y social de las gunillas estado Mérida.

Las aguas tratadas son aplicables para uso posterior en los sistemas de riego de la zona aprovechando al máximo este beneficio ya que esta zona se caracteriza por no tener un elevado nivel fluvial.

Muy bajo costo de obra civil y bajos costos de operación y mantenimiento.

Remueve hasta 70 % de sólidos y bacterias.

Aporta el beneficio de mejorar la salud colectiva evitando enfermedades una vez tratada.

Los lodos se utilizan como abono orgánico.

No emana olores pestilentes.


MATRIZ DE OPERACIÓN DE VARIABLES

OBJETIVO

VARIABLES

DIMENSIONES

INDICADORES

ESPECIFICO Establecer los procesos y

Fases del proceso

-

1Planta

-

1 Recicla el agua

parámetros existentes

tratadora de

residual, elimina los

para la realización de una

aguas

contaminantes

planta en dicho sector.

residuales

físicos,químicos y

2Investigación

biológicos.

-

del terreno -

-

2 Ubicación,

3Plano

levantamiento

arquitectónico

topográfico, estudio del suelo. -

Definir los

Normas

requerimientos

COVENIN

-

Norma

-

Aguas

Venezolana

naturales,industriales

normativos y técnicos

COVENIN

y residuales.

para el diseño geométrico

2736-90

Procedimientos para

Norma

el muestreo.

de la planta de

-

tratamiento.

Venezolana

-

-

Terminologia de las

COVENIN

normas COVENIN-

2004-1998

MINDUR de

Norma

edificaciones

Venezolana

-

Aguas Naturales,

COVENIN

industriales y

2634-2002

residuales. Definiciones.

Caracterizar los diseños existentes para la realización adecuada de

Tipos de diseños

-1Plantas

- 1 Válvula

Fisicoquímicas

medidora, estanque de desinfectante,


una planta de tratamiento

-2Plantas Biológicas

para el sector lagunillas

pantalla de retención y reducción, bomba

-3Plantas Electro

de lavado con agua

catalíticas

limpia, indicador remoto del estado de funcionamiento.

Dimensionar de manera

Dimensiones de la

idónea la planta de

planta de

tratamiento aplicable al

tratamiento

sector.

CAPITULO III MARCO METODOLÓGICO

En esta parte se entablan de manera precisa todas las herramientas metodológicas que se agregaron a la investigación, En este sentido Arias (2006), afirmo que la metodología del proyecto debe incluir el tipo o tipos de investigación, las técnicas y los instrumentos que serán utilizados para llevar a cabo la investigación. Es la manera como se realizó el estudio para responder el problema propuesto. Se debe explicar el diseño de la investigación, la Naturaleza, la población actual y la muestra, técnicas e instrumentos para la recolección de información, sus técnicas, el análisis de la información recolectada, todo con la finalidad de dar respuestas a las interrogantes y objetivos establecidos por los investigadores para llevar acabo el resultado propuesto.


NIVEL O TIPO DE INVESTIGACIÓN Dado la investigación del estudio, este tiene fundamento en en una investigación de campo y descriptiva, Tamayo y Tamayo 2008 expreso que cuando se va a resolver una investigación es conveniente tener un conocimiento de los tipos de investigación que se presenta, esto hace posible evitar equivocaciones en las elecciones de métodos investigativos a escoger. La investigación que se presenta es descriptiva porque permite describir, analizar y observar la problemática de la investigación, (Malavé) señala que la investigación descriptiva deben ser descritos a como se dan en la actualidad, y Arias (2006) opina que consiste en la caracterización de hechos, individuos o grupos con el fin de entablar su estructura o comportamiento en los cálculos de esta investigación se ubican en un nivel intermedio en cuanto de conocimientos se refiere. También señala Arias que una propuesta de acción debe resolver un problema práctico o satisfacer la necesidad que allí se presenta.

Es indispensable que dicha propuesta se acompañe o lleve una investigación donde se demuestre su posibilidad en realización de problemas u factibilidad en realización. Es decir consiste en la desarrollar o elaborar una propuesta viable con el fin de solucionar los problemas y sobre todo las necesidades de organización u personas.

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Arias (2006) expresa que es aquella en el que consiste recolectar datos directamente de los sujetos investigados o de la realidad donde están los hechos sin manipular o controlar las variables, es decir el investigador obtiene la información pero esa información no es


alterada, también Arias dice que la estrategia que adopta el investigador para responder al problema se clasifica en documental de campo o experimental, en ese mismo orden el estudio se apoya en una revisión teórica que es indispensable para el logro de objetivos por lo que se considera una investigación con varios cuerpos, de igual manera se puede establecer que la misma es el análisis de los problemas que se presentan en la investigación, con el propósito de ser descriptos, factores ocasionados sus motivos, fallas para así poder explicar sus causas y efectos. La investigación documental depende de la información que se recoge o se investiga en documentos ya existentes en el que se puede acudir como fuente o referencia en cualquier momento o lugar, sin que sea alterada su naturaleza, mientras que la investigación de campo sirve como fuente de información para los investigadores.

POBLACIÓN Y MUESTRA

POBLACIÓN Se defina como un conjunto de elementos de los cuales se pretende investigar y reconocer las características usuales u observables e indagar en cada una de ellas para asi establecer un planteamiento de dichos problemas investigados. Arias (2006) afirma que la población en un conjunto finito o infinito con características comunes.

MUESTRA


Es establecida como la porción recogida que permite generalizar resultados en la investigación que se extrae de la población accesible, es decir que la muestra es la población porque se maneja un número de datos provocado del estudio establecido. Arias (2006) lo define como un procedimiento de selección en que se desconoce la probabilidad que tienen los elementos de la población para integrar la muestra.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS RELACIONADOS

Es un instrumento de recolección de datos que permite al investigador de obtener información necesaria para así dar marcha a su objetivo de investigación y de llevar a cabo una actividad de forma ordenada y completa, la investigación conlleva una seria de encuesta la cual tiene finalidad obtener información abundante de las características relevantes de una población mediantes métodos interrogantes, registro de datos relación de variables y un diseño establecido previamente en donde se asegure el rigor de información recogida.

TÉCNICAS Y PROCESAMIENTOS Y ANÁLISIS DE DATOS

Dicha información se logró obtener utilizando técnicas de observación en campo y revisión de documentos, en el cual se colocó y se clasifico en categorías para un análisis y posterior confrontación con el marco teórico que colocara en la investigación. La técnica de recolección de datos se refiere a los procedimientos que se llevan acabo para encontrar la información necesaria en el proceso de investigación, Arias (2006) expresa que la técnica se define de recolección de datos como las distintas formas de obtener


información a los instrumentos lo expresa como medios materiales que se emplean para interpretar dicha información. Los datos recolectados en la investigación fueron procesados cualitativamente y cuantitativamente lo cual permitirá el manejo opcional de la información, así mismo se llevaran a través de una aplicación de estadística descriptiva para tomar en cuenta que esta se aplica cuando se quiere resumir una serie de datos donde son clasificados y registrados en tablas y gráficos. Técnicas de análisis cuantitativas: se aplicó al momento de efectuarse cálculos en materias o estructuras en relación a los empujes y factores de seguridad Técnicas de análisis cualitativas: se tomaron en cuenta las características y propiedades tanto del sector como del entorno pues se establecieron de forma clara y precisa.

La entrevista aplicada y sus incógnitas fueron resueltas de la siguiente manera:

Entrevista profesional Preguntas

Respuestas

¿Cuáles son los procesos y parámetros para la elaboración de una planta más implementados

Estudios de suelos e impacto ambiental para deducir su eficacia y desempeño

Cuáles son las tipos de plantas más implementadas

Las electro catalíticas por su rendimiento y potencial.

Que aspectos influyen al implementar una planta de tratamiento

Se produce un impacto positivo en el ámbito social y ambiental al tratar las aguas servidas


Que se recomienda para impulsar la elaboraciรณn de plantas de tratamiento

Un estudio ambiental por parte de entes gubernamentales para observar el impacto negativo de no implementar una planta de tratamiento en sectores vulnerables


CAPITULO IV ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

De acuerdo a la investigación aplicada y la documentación recolectada, se recomienda elaborar y diseñar una planta electro catalíticas para ser estructura en la región en cuestión. Si bien los factores económicos que requieren dichas plantas representarían un nivel de inversión elevada pero de ser esta la más óptima redujera en niveles elevados otros factores de salubridad que ameritan costos más elevados. La plantas de tratamiento son solo el comienzo de un nivel de concientización ecológico más elevado, que permite al usuario ser parte del reciclaje y del buen uso de los suministros naturales.


CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Con lo desarrollado anteriormente se puede decir que siendo el agua tan indispensable para la humanidad no cabe duda de la gran importancia que tiene, es esencial para cada individuo tener fácil accesibilidad al vital líquido, hemos estudiado las ventajas de las plantas de tratamiento para aguas servidas en dicho sector con el fin de la reutilización ya que carece de la presencia de un buen servicio de acueductos para cubrir las necesidades de la población, esto va estrechamente vinculado con la salubridad de modo de que, si no se llegase a mejorar la situación esto causara daños graves referidos específicamente a los habitantes. La finalidad de este estudio es obtener unas aguas con las características adecuadas para uso de sus recursos hídricos de forma idónea.


BIBLIOGRAFIA

http://www.diclib.com/aguas%20servidas/show/es/es_wiki_10/38632#ixzz4Q0vf2WAf

http://www.monografias.com/trabajos48/el-ambiente-venezuela/el-ambientevenezuela2.shtml#impac#ixzz4Q10jdmkP

http://www.monografias.com/trabajos48/el-ambiente-venezuela/el-ambientevenezuela.shtml#ambien#ixzz4Q11TcXLe

http://definicion.de/residuo/#ixzz4Q0y8VFHM


ANEXOS


SISTEMA DE PLANTA DE TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES DE ORIGEN DOMESTICO PARA CONJUNTO  
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