22.04.05_INSTALACIONES DE EDIFICACIONES.pptx

INSTALACIONES DE EDIFICACIONES

1. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO Es una infraestructura diseñada para recolectar y transportar las aguas residuales domésticas, comerciales e industriales las redes de tuberías son necesarias para recibir, conducir y evacuar las aguas residuales y llevarlas a las plantas de tratamiento de aguas residuales o un sitio de disposición final, con el fin de proteger la salud pública y el medio ambiente . PTAR tiene el propósito eliminar o reducir la elevada concentración de los componentes físicos , químicos y bacteriológicos que están presentes en el agua que pueda ser nociva para los seres humanos , la flora y la fauna de manera el agua sea dispuesta en el ambiente en forma segura .

2. 2 Normas Legales de los Límites Máximos Permisibles para los efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales : Decreto Supremo Nº 003-2010MINAM se ha Aprobado los Límites Máximos Permisibles (LMP) para efluentes de Plantas de Tratamiento de Agua Residuales Domésticas o Municipales (PTAR) en que son aplicables en el ámbito nacional . Para la aplicación del presente Decreto Supremo se utilizarán términos : Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales (PTAR): Infraestructura y procesos que permiten la depuración de las aguas residuales Domésticas o Municipales. Límite Máximo Permisible (LMP): Es la medida de la concentración o del grado de elementos , sustancias o parámetros físicos , químicos y biológicos , que caracterizan a una emisión , que al ser excedida causa o puede causar daños a la salud , al bienestar humano y al ambiente De acuerdo con la Ley de Recursos Hídricos, Ley N° 29338, artículos 79° y 80°, todo vertimiento de agua residual en una fuente natural de agua requiere de autorización de vertimiento emitida por la ANA. El vertimiento del agua residual tratada a un cuerpo natural de agua continental o marina, otorga la ANA previa opinión técnica favorable de la Dirección General de Salud Ambiental del Ministerio de Salud y de la autoridad ambiental sectorial competente sobre el cumplimiento de los Estándares Nacional de Calidad de Agua (ECA-Agua) y Límites Máximos Permisibles (LMP). Escuela Profesional en Ingeniería Civil NORMA OS.090 Plantas De Tratamiento De Aguas Residuales

3. 3 Fiscalización y Sanción La fiscalización del cumplimiento de los LMP y otras disposiciones aprobadas en el presente Decreto Supremo estará a cargo de la autoridad competente de fiscalización, según corresponda. Límites Máximos Permisibles para los Efluentes de Planta de Tratamiento Agua Residual (PTAR) Contaminación y falta de tratamiento de aguas residuales en América Latina. el 70% de las aguas residuales de la región latinoamericana no son tratadas. El agua es extraída, usada y devuelta completamente contaminada a los ríos Escuela Profesional en Ingeniería Civil

4. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Acometidas: Son las tuberías que conectan las edificaciones (viviendas, edificios, etc.) con la red pública de alcantarillado. Red de recolección: Conjunto de tuberías , colectores y ramales que recogen las aguas residuales desde viviendas, comercios e industrias. Generalmente es un sistema separado del alcantarillado pluvial (el que recolecta agua de lluvia). Pozos de inspección (o cámaras de inspección): Estructuras verticales ubicadas en puntos estratégicos de la red para facilitar la inspección, limpieza y mantenimiento . Estaciones de bombeo (si se requieren): Se usan cuando la topografía no permite que las aguas residuales fluyan por gravedad. Emisores o colectores principales: Tuberías de gran diámetro que llevan el flujo de aguas residuales desde la red secundaria hasta el sitio de tratamiento o descarga. Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR): Donde se eliminan los contaminantes del agua antes de su vertido a cuerpos de agua naturales o su reutilización . COMPONENTES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

5. 5 OTROS ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS En todas las redes de Alcantarillado existen, además otros elementos menores: Las cunetas, que recogen y concentran las aguas pluviales de las vías y de los terrenos colindantes. Los Imbornales o tragantes, que son las estructuras destinadas a recolectar el agua pluvial. Los Pozos de Inspección, que son cámaras que permiten el acceso a las alcantarillas y colectores para facilitar su mantenimiento. OTRAS ESTRUCTURAS MAS IMPORTANTES Estaciones de bombeo: Como la Red de Alcantarillado trabaja por gravedad, para funcionar correctamente las tuberías deben tener una cierta “pendiente”. En ciudades con topografía plana, es conveniente intercalar en la red de bombeo. Líneas de Impulsión: Tubería en presión que se inicia en una estación de bombeo y se concluye en otro colector o en la estación de tratamiento. Depósitos de retención o también pozos o tanques donde es necesario retener un cierto volumen inicial de las lluvias para reducir la contaminación del medio receptor (Depósitos, tanques,etc).

6. 6 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Los sistemas de alcantarillado se clasifican de acuerdo al tipo de agua que conducen: ALCANTARILLADO PLUVIAL Es el sistema que capta y conduce las aguas de lluvia para su disposición final, que puede ser por infiltración, almacenamiento o depósitos y cauces naturales. ALCANTARILLADO SANITARIO: Es la red generalmente de tuberías, a través de la cual se deben evacuar en forma rápida y segura las aguas residuales hacia una planta de tratamiento y finalmente a un sitio de vertido donde no causen daños ni molestias. CLASIFICACIÓN DE LOS ALCANTARILLADOS Objetivos del sistema: Evitar la contaminación de fuentes de agua y del suelo. Prevenir enfermedades de origen hídrico. Mejorar la calidad de vida en zonas urbanas y rurales. Proteger el medio ambiente.

7. 7

8. 8

9. 9 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 1. Según el tipo de sistema: Sistema separado: Solo transporta aguas residuales (negras o grises) . Es independiente del alcantarillado pluvial (agua de lluvia). Es el más eficiente desde el punto de vista sanitario y de tratamiento. Sistema combinado: Transporta aguas residuales + aguas lluvias en una sola red. Más común en sistemas antiguos. Puede causar desbordamientos en época de lluvias (conocidos como “ CSOs ”, combined sewer overflows ). Sistema semi-separado o mixto: Tiene dos redes separadas, pero parte del agua lluvia (como la de patios o techos) se conecta al sistema sanitario. Menos común y a veces considerado transitorio hacia una red completamente separada. 2. Según la dirección del flujo: Sistema por gravedad: El más común. Utiliza la pendiente del terreno para que las aguas residuales fluyan naturalmente. Requiere diseño cuidadoso para evitar obstrucciones y estancamientos. Sistema por impulsión (presión): Utiliza bombas para mover el agua cuando la topografía no permite flujo por gravedad. Se usa en zonas planas o con pendientes contrarias. Sistema vacío (al vacío): Es un sistema que no usa gravedad para mover las aguas residuales. En lugar de eso, usa vacío (presión negativa) para "succionar" las aguas residuales desde las casas hasta una estación central. Funciona con presión negativa (vacío). Utilizado en áreas planas o donde el uso de gravedad o bombeo es inviable. Más costoso y especializado.

10. 10 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 3. Según el material de las tuberías: PVC ( Policloruro de vinilo) – Muy común, resistente a la corrosión. Concreto reforzado – Usado en colectores de gran diámetro. Polietileno de alta densidad (HDPE) – Flexible, resistente, ideal para zonas sísmicas. Fibrocemento o hierro fundido – Antiguos, hoy en desuso o reemplazo. 4. Según la ubicación: Alcantarillado urbano: En ciudades y zonas densamente pobladas. Alcantarillado rural: Adaptado a zonas con baja densidad de población. Sistemas individuales (in situ): Como fosas sépticas o biodigestores , usados donde no hay red pública.

11. 11 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Valor Tecnológico del Sistema de Alcantarillado Ingeniería avanzada : Diseñar y construir redes de alcantarillado implica conocimientos complejos de hidráulica, geotecnia, materiales y automatización. Tratamiento de aguas residuales : Hoy en día, las plantas de tratamiento utilizan tecnologías de punta (biológicas, químicas y físicas) para limpiar el agua antes de devolverla al medio ambiente. Sostenibilidad : Se están implementando tecnologías verdes, como sistemas de recolección de aguas pluviales y reciclaje de aguas grises. Monitoreo inteligente : Con sensores de Internet de las Cosas ) (sensores especiales colocados en las redes de alcantarillado), cámaras y sistemas SCADA, se puede monitorear el estado de la red en tiempo real para prevenir atascos o fugas.

12. 12 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Valor Social Salud pública : El alcantarillado previene la propagación de enfermedades al eliminar aguas negras y residuos de forma segura. Calidad de vida : Un entorno limpio, sin malos olores ni inundaciones, mejora significativamente la vida diaria de las personas. Desarrollo urbano : Las ciudades no podrían crecer ni funcionar adecuadamente sin un sistema que gestione sus desechos líquidos. Equidad social : Tener acceso a un sistema de saneamiento digno es un derecho básico que contribuye a reducir desigualdades.

13. 13 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Valor Económico Ahorro en salud : Menos enfermedades significa menos gastos en atención médica, lo cual alivia los sistemas de salud pública. Inversión rentable : Por cada dólar invertido en saneamiento, se estima que se generan entre 4 y 7 dólares en beneficios económicos (según la OMS). Atracción de inversión : Las empresas prefieren ubicarse en lugares con buena infraestructura sanitaria. Generación de empleo : Desde su construcción hasta el mantenimiento, el sistema de alcantarillado genera miles de puestos de trabajo directos e indirectos.

14. 14 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua

15. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Fases del proceso de tratamiento de agua Fase 1 ANAEROBIA Las aguas residuales llegan a las lagunas anaerobias, donde se llevan a cabo procesos naturales en ausencia de oxígeno. Bacterias, microorganismos que no necesitan de aire para vivir se encargan de eliminar el material flotante como grasas y sólidos, generando biogás. Éstas lagunas son recubiertas con geomembranas para evitar los malos olores provocados por los gases, los cuales son quemados y transportados a la estación de quema de biogás. Fase 2 FACULTATIVA Por diferencia de nivel, el agua de la laguna anaerobia pasa a la facultativa, donde aún se realizan en el fondo procesos anaerobios y en la superficie, procesos aerobios, es decir, con presencia de oxígeno. Debido al fenómeno de la fotosíntesis, nacen algas, generando oxígeno y contribuyendo al desarrollo de flora y fauna diversa. Con la implementación de la tecnología eólica y solar de los mezcladores, se optimiza el tiempo de retención del proceso de las lagunas. Fase 3 MADURACIÓN Luego, el tratamiento continúa en las lagunas de maduración, donde se enriquece la biodiversidad de organismos superiores y se eliminan microorganismos indeseables en el agua a través de la radiación solar. Posteriormente las aguas limpias ya descontaminadas son devueltas a su cause natural, el río.

16. 16 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua

17. 17 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Las aguas pluviales, las aguas residuales urbanas y las industriales asimilables a urbanas, son recogidas a través de los sistemas de alcantarillado. Posterioemente , son evacuadas a los colectroes -interceptores generales que las conducen hasta las Estaciones de Aguas Residuales donde, como parte final del proceso de saneamiento, son depuradas y restituidas a los medios receptores (Ríos y mar) con calidad deseada. Recogida: Las aguas residuales ya utilizadas por los usuarios y procedentes de los Pueblos, ciudades y polígonos industriales son evacuadas por los Desagues y sistemas de Alcantarillado. Posteriormente se conducen mediante colectores-Interceptores hasta las estaciones depuradoras de aguas residuales. Regulación y Transporte: Regulación de caudales en aliviaderos (Colectores e Interceptores). Depuración:En las estaciones Depuradores de aguas Residuales. Restitución:El agua depurada se devuelve al medio natural. EL SANEAMIENTO

18. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua REDES DE RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES 1. Red Sanitaria o Cloacal (red separativa) Función: Recolecta exclusivamente aguas residuales domésticas e industriales (no lluvia). Ventajas: El agua se dirige directamente a las plantas de tratamiento, sin mezclarse con aguas pluviales. Ejemplo: Tuberías que salen de los baños, cocinas y lavanderías de casas, fábricas, hospitales, etc. 2. Red Pluvial Función: Conduce únicamente aguas de lluvia o escorrentía superficial . Ejemplo: Drenajes en calles, techos y patios que conectan con el sistema pluvial para evitar inundaciones. 3. Red Mixta Función: Transporta tanto aguas residuales como aguas pluviales por una sola red. Ventajas: Más barata de construir inicialmente. Desventajas: Cuando llueve mucho, la red se puede saturar y provocar desbordes o contaminación del medio ambiente.

19. 19 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 4. Redes Colectoras (o domiciliarias) Función: Son las tuberías pequeñas que recogen las aguas directamente desde las viviendas y comercios. Se conectan con la red principal o troncal. 5. Redes Interceptoras (o troncales) Función: Son las tuberías grandes que reciben el caudal de muchas redes colectoras y lo llevan hacia la planta de tratamiento. Generalmente siguen el curso de ríos, quebradas o bajadas naturales. 6. Redes Industriales Función: Recogen aguas residuales con contaminantes especiales provenientes de fábricas. Suelen tener sistemas separados o tratamientos previos antes de unirse al sistema general.

20. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua TIPOS DE TUBERÍAS Y MATERIALES 1. PVC ( Policloruro de vinilo) Uso común: Instalaciones domésticas e industriales. Ventajas: Resistente a la corrosión. Ligero y fácil de instalar. Económico. Desventajas: No resiste temperaturas muy altas. Se puede romper con impactos fuertes. 2. HDPE (Polietileno de alta densidad) Uso común: Redes enterradas, sistemas municipales. Ventajas: Muy flexible y resistente a impactos. Alta resistencia química. Ideal para instalaciones sin zanja (horizontal drilling ). Desventajas: Costo un poco más elevado. Necesita maquinaria especializada para uniones por termofusión .

21. 21 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 3. Concreto (Prefabricado o fundido in situ) Uso común: Alcantarillado sanitario y pluvial a gran escala. Ventajas: Alta durabilidad. Gran resistencia estructural. Desventajas: Muy pesado (difícil de instalar). Puede deteriorarse por aguas muy ácidas o corrosivas. 4. Fierro fundido ( Ductil o gris) Uso común: Sistemas urbanos antiguos y redes principales. Ventajas: Alta resistencia mecánica. Larga vida útil. Desventajas: Corrosión si no está bien recubierto. Costoso y pesado.

22. 22 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 5. Polipropileno (PP) Uso común: Sistemas de aguas residuales domésticas y químicas. Ventajas: Buena resistencia térmica y química. Flexible. Desventajas: Más caro que el PVC. Puede requerir soldadura térmica. 6. Asbesto-cemento (ya en desuso) Uso común: Antes se usaba en alcantarillado. Desventajas: Contiene amianto (asbesto), material cancerígeno. Hoy está prohibido o en desuso en muchos países.

23. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 1. Pretratamiento El tratamiento preliminar, o pretratamiento,  es la etapa que da comienzo a la depuración de las aguas residuales y sirve para prepararlas para su purificación durante las siguientes etapas.  Así, el agua se libera de objetos que puedan dañar la instalación o los equipos que se usarán a lo largo del proceso de depuración. Durante esta etapa, primero suele tener lugar un  proceso de desbaste, donde se separan los residuos sólidos de gran y mediano tamaño mediante rejas y tamices de diferente grosor.  Posteriormente, se retiran las grasas y las partículas de arena utilizando desarenadores- desengrasadores TRATAMIENTO PRELIMINAR DE AGUAS RESIDUALES.

24. Universidad Nacional de Moquegua Su objetivo es la homogeneización de caudal y la eliminación de materia orgánica asociada a los sólidos suspendidos. es remover los sólidos grandes, arenas y grasas que podrían dañar o interferir con los procesos posteriores. Se inicia la depuración de las aguas residuales y sirve para prepararlas para su purificación durante las siguientes etapas.  Eliminar los materiales más gruesos y flotantes (basura, arena, grasas) para proteger las bombas, tuberías y equipos posteriores en el sistema de tratamiento. Es un  proceso de desbaste, donde se separan los residuos sólidos de gran y mediano tamaño mediante rejas y tamices de diferente grosor. 1. Rejillas o desbaste Función: Retienen materiales grandes como ramas , plásticos , trapos , hojas , etc. Tipos : Rejillas gruesas : Aberturas de 2–5 cm. Rejillas finas o tamices : Aberturas menores (hasta milímetros ). Equipo asociado : Transportadores , compactadores , trituradoras . 2. Tratamiento Primario

25. 25 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 2. Desarenador Función: Elimina arenas, grava, y sólidos pesados que podrían dañar bombas. Cómo funciona: Reduce la velocidad del agua para que las partículas pesadas sedimenten. Tipos: Canales rectangulares. Desarenadores circulares. Desarenadores con aireación. 3. Desengrasador Función: Elimina aceites, grasas y espumas que flotan en la superficie. Método común: Aireación suave o separación por flotación. Resultado: Se recoge la grasa con raspadores superficiales. ESQUEMA TIPICO DE DEPURACIÓN DE VERTIDO DE INDUSTRIA PETROQUÍMICA

26. 26 Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua Es la eliminación de materia orgánica biodegradable de las aguas residuales o tipos similares de aguas:​ El objetivo es lograr un cierto grado de calidad del efluente en una planta de tratamiento de aguas residuales adecuada para la opción de eliminación o reutilización prevista, ademas de eliminación de la materia orgánica del agua, así como de nutrientes tales como el nitrógeno y el fósforo. Tratamiento principalmente biológico , se emplea la ayuda de bacterias y microorganismos para degradar y eliminar la materia orgánica y los diferentes nutrientes que contiene el agua.  El tratamiento más extendido es el de los fangos activados , donde el agua a tratar pasa varios días en un tanque, en condiciones variables de oxígeno (condiciones aerobias, anóxicas y anaerobias) según los requisitos de eliminación requeridos.  Aquí los diferentes tipos de bacterias que habitan en el tanque o reactor se alimentan de la materia orgánica y los nutrientes que contiene el agua , retirándolos de estas y pasando al interior de sus organismos. TRATAMIENTO SECUNDARIO

27. Escuela Profesional en Ingeniería Civil Universidad Nacional de Moquegua 3. Tratamiento secundario La eliminación de la materia orgánica del agua, así como de nutrientes tales como el nitrógeno y el fósforo. En el tratamiento secundario,  un tratamiento principalmente biológico , se suele emplear la ayuda de bacterias y microorganismos para degradar y eliminar la materia orgánica y los diferentes nutrientes que contiene el agua.  El tratamiento más extendido es el de los fangos activados , donde el agua a tratar pasa varios días en un tanque, en condiciones variables de oxígeno (condiciones aerobias, anóxicas y anaerobias) según los requisitos de eliminación requeridos.  Aquí los diferentes tipos de bacterias que habitan en el tanque o reactor se alimentan de la materia orgánica y los nutrientes que contiene el agua , retirándolos de estas y pasando al interior de sus organismos.

28. 28 Escuela Profesional en Ingeniería Civil 4. Tratamiento terciario Durante el tratamiento terciario o químico se busca  aumentar la calidad final del agua para poder devolverla al medio ambiente (mar, ríos, lagos)  y, en algunos casos, emplearla para la actividad humana. Para ello, se realizan una serie de procesos con el objetivo principal de eliminar agentes patógenos, como bacterias fecales. La filtración mediante camas de arena u otros materiales o la desinfección , ya sea mediante cloro (habitualmente hipoclorito sódico) o con luz UV,  para reducir la cantidad de organismos vivos microscópicos  que se han generado en las etapas anteriores. Métodos:

29. Escuela Profesional en Ingeniería Civil 1. Pre tratamiento—remoción física de objetos grandes. 2. Deposición primaria—sedimentación por gravedad de las partículas sólidas y contaminantes adheridos. 3. Tratamiento secundario—digestión biológica usando lodos activados o filtros de goteo que fomentan el crecimiento de microorganismos. 4. Tratamiento terciario—tratamiento químico (por ejemplo, precipitación, desinfección). También puede utilizarse para realzar los pasos del tratamiento primario.” El Organismo de Evaluación y Fiscalización ambiental (OEFA) afirma que el Perú produce diariamente un aproximado de 2.217.946 m3 de aguas residuales y solo el 32 %de esta agua es tratada adecuadamente, estimando que en el 2024 se genere más del doble de agua residual produciendo contaminación de las aguas; conduciendo a la destrucción de la biodiversidad, polución de la cadena alimentaria, la falta de agua dulce y multitud de enfermedades que afectan al ecosistema . Las aguas residuales poseen un aproximado del 99.9 % de agua y el resto está formado por sólidos orgánicos, procedentes de la acción humana y por minerales provenientes de los subproductos de desecho de la cotidianidad humana y la calidad del agua.

30. SITUACIÓN DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN EL PERÚ. De la revisión del estudio efectuado por SUNASS (2008), se desprende que el 70% de las aguas residuales en el Perú no tienen tratamiento de aguas alguno; asimismo, que de las 143 plantas de tratamiento residual que existen en el Perú, solo el 14% cumplen con la normatividad vigente para el cabal funcionamiento de las mismas; de acuerdo al Plan Nacional de Saneamiento 2006-2015, existe un déficit de 948 millones de dólares americanos, la inversión ejecutada hasta el 2005 por las Entidades Prestadoras de Servicios de Saneamiento (EPS) alcanzó el importe de 369 millones de dólares americanos. Millones de habitantes de nuestro país no tienen acceso a agua potable segura; el nivel de cobertura de agua potable en un nivel mayor al 80%, es solo en los Departamentos : Lambayeque, Lima, Callao, Ica, Arequipa y Tacna; la cobertura en menor al 40% en Amazonas, Huánuco Huancavelica y Puno; el agua no facturada es de aproximadamente el 40%; más de 10 millones de habitantes no tiene servicios de saneamiento; la cobertura de saneamiento mayor al 80% es solo en Lambayeque, Lima y Tacna, la cobertura de saneamiento del 20% al 40% es en Loreto, Ucayali y Madre de Dios.

31. 31 Para el caso de Lima, asumiendo una población de 10 millones de habitantes, que si el 99.5% sufre los efectos iniciales a largo plazo, y el 0.5% se encuentra en nivel crónico, asumiendo además un costo tratamiento en la fase inicial de S/. 100 Nuevos Soles por persona por año y para la fase crónica un costo de S/. 1,000 Nuevos Soles por persona por año, implica un costo en servicios de salud ascendente a US$ 326,562,500 que en cinco años significa un monto de US$ 1,632,812,500 es decir, la ejecución de una planta de tratamiento de aguas residuales domesticas para una población de 10 millones de habitantes equivalente a unos 1000 millones de US dólares, se encuentra justificado, máxime no se ha tomado en cuenta el costo tratamiento del cáncer de los pacientes que hubiesen sido afectados por el arsénico.