TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES IN SITUMODULO 6: Disposicin de desechos lquidos in situ: POZOS DE ABSORCIN

Descripcin ConceptoPropsito - FuncinPrincipio de funcionamientoLocalizacin Distancias mnimasRestricciones de usoElementos constitutivos (planos- diagramas)Criterios de dimensionamientoEspecificaciones de construccinOperacin y mantenimientoEjercicio de aplicacinTaller

Por:GILBERTO ARENAS YEPESIS, Esp., Msc.UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIAFACULTAD NACIONAL DE SALUD PBLICA2015

POZOS DE ABSORCIN O DE INFILTRACINDescripcinHoyo profundo excavado en la tierra para infiltrar el agua residual sedimentada en el tanque sptico (CEPIS/OPS).El pozo de absorcin es un hoyo o hueco excavado en la tierra, cuyas paredes se revisten con ladrillo o piedra pegada en seco (tipo panal) y tiene como finalidad o propsito recibir las aguas residuales provenientes del tanque sptico para infiltrarlas en el terreno. (CDMB).Un pozo de absorcin consiste en un hoyo cubierto, de forma circular cuyas paredes se revisten con ladrillo o piedra, dejando aberturas entre ellos y pegados (colocados) en seco, permitiendo a travs de sus paredes, la infiltracin del agua proveniente del tanque sptico (EPM).

POZOS DE ABSORCIN O DE INFILTRACINFuncin principio de funcionamientoEl pozo de absorcin tiene como funcin, recibir las aguas decantadas residuales de un tanque sptico, para infiltrar los lquidos en el terreno y estabilizar los slidos remanentes.Su forma de operacin es equivalente a la de los campos y zanjas de infiltracin. Cuando no se cuenta con rea suficiente de terreno o cuando el suelo sea impermeable dentro del primer metro de profundidad, existiendo despus de ello estratos favorables a la infiltracin, se podr construir un POZO DE ABSORCIN.

POZOS DE ABSORCIN O DE INFILTRACINLocalizacin de un pozo de absorcinLas normas generales para la ubicacin de un pozo de absorcin son:El rea del lote donde se construir el pozo de absorcin deber ser suficiente para mantener la distancia mnima requerida entre varios pozos (en caso de ser necesario).Debern ubicarse aguas abajo de pozos de abasto de agua y manantiales.

POZOS DE ABSORCIN O DE INFILTRACINDistancias mnimas para la localizacin de un pozo de absorcin

ENTRE POZO DE ABSORACIN Y:DISTANCIA HORIZONTAL (m)Nivel mximo de la superficie del agua de una represa o lago30Corriente de rio o quebrada30Pozo de abasto de agua a su tubera de succin30Una vivienda o institucin6.0Limites de propiedad3.0Lnea divisorias de lotes1.5Piscina o charcos tursticos15.0

POZOS DE ABSORCIN O DE INFILTRACINRestricciones para el uso de un pozo de absorcinEntre las restricciones para un pozo de absorcin, se pueden distinguir:Cuando la profundidad del nivel fretico se 3 m, las condiciones sern desfavorables para la construccin de un pozo de absorcin.La excavacin del pozo de absorcin deber terminar 1.2 m arriba del nivel fretico.En el rea efectiva de las paredes del pozo de absorcin, se debern considerar, nicamente, los estratos permeables y el espacio comprendido entre el tubo de llegada de las AR y el fondo del pozo.Si no de dispone de suficiente rea de terreno, las condiciones son favorables para construir un pozo de absorcin

CONTINUACION TABLA ANTERIOR

CRITERIOS DE DISEO POZO DE ABSORCINreas de absorcin requeridasCuando se determina que un pozo de absorcin es necesario y apropiado como sistema de tratamiento de AR, se requerir ejecutar la prueba de percolacin o filtracin (ver mtodo) para cada estrato vertical penetrado. (Se debe perforar un pozo de 1.0 m de dimetro por 2.0 m de profundidad aproximadamente).El promedio ponderado de los resultados, deber calcularse para obtener una cifra de diseo (Tp).Los estratos del subsuelo en donde la velocidad o tasa de percolacin exceda de 30 mm / 2.5 cm no debern incluirse en el calculo del rea de absorcin, lo mismo que para los estratos impermeables.A partir de las tasas de percolacin o de filtracin, es posible calcular las reas de absorcin requerida (m2).Para simplificar estos clculos, se presenta la siguiente tabla con las reas requeridas para diferentes tasas de infiltracin (solo se podr utilizar para la dotacin de agua indicada).

POZOS DE ABSORCIN CRITERIOS DE DISEOFuente: ROHUART (1986)

PARMETROVALORCarga hidrulica.0.025 0.05 m3/m2 * daProfundidad pozo.3 6 mDimetro del pozo.1.0 3.0 mSeparacin del fondo del pozo al nivel fretico. 1.20 mSeparacin entre ejes de pozos. 30

POZOS DE ABSORCIN RENDIMIENTOS MEDIOS DE DEPURACIN

PARMETRO% REMOCINSSTDBOsDQONitrgeno total (N)Fsforo total (P)Coliformes fecales80 9080 9075 8550 8040 7099 99.9

Requisitos de rea de absorcin (Pozo de absorcin) : dotacin residencias 150L/hab * da, escuelas 50L/Alum * da, restaurantes 25L/Com * da, hoteles y campamentos 95L/hab* da

CRITERIOS DE DISEO POZO DE ABSORCINEl rea de absorcin requerida: se calcula aplicando la siguiente expresin matemtica:

Donde:AABS = rea de absorcin requerida, m2D = Dimetro del pozo de absorcin, m2He = Altura del estrato permeable, mTAR = Tasa de aplicacin de AR o carga hidrulica, m3/m3 x daQAR = Caudal de AR proveniente del tanque sptico, m3/da

CRITERIOS DE DISEO POZO DE ABSORCINEn caso de presentarse reas muy grandes, que ocasionen pozos de absorcin demasiado profundos, se puede optar por construir varios pozos en paralelo.La separacin entre pozos, deber ser mayor de 3 veces el dimetro del mayor de los pozos y nunca menor que 4.0 m.Para pozos mayores de 6.0 m de profundidad, el espacio mnimo entre pozos deber ser de 6.0 m.Cuando se requiera de dos o mas pozos de infiltracin en paralelo, es necesario instalar o construir la respectiva caja de distribucin.

CRITERIOS DE DISEO POZO DE ABSORCINEl rea efectiva de absorcin del pozo, estar constituida por el rea lateral del cilindro, sin incluir el rea correspondiente a la base del cilindro o fondo del pozo. Para el calculo, ser considerara el dimetro exterior del pozo (D).La profundidad til del pozo de absorcin; se determinara asi:

El dimetro mnimo del pozo de absorcin: ser 1.2 m y la profundidad til no ser mayor a 5.0 m ( 5.0 m).La altura del pozo de absorcin (HTP): quedara fijada por la distancia entre el nivel a donde llega el tubo de descarga y el fondo del pozo.

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN POZO DE ABSORCIN

Los pozos de absorcin tendrn sus paredes verticales formadas por muros de mampostera (adobe ladrillo( sobrepuestos y conjuntas laterales libres espaciadas no mas de 1.0 cm.El espacio entre el muro y el terreno natural no ser menor de 10 cm y se rellenara con grava de 2.5 a 5.0 cm de dimetro.El fondo del pozo de absorcin deber ser cubierto con una capa de grava de 0.15 m de espesor y de 2.5 a 5.0 cm de dimetro.

ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIN POZO DE ABSORCIN

El muro de mampostera comprendido entre la superficie del terreno y el tubo de descarga, deber ser construido con ladrillos o bloques de concreto asentado con mortero de cemento.El espacio entre el muro y el terreno natural se rellenara con arcilla o con suelo natural extrado durante la etapa de excavacin.La losa de techo (tapa) del pozo de absorcin tendr una tapa de inspeccin de 0.60 m de dimetro o 0.60 m de lado si es cuadrada.

Operacin y Mantenimiento Pozo de AbsorcinLa operacin y mantenimiento de este sistema est referido a la inspeccin de ste contra la erosin y falla del sistema:ErosinSi existe erosin en el lugar o cerca de ste, causada por la lluvia, el viento o agua superficial, se llenarn las reas erosionadas con suelo (arcilla). Se deber plantar grama (grass) por encima del pozo de absorcin.Si el agua superficial es un problema, construir pequeos diques o trincheras para evitar que el agua ingrese a la zona de influencia del pozo.

Operacin y Mantenimiento Pozo de AbsorcinFalla del SistemaEl sistema de disposicin falla cuando alrededor del pozo no hay una gran absorcin del efluente o cuando el agua es absorbida ms lentamente de lo previsto.Cuando el sistema falla y no puede ser reparado, se debe abandonar y configurar otro sistema.El pozo de absorcin estar cerca de fallar cuando crezcan plantas, existan reas mojadas o cuando cerca del rea de influencia del pozo se detectan malos olores.

Aunque el sistema no pueda ser reparado, es adecuado revisarlo con ms frecuencia, as las causas del problema siguientes podran ser evitadas en el futuro.Localizacin inapropiada: Si el sitio no fue chequeado adecuadamente: las condiciones del suelo, el nivel de agua subterrnea (NF) o la capacidad de infiltracin, los resultados sern incorrectamente usados o ignorados.Diseo inapropiado: si el sistema fue sobre o infradiseado o el flujo de AR se in crement sustancialmente luego de ser diseado y no se tuvo en cuenta.Construccin inapropiada: si el sistema no fue construido acorde a las especificaciones del diseo. Esto podra significar: empalme incorrecto de la tubera de llegada, el pozo no es lo suficientemente profundo, mala seleccin del tamao de la grava a emplearse, incorrecta posicin del recubrimiento en panal de las paredes del pozo de absorcin.

EJERCICIO DE APLICACIN: DISEO POZO DE ABSORCINDeterminar el tamao de un pozo de absorcin que se requiere para disponer el efluente de un tanque sptico.

- QAR = 504 L/da - TAR = 20 L/m2*da- Profundidad del nivel fretico (Pnf) = 8.35 m- Dimetro del pozo: Entre 1.0 m a 3.5 m

SOLUCINPASO 1: Determinar el rea de orificios o huecos (Ao) requerida en las paredes del pozo: Ao = K * * D * H

Siendo : K = rea de orificios rea de ladrillosPor criterios de diseo K = = 0.5D = dimetro del pozo supuesto (m) H = Altura del pozo efectiva (sin CT) en m

Ao = = 25.2 m2

PASO 2: Determinar la altura del pozo (H): Suponer un D = 1.5 m.H = = 10.70 m

PASO 3: (comparar H Vs PNF)- Usar dos (2) pozos de 5.35 m de altura por 1.5 m de dimetro cada uno.- Usar tres (3) pozos de 3.60 m de altura por 1.5 m de dimetro cada uno. QAR = 504 L/daTAR 50 L/m2*da Ao = 25.2 m2 K * *D (0.5) (3.1416) (1.5 m)

Pozo de absorcin construido In-situ

EJERCICIO DE APLICACINSe tiene una vivienda para diez (10) personas con un consumo de agua de 150 L/hab x da. Por restricciones de espacio, se va a construir un pozo de absorcin para la disposicin de las AR provenientes del tanque sptico. La distancia mxima entre el nivel fretico y la superficie del terreno es de 8.0 m.Para explicar como se disea el pozo de absorcin cuando se tienen terrenos uniformes (perfil del suelo) o con estratos diferentes, se proceder de la siguiente manera:CASO 1: Suponer que la prueba de percolacin di como resultado una tasa de percolacin Tp = 15 min/2.5 cm y que todo el terreno tiene las mismas caractersticas de permeabilidad (un estrato).

CASO 2: Suponer que el terreno tiene varios estratos con diferentes tasas de percolacin segn se indica en la tabla siguiente:

ESTRATOPROFUNIDAD (m)TASA DE PERCOLACIN (Tp)AREA DE ABSORCIN REQUERIDA (m2/persona)10 - 1.2Suelo con una Tp >60min/2.5cmEste estrato no aporta rea de absorcin por cuanto su Tp >60min/2.5cm (a)21.2 1.5Formacin rocosaEste estrato no aporta rea de absorcin (b)31.5 2.4Tp = 15 min/2.5 cmSe requiere un rea de absorcin de 3m2/pers (c)42.4 6.5Tp = 5 min/2.5 cmSe requiere un rea de absorcin de 1.6 m2/per (c)

(a): No debern incluirse los estratos en donde la tasa de percolacin excede de 30 min /2.5 cm(b): No debern incluirse los estratos impermeables ni porosos, ni el rea del fondo del pozo en el clculo del rea de absorcin.(c): Datos obtenidos de la tabla Requisitos de rea de absorcin para sistemas que aprovecha el suelo como sistema de infiltracin.

SOLUCIN

Si se coloca la tubera de entrada al pozo de absorcin a 0.80m por debajo de la superficie, las distancias verticales quedarn as:NOTA: La distancia del fondo del pozo de absorcin al nivel fretico debe ser DNF mnimo 1.2M, LUEGO PARA ESTE CASO NO ES ACEPTABLE. Por lo tanto, se debe aumentar el Dp y repetir nuevamente el proceso anterior (Ejercicio para el estudiante).

CASO 2: Terreno con varios estratos Tp variableDe la tabla anterior (datos del problema), se puede concluir que ni el estrato 1 ni el estrato 2 se deben utilizar como medio de absorcin.

ESTRATOPROFUNDIDADUTILIZABLE?11.2NO20.3NO30.9SI42.9SI

Para el estrato 4

Este estrato deber proveer un rea de absorcin de: 30m2-4.24m2= 25.76 m2 Como el estrato 4 tiene una Tp = 5min /2.5cm, correspondiente a 1.6m2/per (ver tabla), entonces el estrato 4 necesita aportar un rea de absorcin menor que la del estrato 3 (3.0m2/per) y equivalente a 1.6m2/per = 0.53 del rea necesaria 3.0 m2/per

por proveer, calculada anteriormente.El rea por agregar ser:Aagregar = 0.53*25.76m2 = 13.65m2

Altura total del pozo (HTP) Dp = 1.5m13.65m2 = *Dp * HTPHTP = 13.65m = 2.9m *1.5m

SOLUCION CASO 2El dimensionamiento del pozo de absorcin para el caso 2 ser: