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Instalación de alcantarillado sanitario de PVC. Las alcantarillas sanitarias están dimensionadas para transportar la cantidad de aguas residuales generadas por el área de recolección. Las alcantarillas sanitarias son mucho más pequeñas que las alcantarillas combinadas diseñadas para transportar también escorrentía superficial .

Una alcantarilla sanitaria o alcantarillado sucio es una tubería subterránea o un sistema de túneles para transportar aguas residuales desde casas y edificios comerciales (pero no aguas pluviales ) a instalaciones de tratamiento o eliminación. Las alcantarillas sanitarias son parte de un sistema general llamado sistema de alcantarillado o alcantarillado .

Las aguas residuales pueden tratarse para controlar la contaminación del agua antes de descargarlas a las aguas superficiales . [1] [2] Las alcantarillas sanitarias que sirven a las áreas industriales también transportan aguas residuales industriales .

Los sistemas de alcantarillado sanitario separados están diseñados para transportar aguas residuales por sí solas. En los municipios que cuentan con alcantarillado sanitario, los desagües pluviales separados pueden transportar la escorrentía superficial directamente a las aguas superficiales. Las alcantarillas sanitarias se distinguen de las alcantarillas combinadas , que combinan las aguas residuales con la escorrentía de aguas pluviales en una tubería. Los sistemas de alcantarillado sanitario son beneficiosos porque evitan los desbordamientos de alcantarillado combinados .

Antecedentes [ editar ]

El tratamiento de aguas residuales es menos efectivo cuando los desechos sanitarios se diluyen con aguas pluviales, y los desbordamientos combinados de alcantarillado ocurren cuando la escorrentía de lluvias intensas o deshielo excede la capacidad hidráulica de las plantas de tratamiento de aguas residuales . [3] Para superar estas desventajas, algunas ciudades construyeron alcantarillas sanitarias separadas para recolectar solo las aguas residuales municipales y excluir la escorrentía de aguas pluviales, que se recolecta en drenajes pluviales separados. La decisión de construir un sistema de alcantarillado combinado o dos sistemas separados se basa principalmente en la necesidad de tratamiento de aguas residuales y el costo de proporcionar tratamiento durante eventos de lluvia intensa. Muchas ciudades con sistemas de alcantarillado combinados construyeron sus sistemas antes de instalar plantas de tratamiento de aguas residuales y no han reemplazado posteriormente esos sistemas de alcantarillado.[4]

Tipos [ editar ]

Alcantarillas convencionales por gravedad [ editar ]

Acceso de alcantarilla a alcantarillado
Esquema de un alcantarillado sanitario convencional para transportar aguas negras y grises desde los hogares a una instalación centralizada de tratamiento de aguas residuales . [5]
Una tapa de alcantarilla por un punto de acceso de alcantarillado sanitario.
Vista mirando hacia abajo en una boca de acceso abierta que muestra dos líneas de alcantarillado sanitario convergentes. La línea más grande entra por la derecha y cambia de dirección dentro de la alcantarilla para salir por la parte superior de la foto. Una línea más pequeña ingresa desde la parte inferior de la foto debajo de los escalones de acceso. El piso de concreto del pozo tiene canales para minimizar la acumulación de sólidos.
Interior de un gran alcantarillado sanitario visto desde una boca de acceso.

En el mundo desarrollado, las alcantarillas son tuberías que van de los edificios a uno o más niveles de tuberías principales subterráneas más grandes, que transportan las aguas residuales a las instalaciones de tratamiento de aguas residuales . Las tuberías verticales, generalmente de hormigón prefabricado , llamadas bocas de acceso , conectan la red a la superficie. Dependiendo de la aplicación y el uso del sitio, estos tubos verticales pueden ser cilíndricos , excéntricos o concéntricos . Las alcantarillas se utilizan para acceder a las tuberías de alcantarillado para inspección y mantenimiento, y como medio para ventilar los gases de alcantarillado. También facilitan los ángulos verticales y horizontales en tuberías que de otro modo serían rectas. [6]

Las tuberías que transportan las aguas residuales de un edificio individual a una línea de alcantarillado por gravedad común se denominan laterales. Los ramales de alcantarillado suelen pasar por debajo de las calles que reciben los laterales de los edificios a lo largo de esa calle y descargan por gravedad en los conductos de alcantarillado en las alcantarillas. Las ciudades más grandes pueden tener alcantarillas llamadas interceptores , que reciben flujo de múltiples alcantarillas troncales. [7] [8]

El diseño y dimensionamiento de las alcantarillas sanitarias tiene en cuenta la población a la que se atenderá durante la vida útil prevista de la alcantarilla, la producción de aguas residuales per cápita y el flujo máximo a partir de los horarios de las rutinas diarias. Los diámetros mínimos de alcantarillado a menudo se especifican para evitar el bloqueo por materiales sólidos que se descargan en los inodoros; y se pueden seleccionar gradientes para mantener velocidades de flujo que generen suficiente turbulencia para minimizar la deposición de sólidos dentro de la alcantarilla. También se consideran los flujos de aguas residuales comerciales e industriales, pero la desviación de la escorrentía superficial hacia los desagües pluviales elimina los picos de flujo en clima húmedo de alcantarillas combinadas ineficientes. [9]

Force mains [ editar ]

Es posible que se necesiten bombas cuando las alcantarillas por gravedad atiendan áreas en elevaciones más bajas que la planta de tratamiento de aguas residuales, o áreas distantes en elevaciones similares. Una estación de bombeo es un sumidero de alcantarillado que eleva las aguas residuales acumuladas a una elevación más alta. La bomba puede descargar a otra alcantarilla por gravedad en ese lugar o puede descargar a través de una tubería de fuerza presurizada a algún lugar distante. [8]

Alcantarillado efluente [ editar ]

Los sistemas de alcantarillado de efluentes, también llamados sistemas de drenaje de efluentes de tanques sépticos (STED) o sistemas de alcantarillado sin sólidos (SFS), tienen tanques sépticos que recolectan las aguas residuales de residencias y negocios, y el efluente que sale del tanque se envía a un alcantarillado centralizado tratamientoplanta o un sistema de tratamiento distribuido para su posterior tratamiento. La mayoría de los sólidos son eliminados por los tanques sépticos, por lo que la planta de tratamiento puede ser mucho más pequeña que una planta típica. Además, debido a la gran reducción de desechos sólidos, se puede utilizar un sistema de bombeo, en lugar de un sistema de gravedad, para mover las aguas residuales. Los tubos tienen diámetros pequeños, típicamente de 1,5 a 4 pulgadas (4 a 10 cm). Debido a que la corriente de desechos está presurizada, se pueden colocar justo debajo de la superficie del suelo a lo largo del contorno del terreno. [ cita requerida ]

Alcantarillado simplificado [ editar ]

Las alcantarillas sanitarias simplificadas consisten en tuberías de pequeño diámetro, típicamente alrededor de 100 milímetros (4 pulgadas), a menudo colocadas en pendientes bastante planas (1 en 200). Aunque el costo de inversión de las alcantarillas sanitarias simplificadas puede ser aproximadamente la mitad del costo de las alcantarillas convencionales, los requisitos de operación y mantenimiento suelen ser más altos. Las alcantarillas simplificadas son más comunes en Brasil y también se utilizan en varios otros [ ¿cuáles? ] países en desarrollo. [ cita requerida ]

Alcantarillado al vacío [ editar ]

En las comunidades bajas, las aguas residuales a menudo se transportan por alcantarillado al vacío . Las tuberías varían en tamaño desde tuberías de 10 centímetros (3,9 pulgadas) de diámetro hasta túneles revestidos de hormigón de hasta 9 metros (30 pies) de diámetro. Un sistema de baja presión utiliza una pequeña bomba trituradora ubicada en cada punto de conexión, generalmente una casa o negocio. Los sistemas de alcantarillado por vacío utilizan presión atmosférica diferencial para mover el líquido a una estación de vacío central. [10]

Mantenimiento [ editar ]

El desbordamiento del alcantarillado sanitario puede ocurrir debido a líneas de alcantarillado bloqueadas o rotas, infiltración de aguas pluviales excesivas o mal funcionamiento de las bombas. En estos casos, las aguas residuales sin tratar se descargan de un alcantarillado sanitario al medio ambiente antes de llegar a las instalaciones de tratamiento de aguas residuales . Para evitar esto, se requiere mantenimiento.

Los requisitos de mantenimiento varían según el tipo de alcantarillado sanitario. En general, todas las alcantarillas se deterioran con el tiempo, pero la infiltración y el flujo de entrada son problemas exclusivos de las alcantarillas sanitarias, ya que tanto las alcantarillas combinadas como los desagües pluviales están dimensionados para transportar estas contribuciones. Mantener la infiltración a niveles aceptables requiere un estándar de mantenimiento más alto que el necesario por consideraciones de integridad estructural de alcantarillas combinadas. [11] Se requiere un programa integral de inspección de la construcción para evitar la conexión inapropiada de los desagües del sótano, el patio y el techo a las alcantarillas sanitarias. [12]La probabilidad de conexiones inapropiadas es mayor cuando las alcantarillas combinadas y las alcantarillas sanitarias se encuentran muy cerca, porque es posible que el personal de construcción no reconozca la diferencia. Muchas ciudades más antiguas todavía usan alcantarillas combinadas, mientras que los suburbios adyacentes se construyeron con alcantarillas sanitarias separadas.

Durante décadas, cuando las tuberías de alcantarillado sanitario se agrietaron o sufrieron otros daños, la única opción fue una costosa excavación, remoción y reemplazo de la tubería dañada, que generalmente requería la repavimentación de la calle después. A mediados de la década de 1950, se inventó una unidad en la que dos unidades en cada extremo con una mezcla de cemento especial en el medio se extraían de una tapa de registro a la siguiente, recubriendo la tubería con cemento a alta presión, que luego se curaba rápidamente , sellando todas las grietas y roturas en la tubería. [13]Hoy en día, algunos municipios utilizan un método similar que utiliza resina epoxi para revestir tuberías viejas o dañadas, creando efectivamente una "tubería en una tubería". Estos métodos pueden no ser adecuados para ubicaciones donde se requiere el diámetro completo de la tubería original para transportar los flujos esperados, y pueden ser una inversión imprudente si se pueden anticipar mayores flujos de aguas residuales debido al crecimiento de la población, el aumento del uso de agua o nuevas conexiones de servicio dentro de los vida útil de la reparación.

Otro método popular para reemplazar líneas viejas o dañadas se llama rotura de tubería , donde una tubería nueva, generalmente PVC o plástico ABS, se extrae a través de la tubería vieja detrás de una "cabeza de expansión" que rompe la tubería vieja a medida que se extrae la nueva. Detrás de eso.

Estos métodos son los más adecuados para alcantarillas troncales, ya que la reparación de líneas con conexiones laterales es complicada al hacer provisiones para recibir flujos laterales sin aceptar infiltraciones indeseables de uniones inadecuadamente selladas.

Ventilación [ editar ]

A veces, una alcantarilla tiene un tubo de ventilación alto para liberar gases contaminantes lejos de las personas. Los nombres comunes son, tubería apestosa, poste apestoso, tubería apestosa y tubería de ventilación de alcantarillado. [14]

Historia [ editar ]

Sanitary sewers evolved from combined sewers built where water was plentiful. Animal feces accumulated on city streets while animal-powered transport moved people and goods. Accumulations of animal feces encouraged dumping chamber pots into streets where night soil collection was impractical.[15] Combined sewers were built to use surface runoff to flush waste off streets and move it underground to places distant from populated areas. Sewage treatment became necessary as population expanded, but increased volumes and pumping capacity required for treatment of diluted waste from combined sewers is more expensive than treating undiluted sewage.[16]

See also[edit]

  • Blackwater (waste)
  • Fatberg (sewer obstruction)
  • Greywater
  • Sewerage
  • Sewer mining
  • Stormwater
  • Water pollution

References[edit]

  1. ^ Metcalf, Leonard; Eddy, Harrison P. (1922). Sewerage and Sewage Disposal: A Textbook. New York: McGraw-Hill.
  2. ^ Staley, Cady; Pierson, George S. (1899). The Separate System of Sewerage, Its Theory and Construction. New York: Van Nostrand.
  3. ^ Report to Congress: Impacts and Control of CSOs and SSOs (Report). Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). August 2004. p. ES-2. EPA-833-R-04-001.
  4. ^ Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Wastewater Engineering: collection, treatment, disposal. New York: McGraw–Hill. p. 119.
  5. ^ Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph., Zurbrügg, C. (2014) Compendium of Sanitation Systems and Technologies (2nd Revised Edition). Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag), Duebendorf, Switzerland. ISBN 978-3-906484-57-0.
  6. ^ "Acu-Sewer Pressure Pipe for Sewer Mains". Acu-Tech Piping Systems. Retrieved 2018-10-03.
  7. ^ Lee, C.C., ed. (2005). Environmental Engineering Dictionary (4th ed.). Lanham, MD: Government Institutes. p. 423. ISBN 9780865878488.
  8. ^ a b Design and Construction of Sanitary and Storm Sewers. New York: American Society of Civil Engineers and Water Pollution Control Federation. 1969. pp. 2, 288.
  9. ^ Tyler, Richard G. (1959). "Section 9". Civil Engineering Handbook (4th ed.). New York: McGraw-Hill. pp. 1–24.
  10. ^ Wastewater Treatment/Disposal for Small Communities: Manual (Report). EPA. 1992. pp. 84–88. EPA 625/R-95/005.
  11. ^ Hammer, Mark J. Water and Waste-Water Technology (1975) John Wiley & Sons ISBN 0-471-34726-4 p.442
  12. ^ Steel, E.W.; McGhee, Terence J. (1979). Water Supply and Sewerage (5th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 22. ISBN 0-07-060929-2.
  13. ^ "Sewer Sealing Machine Patches Cracks Underground." Popular Mechanics, April 1956, p. 86.
  14. ^ https://www.thenorthernecho.co.uk/history/3211527.just-tip-stink-pole/
  15. ^ Bellis, Mary (2018-03-31). "The History of Plumbing". Archived from the original on 2017-10-14. Retrieved 2018-05-14. Alt URL
  16. ^ Steel, E.W.; McGhee, Terence J. (1979). Water Supply and Sewerage (5th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 318. ISBN 0-07-060929-2.