Sumidero

Un sumidero es un tipo de dolina circular que acta como desage natural para el

agua de lluvia o para corrientes superficiales como ros o arroyos.1Generalmente

se forma en suelos de piedra caliza, donde se filtra agua ligeramente cida que

poco a poco carcome el subsuelo hasta que se forma una cueva subterrnea y el

agua que se sigue filtrando provoca el derrumbe del techo de dichas cuevas hasta

que se forma un sumidero. Los sumideros alimentan el caudal de ros

subterrneos que a su vez suelen alimentar acuferos que son importantes fuentes

de agua, tanto para los humanos como para ciertos hbitats.

En algunas zonas del mundo los sumideros se han utilizado o utilizan

como vertederos,2 cosa que afecta la calidad del agua subterrnea, y por lo tanto, la

de los acuferos. A otros los han sellado con cemento u otro material para as poder

construir sobre ellos, lo que puede afectar el caudal subterrneo. Incluso, al ser

desages naturales, el obstruirlos puede traer consecuencias superficiales

desastrosas como, por ejemplo, inundaciones.

Tipos de Sumideros.

La seleccin del tipo de sumidero apropiado es importante, ya que de ello depende

la capacidad de captacin del caudal y en consecuencia del caudal que ingresa al

colector.

En general los sumideros se dividen en cuatro tipos:

-Sumideros de ventana o acera

-Sumideros de reja o calzada

-Sumideros mixtos o combinado

-Sumideros especiales

a) Sumidero de ventana o acera

Consiste en una abertura a manera de ventana practicada en el bordillo o cordn

de la acera, generalmente deprimida con respecto a la cuneta. El sumidero posee

adems de la ventana, uncanal lateral de desage, una pequea camara de

recoleccin de sedimentos y una tuberia de conexin con el colector publico.

La longitud de la ventana normalmente es de 1.50m con una depresin minima de

2.5cm.

El funcionamiento hidraulico de este sumidero es ineficiente, en especial cuando

no existe la depresin o se encuentra en calles con pendiente pronunciada. Su

mayor ventaja radica en su poca interferencia con el transito vehicular, el

margen de ello son costosos y captan facilmente desperdicios (basuras), que

perjudican su normal funcionamiento.

Para decidir la utilizacin de este tipo de sumideros debemos considerar las

siguientes recomendaciones:

-Razones de tipo vial en funcin a una prioridad de la via

-Es recomendable su uso en puntos bajos

-No deben ser utilizados cuando existe la posibilidad de acarreo cuantiosos

de sedimentos y desperdicios

b) Sumidero de reja o calzada

Consiste en la ejecucin de una camara donde penetran las aguas pluviales, esta se

cubre con una reja para impedir la precipitacin de vehiculos, personas u objetos

de cierto tamaflo. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la camara

de desage y la tuberia de conexin al colector.

Existen numerosos tipos de rejas, tales como de barras paralelas a la direccin del

flujo (mas comn) en la calzada, de barras normales a dicha direccin. Existen

diferentes formas de barras siendo las mas comunes las rectangulares y las

redondas.

La mayor ventaja de este sumidero, es su capacidad hidrulica bastante superior al

de ventana, en especial con pendientes pronunciadas. Su mayor desventaja son los

inconvenientes que causa el transito y la facilidad de captacin de desperdicios que

tapona el rea til de la reja, adems del ruido que se produce cuando un vehculo

pasa sobre ella.

Las recomendaciones para la utilizacin de este tipo de sumidero a continuacin:

-Utilizarlos preferentemente en calles o avenidas de pendientes pronunciadas (de

un 3% o ms)

-Las rejas de barras dispuestas en forma diagonal, por su uso generalizado y por su

ventaja para la circulacin de bicicletas.

-No se deben utilizar sumideros deprimidos de rejas cuando estos ocupen parte o

la totalidad de la calzada

-No se deben utilizar en puntos bajos, salvo cuando no sea posible colocar los de

tipo ventana

c)Sumidero mixto o combinado

Es una combinacin de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos

lo mas positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la

ocupacin de la calzada para el sumidero de rejas.

Las recomendaciones prcticas para su utilizacin son las siguientes:

-Utilizarlos en lugares donde seria en principio, preferibles los sumideros de

ventana, pero donde la eficiencia de captacin de estos sea menor del 75%

-Es recomendable suponer un rea efectiva del 67% del rea total de la reja y la

ventana.

d) Sumideros especiales

Son aquellos que tienen una configuracin algo diferente de los anteriores. Son

utilizados en los siguientes casos:

-Conexin de calles con canales abiertos o caudales naturales

-Coleccin de aguas superficiales de areas extensas

-Conexin directa entre colectores y pequefas calles naturales

Para el calculo de los diferentes tipos de sumideros, ver el capitulo de referente al

Disefo del alcantarillado pluvial

Pozo Sptico

Las fosas spticas son unidades de tratamiento primario de las aguas

negras domsticas; en ellas se realiza la separacin y transformacin fsico-

qumica de la materia slida contenida en esas aguas. Se trata de una forma

sencilla y barata de tratar las aguas negras y est indicada (preferentemente) para

zonas rurales o residencias situadas en parajes aislados. Sin embargo, el

tratamiento no es tan completo como en una estacin para tratamiento de aguas

negras.

Es Un sistema muy comn para tratar aguas residuales, tanto en zonas rurales,

como urbanas (cada vez menos) es la fosa sptica o pozo sptico, a veces unido con

un sistema de filtracin aadido. La fosa sptica quita los slidos sedimentarios y

flotantes del agua negra y el sistema de absorcin filtra y trata el efluente

clarificado de la fosa sptica. El quitar los slidos del agua residual protege el

sistema de filtracin terriza contra obstruccin y falla prematura. A la misma vez

que quita materia slida, la fosa sptica tambin permite digestin de una porcin

de la materia slida y almacena la porcin no digerida.

FUNCIONAMIENTO DEL POZO SEPTICO

Las fosas spticas quitan materia slida por DECANTACION, al detener agua

residual en el tanque, que permite que se hundan los sedimentos y que flote la capa

de impurezas. Para que esta separacin ocurra, agua residual debe detenerse en el

tanque por un mnimo de 24 horas. Hasta el 50 por ciento de los slidos retenidos

en el tanque se descomponen. La materia slida restante se acumula en el tanque.

No se necesitan aditivos biolgicos ni qumicos para ayudar o acelerar la

descomposicin.

El cieno contina acumulndose en el fondo de la fosa spticamientras se usa el

sistema sptico, sin ningn tipo de intervencin. Los pozos diseados debidamente

cuentan con espacio seguro para la acumulacin de al menos, tres aos de cieno.

Cuando el nivel del cieno sobrepasa este punto, las aguas negras tienen menos

tiempo para separar la materia slida del agua antes de salir del tanque, por lo que

el proceso deja de realizarse con eficacia. Mientras sube el nivel del cieno, ms

materia slida entra en el rea de filtracin. Si el cieno se acumula durante

demasiado tiempo, no ocurre ninguna separacin de materia slida del agua y

aguas negras entran directamente en el rea de filtracin. Para prevenir esto, el

tanque tiene que ser vaciado de cieno, normalmente con una bomba de un vehculo

especial para el vaciado dePozos Spticos.

El plazo para el vaciado de un Pozo Sptico depende, bsicamente de:capacidad

del tanque spticocantidad de aguas residuales (relacionado con el tamao de la

familia)volumen de materia slida en el agua residual (ms materia slida si se usa

el triturador de basura).

Sistema Hidroneumtico

Entre los diferentes sistemas de abastecimiento y distribucin de agua en edificios

e instalaciones, los Equipos Hidroneumticos han demostrado ser una opcin

eficiente y verstil, con grandes ventajas frente a otros sistemas; este sistema evita

construir tanques elevados, colocando un sistema de tanques parcialmente llenos

con aire a presin. Esto hace que la red hidrulica mantenga una presin excelente,

mejorando el funcionamiento de lavadoras, filtros, regaderas, llenado rpido de

depsitos en excusado, operaciones de fluxmetros, riego por aspersin, entre

otros; demostrando as la importancia de estos sistemas en diferentes reas de

aplicacin. As mismo evita la acumulacin de sarro en tuberas por flujo a bajas

velocidades. Este sistema no requiere tanques ni red hidrulica de distribucin en

las azoteas de los edificios (evitando problemas de humedades por fugas en la red)

que dan tan mal aspecto a las fachadas y quedando este espacio libre para

diferentes usos.

Los Sistemas Hidroneumticos se basan en el principio de compresibilidad o

elasticidad del aire cuando es sometido a presin, funcionando de la siguiente

manera: El agua que es suministrada desde el acueducto pblico u otra fuente, es

retenida en un tanque de almacenamiento; de donde, a travs de un sistema de

bombas, ser impulsada a un recipiente a presin (de dimensiones y

caractersticas calculadas en funcin de la red), y que posee volmenes variables

de agua y aire. Cuando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, se

comprime el aire y aumenta la presin, cuando se llega a un nivel de agua y presin

determinados (Pmx.), se produce la seal de parada de bomba y el tanque queda

en la capacidad de abastecer la red; cuando los niveles de presin bajan, a los

mnimos preestablecidos (Pmn.) se acciona el mando de encendido de la bomba

nuevamente. y las bombas prenden y apagan continuamente. El diseo del sistema

debe considerar un tiempo mnimo entre los encendidos de las bombas conforme a

sus especificaciones, un nivel de presin (Pmn) conforme al requerimiento

de presin de instalacin y un Pmx, que sea tolerable por la instalacin y

proporcione una buen calidad de servicio.

Usualmente los encargados de los proyectos consideran un diferencial de presin

de 10 mca, lo que puede resultar exagerado, ya que en el peor de los casos la

presin vara permanentemente entre 5 y 15 mca. Este hecho es el que los

usuarios notan, ya que estas variaciones en la presin se traducen en fluctuaciones

del caudal de agua. Adems, el sistema de calentamiento de agua variar su

temperatura en funcin del caudal. En efecto, el caudal de 15 mca es un 35%

superior al que se tiene, si la presin es de 5 mca. Una instalacin con sistema

hidroneumtico, calculado segn lo anterior, consumir un 18 % ms de agua por

el hecho de tener que aumentar la presin sobre el mnimo, este aumento conlleva

a una prdida de energa importante.

Mientras mayor sea el diferencial de presin y menor el tiempo entre partidas de

los motores, ms pequea resulta la capacidad del estanque de presin.

Las bombas estarn funcionando entre dos puntos de operacin de presin y por

consiguiente de caudal, por lo que al no ser un punto nico, no podr estar

permanentemente en su punto ptimo de eficiencia.

El reglamento de Instalaciones Sanitarias obliga a que la capacidad de las bombas

sea un 125% del gasto mximo probable a la presin mnima requerida para el

sistema, a fin de asegurar abastecer la demanda mxima al mismo tiempo que se

llena el estanque de presin.

Componentes del Sistema Hidroneumatico

Un sistema hidroneumtico debe estar constituido por los siguientes

componentes:

Un tanque de presin: Consta de un orificio de entrada y uno de salida

para el agua (en este se debe mantener un sello de agua para evitar la

entrada de aire en la red de distribucin), y otro para la inyeccin de aire en

caso de que este falte.

Un nmero de bombas acorde con las exigencias de la red. (Una o dos en

caso de viviendas unifamiliares y dos o ms para edificaciones mayores).

Interruptor elctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso de

faltar agua en el estanque bajo.

Llaves de purga en las tuberas de drenaje.

Vlvula de retencin en cada una de las tuberas de descarga de las bombas

al estanque hidroneumtico.

Conexiones flexibles para absorber las vibraciones.

Llaves de paso entre la bomba y el equipo hidroneumtico; entre este y el

sistema de distribucin.

Manmetro.

Vlvulas de seguridad.

Dispositivo para control automtico de la relacin aire/agua. (Puede

suprimirse en caso de viviendas unifamiliares)

Interruptores de presin para arranque a presin mnima y parada a

presin mxima, arranque aditivo de la bomba en turno y control del

compresor.

Indicador exterior de los niveles en el tanque de presin.(Puede

suprimirse en caso de viviendas unifamiliares)

Tablero de potencia y control de motores.(Puede suprimirse en caso de

viviendas unifamiliares)

Dispositivo de drenaje del tanque hidroneumtico y su correspondiente

llave de paso.

Compresor u otro mecanismo que reponga el aire perdido en el tanque

hidroneumtico.

Filtro para aire, en el compresor o equipo de inyeccin.

Sistema de captacin de aguas de lluvia

Un sistema de captacin de agua consiste en la recoleccin o acumulacin y el

almacenamiento de agua para cualquier uso.

Un sistema bsico de captacin de agua est compuesta por: Captacin,

Recoleccin-conduccin y Almacenamiento.

La viabilidad tcnica y econmica depender de la pluviosidad de la zona de

captacin y del uso que se le d al recurso agua. An as, aquellos lugares del

mundo con alta o media precipitacin son los candidatos ms atractivos donde

implementar el sistema.

rea de captacin del agua de lluvia

El rea de captacin es la superficie sobre la cual cae la lluvia. Las reas que se

utilizan para este fin son los techos de casas habitacin, escuelas, bodegas,

invernaderos y laderas revestidas o tratadas con materiales que la

impermeabilizan. Es importante que los materiales con que estn construidas

estas superficies, no desprendan olores, colores y sustancias que puedan

contaminar el agua pluvial o alterar la eficiencia de los sistemas de tratamiento.

Adems, la superficie debe ser de tamao suficiente para cumplir la demanda y

tener la pendiente requerida para facilitar el escurrimiento pluvial al sistema de

conduccin; es importante mencionar que solo se debe considerar la proyeccin

horizontal del rea de captacin y expresarla en m2.

A continuacin se describen los tipos de techos utilizados para la captacin del

agua pluvial.

Techos: En las zonas urbanas los techos estn construidos de concreto, aleacin de

lmina galvanizada y antimonio; en las zonas periurbanas y rurales, de concreto,

lminas de asbesto, lmina galvanizada, madera y paja; tambin se pueden utilizar

las superficies impermeables (canchas, patios, estacionamientos), que no

desprendan residuos o contaminantes al contacto con el agua e incrementen el

costo del tratamiento para obtener un producto de calidad. En el caso de

materiales de concreto se deben limpiar antes de impermeabilizar; si son de

lmina galvanizada o asbesto se recomienda revisar si tienen algn deterioro y en

su caso sustituirlas por otros, antes de su impermeabilizacin. Adems, se requiere

asegurar y verificar que sus estructuras soporten el peso de las canaletas ms el

agua de lluvia.

Techos cuenca: Son estructuras diseadas para la recoleccin directa del agua de

lluvia compuesta bsicamente de dos secciones: el techo, que funciona como rea

de contribucin y retardador de evaporacin, abajo de ste se encuentra el tanque

o cisterna de almacenamiento. El techo est formado por dos superficies que

convergen en un canal central lo cual permite que el agua de lluvia se conduzca

directamente por gravedad a la cisterna. Para indicar el nivel de almacenamiento

se instala un piezmetro en la pared externa del tanque. El sistema de conduccin

del agua consiste de una vlvula de salida, continuada por una tubera para

terminar en una llave para el uso pblico.

Laderas: Cuando el rea de captacin de los techos es insuficiente se selecciona

una superficie o ladera que requiera las mnimas actividades de movimiento de

tierras (relleno, nivelacin y

rea de captacin

Tanque de almacenamiento Componentes del Sistema de Captacin y

Aprovechamiento del Agua de Lluvia compactacin), posteriormente se recubre

toda la superficie con algn material impermeable como: plstico de invernadero,

geomembrana, CONSOLID y concreto.

Sistema de conduccin

El sistema de conduccin se refiere al conjunto de canaletas o tuberas de

diferentes materiales y formas que conducen el agua de lluvia del rea de

captacin al sistema de almacenamiento a travs de bajadas con tubo de PVC. Las

canaletas se instalan en los bordes ms bajos del techo, en donde el agua de lluvia

tiende a acumularse antes de caer al suelo; el material debe ser liviano, resistente,

fcil de unir entre s, debe combinar con los acabados de las instalaciones (zonas

urbanas), que no contamine con compuestos orgnicos o inorgnicos ; por lo que

se recomienda se coloquen mallas que detengan basura, slidos y hojas, para

evitar la obstruccin del flujo en la tubera de conduccin; as mismo, realizar en

los techos labores de limpieza al inicio de la poca de lluvias.

Los materiales utilizados son: aluminio, lmina galvanizada, PVC y recursos

maderables de cada regin. Actualmente se ha visto que los arquitectos, ingenieros

y dueos de casas consideran estructuras diversas para la coleccin del agua de

lluvia.

Estructura para el almacenamiento del agua de lluvia

Son cisternas o tanques donde se almacena el agua de lluvia captada, que puede

utilizarse, previo al tratamiento para uso domstico durante todo el ao.

Los materiales ms utilizados para la construccin de las cisternas o tanques de

almacenamiento son los siguientes:

Plsticos: Fibra de vidrio, polietileno y PVC

Metales: Barril de acero, tanque de acero galvanizado.

Concreto: Ferrocemento, piedra y bloque de concreto.

Madera: Madera roja, abeto, ciprs (es eficiente pero cara).

A continuacin se describen varios tipos de cisternas construidas con diferentes

materiales:

A. Tanques o cisternas de Ferrocemento: Estas cisternas son rpidas de

construir, igualmente los materiales se consiguen fcilmente para que los mismos

usuarios las construyan. A continuacin se presenta el proceso de construccin de

una cisterna de Ferrocemento.

B. Cisternas de concreto

Las cisternas de concreto se fabrican bajo condiciones controladas, despus son

trasladadas al sitio de instalacin. La capacidad de almacenamiento es de 5 a 35

m3; cuando las dimensiones son mayores se construyen en el sitio seleccionado.

La calidad del agua almacenada depende de los acabados realizados sobre sus

paredes y el material utilizado para impermeabilizar. Las cisternas pueden estar

sobre la superficie del suelo, enterradas o semienterradas; sin embargo, es una

tecnologa costosa para los pases en desarrollo.

C Cisternas de cemento-tabique:Son las ms simples y comunes en las zonas

rurales de Mxico y son construidas con arcilla horneada y arena cementada.

D Cisternas revestidas: con cubierta flotante de geomembrana de PVC,

polietileno de alta densidad polipropileno reforzado

Dentro de las nuevas tecnologas de productos geosintticos se encuentran las

geomembranas, que son impermeables a fluidos y partculas, evitan filtraciones,

fugas y contaminacin del agua almacenada. La geomembrana de PVC, el

polietileno de alta densidad y alto peso molecular y el polipropileno reforzado

ofrecen muchas ventajas: facilidad de instalacin, elasticidad, resistencia a

punzonamiento, de fcil colocacin por ser termofusionable (cisternas, canales y

otros depsitos); algunas de sus propiedades son: 25 aos de vida y elongacin del

200 % sin perder su estructura molecular. La impermeabilizacin obtenida con 1

mm de espesor de geomembrana de PVC equivale a la impermeabilidad de 1 m de

arcilla compactada. Una cisterna de concreto resulta de cuatro a cinco veces ms

costosa que una recubierta con estos productos geosintticos.

E. Cisternas de metal

Es el material ms utilizado en la construccin de cisternas y tanques que

almacenan agua de lluvia.

El acero galvanizado no es resistente a la corrosin, pero es frecuentemente ms

resistente a la oxidacin. En los tanques nuevos podra existir un exceso de zinc, el

cual puede afectar el sabor del agua de lluvia almacenada. Estos tanques deben

lavarse con agua antes de usarse.

F. Tanque de polietileno

Es ampliamente utilizado para el almacenamiento de agua, vara en forma, tamao

y color, puede ser usado superficialmente o enterrado, fcil de transportar e

instalar, durable, flexible, con acabados sanitarios para agua potable.

G. Cisterna de madera

Las civilizaciones humanas han utilizado estas cisternas, construidas con Secoya, u

otra madera para almacenar agua para diversos usos y para consumo humano.

Actualmente este tipo de cisternas tienen una gran presentacin esttica, a veces

resulta una opcin deseable ya que son construidos de pino, cedro y ciprs,

envuelto con cables de acero de alta tensin.

Filtracin del agua de lluvia

La filtracin es el proceso para separar un slido del lquido en el que est

suspendido, al hacerlo pasar, a travs de un medio poroso (filtro) y por el cual, el

lquido puede pasar fcilmente.

Cuando el agua de lluvia es captada de los techos, se debe instalar un tanque para

almacenar temporalmente las primeras lluvias contaminadas por basura, hojas y

polvo, para utilizarla en el riego de frutales, hortalizas u otras aplicaciones que no

requieran una alta calidad del agua.

El dispositivo ms sencillo consiste en colocar una malla a la mitad de un bote de

19 litros y en la parte del fondo se adapta a la tubera de la lnea de conduccin.

En los sistemas de captacin del agua de lluvia a nivel comunitario se puede

reducir la turbidez mediante la construccin e instalacin de un sedimentador o

bien la instalacin de un filtro modular de sedimentos su construccin consiste en

un cuerpo de PVC hidrulico, con un sistema filtrante de arenas y gravas slicas; su

ubicacin es en la parte superior de la cisterna cementada a la red principal justo

antes de la descarga del agua pluvial.