Lagunas de Estabilización

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También llamadas lagunas de oxidación, son depósitos de agua de profundidad de entre 1 y 3.5 m., y tienen como finalidad estabilizar la materia orgánica presente en las aguas residuales. Este tipo de tratamiento se emplea extensamente en comunidades rurales o pequeñas y por su flexibilidad, bajo costo de inversión, operación y mantenimiento, es una opción a los procesos convencionales de tratamiento de aguas residuales.

Clasificación

La clasificación de estas lagunas de tratamiento depende de factores tales como: tiempo de retención, carga orgánica por unidad de área, proceso de estabilización (aerobio, anaerobio o mixto), profundidad de la laguna, etc. En términos generales las lagunas se pueden clasificar como lagunas de estabilización si este es el primer paso de tratamiento de las aguas residuales, o como lagunas de oxidación, en caso de que las lagunas sean un paso posterior a otro previo proceso de tratamiento.

Si la carga orgánica por unidad de área es demasiado alta y no existe aireación mecánica o inducida y el suministro de oxígeno es insuficiente para tener oxígeno residual, la laguna es anaerobia. Si la laguna es lo suficientemente profunda y existe una aireación inducida o natural solo para las capas superiores de agua, se tendrá una condición aerobia en la superficie de la laguna y anaerobia en el fondo de la misma. Este tipo de lagunas son llamadas facultativas.

Si se suministra aire por agitación superficial o por inyección, se tendrá una laguna aireada. La aireación puede ser baja o intensa, por lo que se tendrá lagunas de mezclado parcial y de mezclado total. La diferencia entre estos dos tipos de aireación, es que a las lagunas de mezclado completo se les suministra una agitación tan intensa que los sólidos que inicialmente sedimentan se encuentran en suspensión en el proceso de digestión microbiana. En las lagunas de mezclado parcial, la agitación no es tan intensa, por lo que casi todos los sólidos se encuentran en el fondo del depósito y la aireación mecánica únicamente se efectúa en los estratos superiores de la laguna.

Dependiendo de las condiciones de oxigenación será la naturaleza del proceso. Si la aireación atmosférica o mecánica es insuficiente, por medio del proceso de fotosíntesis y con los nutrientes disponibles, se empieza a desarrollar una gran biomasa de algas, que cubre el estanque o fosa de oxidación. Estas algas consumen bióxido de carbono de la atmósfera y producen oxígeno, el cual es necesario para otros microorganismos aerobios que degradan la materia orgánica. Bajo estas condiciones, se crea una relación de simbiosis entre microorganismos de diferente tipo, que finalmente estabilizan la materia orgánica presente en las aguas residuales.

Por la naturaleza y características de las diferentes modalidades del proceso biológico en lagunas de estabilización o de oxidación, se pueden tener variaciones en el tratamiento, para obtener efluentes de mayor o menor calidad, según sean los requerimientos propios del efluente deseado.
Las ventajas de las mismas son, la rapidez de la obra y su proximidad a la zona de servicio si se tienen en cuenta que:

– Los trabajos básicos, previo estudio técnico, para la construcción de la laguna son:

  1. Excavar
  2. Compactar
  3. Impermeabilizar

– Al encontrarse la laguna próxima a la zona de suministro, las conducciones presentan unos costos más reducidos.

Diseño

El diseño es un factor determinante en la funcionalidad del embalse y economía, tanto en sus aspectos constructivos como de explotación. En la elección del diseño incidirán una serie de criterios que deberán tenerse en cuenta:

Criterios de accesibilidad: se deberán considerar la movilidad de los medios constructivos durante la realización de la obra, la facilidad del acceso para vehículos y maquinaria en la etapa de construcción que incidirá en la organización y economía de la obra. Además la accesibilidad a la laguna una vez finalizada la obra es necesaria para su correcta explotación y mantenimiento.

Criterios de topografía: el relieve superficial del terreno incidirá notoriamente en su idoneidad como emplazamiento de un embalse.

Capacidad y geometría

  • Los criterios a aplicar para establecer el volumen o tamaño óptimo, derivan de factores funcionales, morfológicos, económicos, geotécnicos, climáticos y de seguridad.
  • La adopción de formas geometrizadas en la línea perimetral del vaso facilita el proceso de construcción del embalse, tanto en su fase de proyecto, como en las de replanteo y ejecución.
  • La colocación de una geomembrana como base de la pantalla de impermeabilización aconsejan recurrir a la máxima simplificación formal compatible a la adaptación del relieve y a la estructura geológica del emplazamiento.
  • La disposición en planta más recurrente es la de polígonos curvilíneos, regulares o irregulares.
  • La sección típica de un embalse viene definida por los taludes interiores del vaso, su inclinación es función de criterios de estabilidad de las tierras y de la pantalla de impermeabilización.
  • Las características de diseño dependerán de forma directa de las propiedades del terreno utilizado y del riesgo que pueda representar en caso de rotura.

Anclajes

Las condiciones más desfavorables de las geomembranas, una vez instaladas, se producirán en las paredes laterales del vaso. La acción de las dilataciones y contracciones debidas a la temperatura, el oleaje, el peso propio y principalmente el viento requieren que la membrana de impermeabilización se encuentre anclada. En anclaje adecuado de la geomembrana es fundamental para asegurar la estabilidad de la laguna, disminuir las tensiones en la geomembrana y evitar posibles corrimientos.

El diseño de los anclajes, admite una amplia gama de soluciones y como sistemas para lograr la fijación de las geomembranas al soporte se consideraran dos grupos:

1- Anclajes lineales, son los más utilizados y los que mejores resultados proporcionan. Los tipos de anclajes más comunes son los siguientes:

  1. Por zanja excavada y rellena de tierra, hormigón o grava.
  2. Por lastrado en escalón (berma) o en líneas de máxima pendiente.
  3. Por fijación mecánica a soportes de fábrica

La disposición de los anclajes lineales más comunes son:

– Anclaje en coronación: Se realiza mediante zanjas perimetrales y tendrá una sección mínima de 40 x 40 cm (dependiendo extensión y profundidad del embalse). para geomembranas de HDPE, esta dimensión varía en función de la longitud del panel entre dos anclajes o entre un anclaje y el nivel de agua, en función de la velocidad del viento considerada. Se debe tomar en cuenta los materiales y el tipo de suelo donde está construido dicha laguna para determinar la distancia de la zanja de anclaje respecto la coronación del talud, y ésta no deberá ser inferior a 1.00 mt. Será necesario dar una vuelta de 40 cm. como mínimo de la geomembrana sobre la parte horizontal al fondo de la zanja de anclaje.

– En el caso que el proyecto lo solicitara, se podrá considerar como anclaje un lastrado bien por pavimento, bien con un pequeño muro que proporcione una carga mínima equivalente al lastre de la zanja.

– Anclaje a pie de talud: se pueden realizar mediante zanja excavada o por lastre.

– Anclaje intermedio en talud: se realizarán sólo en taludes de grandes longitudes, observando las disposiciones siguientes:

o El terraplenado y compactado de la zanja de anclaje deberá hacerse de manera que se evite la puesta en tensión de la geomembrana, la perforación de la geomembrana, el mal funcionamiento de los drenajes, el estancamiento de agua sobre la coronación, las proyecciones de materiales en la obra y la penetración de agua bajo la geomembrana por deslizamiento del soporte. Para el terraplenado se utilizarán materiales finos y poco permeables.

o Se practicará un escalón (berma) en la pendiente para no desestabilizar el talud. El anclaje de la geomembrana se realizará por lastrado y no mediante zanja, pues toda excavación en la zona intermedia del talud significaría un deterioro del soporte y una discontinuidad del drenaje. El drenaje deberá ser continuo en todo escalón para evitar acumulación de agua bajo la geomembrana.

o En el caso de no poder realizar el anclaje mediante bermas, las zanjas en el intermedio de los taludes deberán garantizar el funcionamiento de los drenajes.

o Según la necesidad de la obra por presentar taludes forzados, podrá realizarse por fijación a fábrica de concreto.

o Anclaje en fondo: se realizará únicamente por necesidad del proyecto, siguiendo las técnicas citadas en los apartados anteriores.

Impermeabilización

Un embalse se compone de dos elementos fundamentales que son, una estructura de tierras que conforma el vaso propiamente dicho y una impermeabilización que recubre totalmente su interior. La solución que se adopte influirá notoriamente en el resultado económico y funcional de la instalación proyectada.

A la hora de elegir el tipo de impermeabilización se deberá analizar, las acciones a las que esta puede estar sometida y que dependerán, no solo del diseño del embalse, sino del entorno en el que se localiza.

Un embalse se compone de dos elementos fundamentales que son, una estructura de tierras que conforma el vaso propiamente dicho y una impermeabilización que recubre totalmente su interior. La solución que se adopte influirá notoriamente en el resultado económico y funcional de la instalación proyectada.
A la hora de elegir el tipo de impermeabilización se deberá analizar, las acciones a las que esta puede estar sometida y que dependerán, no solo del diseño del embalse, sino del entorno en el que se localiza.

Ventajas

La rapidez de la obra y su proximidad a la zona de servicio si se tienen en cuenta que: Los trabajos básicos, previo estudio técnico, para la construcción de la laguna son: Excavar, compactar e impermeabilizar.

Información relacionada

Información Lagunas (PDF)

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