Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense sobre el diseño de lagunas de estabilización y de lagunas aireadas

INSI1'IUfONlCARAGUENSEDE AcumucrosVALCANTARII.L\DOS Reg.No.10118-M-039158- ValorCS2,460.00 CRITERIOPARAELDISENODELASLAGUNASDE ESl'ABD.JZAQONVDELASLAGUNASAIREADAS BASETEC'NICA NORMATECNlCAOBLlGATORJANICARAGUENSE I 1.0BJETO Estanormaestableceloscriteriospara el disenode lasLagunasde Estabilizacion y de las Lagunas Aireadas, para el tratamientode aguasresidualesde origenmunicipal. 2DEFINICIONES 2.1 Lagunasde Estabilizacion: Las lagunasde estabilizaci6n son grandesreservoriosdeaguassorneras,formadasporterraplenesen las cualesel efluentecrudoes tratadomedianteprocesosnaturales asociadosal crecimientoy al metabolismo de algasy baeterias;sin embargo,sepuedeauxiliaralprocesosuministrandooxigenomediante aireadores. 2.2 LagunasAireadas: Unalagunaaireadaes una unidadde lodos activadosoperadasin retornode lodos,eloxigenoes suministrado poraireadoressuperficialesoporequiposdeaireaci6npordifusion. 3.LAGUNAS DEESTABILIZACION 3.IClasificacion 3.1.1 Las lagunas de estabilizaci6n,segun el regimen de oxigeno disueltoen sus aguas, se clasifican en: a) Aerobias b) Facultativas c) Anaerobias 3.1.2Reconociendoel hechoquenoexistedelimitacion precisaentre lostiposdelagunascitados,eneJCuadroIseestablecen loscriterios tentativosp~ra su clasificacion. 3.2 Configuracion deun Sistemade Lagunas 3.2.1 Un sistema de lagunas que descargue a aguas receptoras continentalesyestuarios, no podra tener menosde tres etapas en serie, sin perjuicioa la obligaci6ndecumplircon losrequisitosde calidadbaeteriol6gica delefluente,sefialados en eIDecreto33-95, o en funci6n del uso de las aguas receptoras. 3.2.2 Las lagunas que descarguen al mar a traves de tuberia submarina,podranserde unasolaetapa,teniendoquecumplir con los requisitosde calidad bacteriologica establecidos en el Decreto 33-95,0 en funci6ndel uso de las aguas receptoras. 3.2.3 Las combinaciones posibles de distintos tipos de lagunas , podran ser las siguientes: a)Anaerobia-Anaerobia-Facultativa-Aerobia... b)Anaerobia-Facultativa-Aerobia . c)Facultativa-Facultativa-Aerobia . d)Facultativa-Aerobia-Aerobia... e)Aerobia-Aerobia-Aerobia... 3.2.4Laslagunasaerobiasquecoflforman laultimaetapadelsistema podranser multiples 0 en serie. Laformulaanteriorseha detenninadoen reactoresdeunasolaetapa para 20 "C, por 10 cual ha ofrecidomargen deseguridad en muchas 'localidades de Venezuela. Para lagunas anaerobias de segunda etapanosetiene formulacion comprobada.En casonecesario,para calcular lacalidaddelefluentedeuna lagunaanaerobia secundaria, se recomienda usar como una aproximacion la formula anterior y multiplicar laconcentraci6n resultantepor 1,3. 3.2.5 Para la escogenciadel tamanodellote para ubicar las lagunas, se deberaadicionar un area del 30 al40"1O del area de las lagunas, para alojar obrasconexasa las mismas(parqueo, area de maniobras, calles, depositos denatas, lodos y basuras, caseta de operador, laboratorio,etc.) 3.3 Dimensionamientodelas Lagunas 3.3.1 EI dimensionamiento de las lagunas se efectuara de la manerasiguiente: a)Seadoptaralaconflguracion delsistemaentrelascombinaciooes presentadasen la Seccion3.2.3 b)Seseleccionaralacargasuperficialylaprofundidaddentrode los rangos fijadosen el Cuadro I. donde: p P R p DBOen el efluentede una laguna anaerobia, mg/l DBOenel afluentede lamismalaguna,mg/I Tiempode residencia teorico, dias c)Secalcularalaeficienciay lacargarernanenteenel etluentede cadaunade lasetapas hasta Ilegaral etluentede la 6ltimaetapa. 3.52 3.5.21 Lagunas Facultativas y Aerobias Hipotesisde mezcla total: 3.3.2 Encasode noalcanzar la eficienciadeseadaen eletluente final, se aumentaran las etapas anteriores 0 se aumentara el nfunero de las etapas. En caso de que la eficiencia exceda los requisitospreviamenteestablecidos,sepodranreducirlaslagunas dentro de los Iimitesestablecidosen el Cuadro I. 3.4Eficiencia en'TerminosdelIndiceColiforme Cuando la direccion del viento predominante es sensibJemente paralela con el eje longitudinal de la laguna, se establecera la hip6tesis de quela laguna trabaja en regimen hidraulicode mezclatotal ocontinua. Bajoestascircunstancias, la calidaddel efluentese ealculara con la formula siguiente: 3.4.1 Lacalidaddelefluentedeunsistemade lagunasenserie,en terminos dellndiceColiforme,secalcularacon lafOrmula siguiente: No K, 0,056 dia' , constante de proporcionalidad bajo condicionesnonnalizadasatemperaturade20"C,cargaorganicade 67,3kg DBO/dia xha,en ausenciade desechostoxicos, CQIl una tasa minima de radiacion solar de 100 langleys/dia yen ausencia de sedimentos bentales. KR +1 DBOen el efluente de una laguna facultativa oaerobia,mg/I Tiernpode residencia te6rico,dias, Constante de proporcionalidad, dla', definida por medio deIa formula siguiente' ): =KCC C 5 t 0 tox. K donde: p R K donde: (K RI + 1)(K R2 + 1)...(K R; + 1) Indicecolifonne enel atluente del sistema. Indicecolifonne en el efluentede la laguna Factorde proporcionalidadquetiene valorde2,0 dia" Tiempoderesidenciate6rico en la laguna iesima, • dias Numerototal de lagunasen serie. K donde: No enesima No n Lacalidaddel efluentedeuna lagunaanaerobiasecalcularacon lafOrmula siguiente?) Cuandolaslagunasseaniguales,la fOrmula seredocira ala forma siguiente: 3.5.1 . N n = (KR+J)" EficienciaenTt!rminosdeDBO Lagunas Anaerobias C t 0'020 , factorde correccionpor temperatura. Q 1,036 t Temperaturamedia de la lagunaen el mesmas frio, 'C CoFactorde correcciOn porcarga organica superficial, definidapor laf6rmutasiguiente: C - 1. 0,083 ··{I 67 L,3} o - - -- 0glO K. siendoL= Carga organica superficialen kg DBO/diax ha. La relacionde largo/ancho de las lagunas de estabilizacion cumplira con las condiciones siguientes: la hip6tesisdel flujo piston, en mg/l de I)BO. 3.6. Proporcionde las Lagunas RI.l.ACI6N DE LARGO/ANCHO PRIMARIA SEC(;:'IiDARIA OTRAS EIfactorC.... tienelafinalidaddeintroducirlacorreecion necesaria poela presenciadesustanciastoxicas 0 inhibitoriasyesneeesario determinarlo poe via experimental cuando existen sustancias especificas, 35.22 Hip6tesis de flujo piston: Cuandoladirecciondelvientopredominanteesperpendicularal eje longitudinal de la laguna, se podeaestablecerla hipOtesis de que la laguna trabaja en regimen de flujo piston. Bajo estas circunstancias, la calidad del efluente se determinara con la formulasiguiente: TJpo DE LAGUNA: . Aerobia Facultativa Anaerobia , a 3 2 a 3 1.5 a 2.5 4 4 3.5 6 6 P= donde: P,p.' K,R=Comoantes. a=VI +4KRd, adimensional d = 0,2 (expresi6nadimensionalque es funci6ndel coeficiente de mezcla longitudinal, eltiempo de residenciay la velocidad longitudinal. EIvalorasignadodeO,2esuna aproximaciOn pnictica y admiteajusteen basea trabaiosexperimentales), e = 2,72. 3.5.2.3 HiOOtesis paracondicionesintermedias. Cuando la direcciondel viento predominantees inclinada con respectoalejelongitudinalde la laguna,lacalidaddelefluentese tomara como el radio paralelo al viento en un elipse,cuyo eje mayoresparaleloconel eje longitudinalde la lagunaysu radio mayoriguala laPcalcuiadaconel criterioindicadoenel parrafo (3.5.2.1) y el radio menor igual a la P calculada con el criterio contenidoenelparrafo(3.S.2.2). EIcriterioanteriorsetransforma en la formulasiguiente: Pi = P r, r 1 + tla a Vp/ + p/ tla donde: P, Calidad del etluente de una laguna, cuyo eje longitudinalencierraunlingulaa con ladireccion de losvientos predominantes,en mg/l deDBO. a Angulo encerrado por el eje longitudinal de la laguna y la direccien de los vientospredominantes. p. Calidaddelefluentede la lagunacalculadasegun la hipOtesis de la mezcla total y continua, en mgtl deDBO. Calidaddelefluentedela laguna,calculadasegUn La formade las lagunas sera preferentementerectangurar, pero se podrausarcualquiergeometriacuandolascondicionestopograficas asiloexijan. 3.7 Dispositivosde Entrada Los dispositivosde entradaseran sumergidos y multiples. En las lagunasprimariaspor cada25 metros0 fracciondelanchode laguna setendra un terminal deentrada. En lasdemas lagunassetendra un terminal de entrada poecada 35 metros 0 fracci6n del ancho de la laguna. EIterminaldeentradapodratenerdispositivosquepromuevan ladispersi6neficientedelafluente.Ladistanciaentrelosterminales de entrada y el dique de cabeceraen las lagunas primarias no sera menorde 15m, ni mayora125%de la longitudde la laguna. En las lagunas subsiguientes elafluente podra ser introducido al pie del taludde lacabecera.Frentea labocade losterminales deentrada se construira un piso deconcretode 12em deespesor, de dimensiones apropiadaspara protegerel fondode la lagunacontra la erosi6nque puedacausar el chorro emergente. 3.8 Dispositivosde Salida 3.8.1 Para determinar elmimero de los dispositivosde salida, se usaraelcriterioestableeidoen laseccionanteriorreferentealnurnero de terminales de entrada. 3.8.2 Losvertederosde salida podran servir comodispositivosde medici6n,nivelandocuidadosamente lascrestas decada vertedero e instalando un registrador de nivel en el extremode la salida. 3.8.3 La salida de las lagunas anaerobiasestara entre 0,5 y 1,5m debajodel nivel del agua, a fin de conservar la nata 0 costra que pueda formarse en la superficie. Esta restricci6n podra cumplirse colocandola tuberia desalida entre lascotas sefialadasoutilizando pantalla delante del vertedero de salida. 3.9Tabiques 0 Pantallas Interiores Paraalcanzar lasrelacionesdelargolanchoexigidasenlaSecci6n3.6 6 para rebasar los valores a fin demejorar el fimcionamientode la laguna, se podra reeurrir al usode pantallas interiores. 3.10 Impermeabilizacim Cuandose tenga que prevenir la contaminaci6n de un acuifero en explotacioooporexpl~enelfuturo,sedebenlimpermeabilizar elfondoylostaludesinterioresdeldique.Paratalesfinessepodra usar arcilla de sitiosde prestamoaprobados, concoeficientede permeabilidadnomenorque 10-'em/seg,suelocemento,lonasde material sintetico u otro material aprobado par el Ingeniero Inspector.Laseleccion delmaterialimpermeabilizantesebasara enunestudioecon6micodelasaltemativas.Laimpermeabilizaci6n no sera un componenteobligatoriode Is obra, sino se splicarli unicamenteencasosjustificados,dandoconsideracienal hecho queel fondodela lagunatiendea seJlarseconlamateriaorganica sedimentada. 3.1 I BalancedelMovimientodeTierra En base alestudio de suelo, ejecutado durante los estudios preliminares, se planificara el aprovechamiento de todos los materiales excavados que sean de calidad adecuada para la construccion dediques. Dentrodelaslimitacionesimpuestaspar Ia cota de Uegada del co\ector, se procuraran balancear los rellenosconlaexcavacionde materialesaptosparadiques.Con esta fmalidad, el estudio.de suelo debe ser planifieado de tal maneraqueserecabentodaslas informaciones necesariassabre los sitios posibles de prestamo en cuanto a la penneabilidad, facilidaddecompactaci6n, resistencia,densidaddelosmateriales a excavar,yeualquierotracaraeteristicaquepueda incidiren su resistenciacomorellenocompactado parcialmentesaturado.En caso de que el primer estudio de suelo no retina informaciOn suficiente,per el caraeter impredictiblede sus resultados,0 que loscalculosdemovimientodetierradeterminenlanecesidad de buscar sitios de prestamosadicionales, se debera efectuar un estudionuevoparacomplementar lainformaciOn·hastasolucionar satisfactoriamenteel balanceodelmovimientodetierra. 3.12 Diques 3.121 Los taludes de los diques deben ser estables bajo las condicionespracticesdetrabajo.Se efeetuarantodosloscaleulos pertinentesparadeterminarlaspendientesaptimasdelostaludes yel anchorequeridoen la berma.La berma, porconsideraciones practicas, no tendnlancho menor de 3,5 m para permitir en cualquierep0C8 delailo la circulaciOn segura de vebiculosy de traetores equipadoscon segadora. 3.122 Eneadacaso,seestudiaralaconvenienciadeprotegerlos taludes contra el oleaje. Los aspectos aconsiderar seran la intensidadyfrecuencia de losvientos,sudirecci6ncon respecto al eje de las lagunas, el recorrido del viento (fetch) sabre la superficiedelagua,asicomolacoherenciadelmaterialdeldique y la pendiente de su talud interior. COmo protecci6ncontra el oleaje se podra utilizar empedrado, Iosetas prefabricadas 0 suelocemento, rompeolas,tlotantes u otros sistemas aceptados en la praeticade controlde erosiOn. 3.123 EI Proyectista debera estudiar y defmir los metodos constructivosdelosdiques,yespecificaren lamemoriadescriptiva todas las pruebasy ensayosrelacionadoscon la ejecuci6nde la obra. 3.124 Los taludes no cubiertos por agua y la berma deberan ser protegidoscontra la erosion por medio de grama de tallo bajoque seextiendamasbienenelsentidohorizontal, Noseranrecomendables plantas de rakes profundas. 3.12.5 Deno ser prohibitive desdeel puntode vista economico, la bermadeberarecibirunacapade rodamientode arenonarcillosode 10cm.La conformaci6n delabermasehara consucorrespondiente bombeo'afin deevitar la acumulaci6n de aguas estancadasque la inhabilitenparalacirculacion. 3.12.6Lostaludesdeber8n serconformadosensuperficies uniformes para facilitarel cortede la vegetaciOn con segadora. 3.13 Drenajes EI Proyectistadeberadisei'iartodaslasobrasdeartenecesariaspara desviarel drenaje de los terrenos adyacentes fuera de laslagunas. Cuandoalguna de las bermas de \a laguna se ejeeute en corte, de extensionsifnificantedesdeel punto de vista de escurrimiento,se deberadisetarcunetaalpiedeltaludparaalejarlasaguasprovenientes de la zona referida. Los drenajes disenados, con un periodode retornode 10anos. . 3.14Medici6n delGasto Todas las lagunas tendran equipos demedici6n de tipo directo 0 indirectoquepermitiranverificarelbalancehidrol6gicoencadauna de laslagunas.Por10menos,a laentrada delsistemase instalaraun medidordetipo registrador. 3.15Duplicacion de Unidades Los sistemas de lagunas que sirvan mas de 25,000 habitantes tendran dos series de lagunas en paralelo, con dispositivospara desviarla carga0 partede ellaa cualquierade las lagunas enforma controladay mensurable. 3.16 Diseilode la Secciones 3.16.1. Generalidades: Considerando que la profundidad del agua en las lagunas, generalmentenoexcedea los 5 metros, se recomiendael disei'io de diquesdesecci6nhomogenea,utilizandocualquiertipode material con suficientefraceion fins, que garantice una impermeabilidad adecuadaa lascondicionesdetrabajo. En tal sentido,seestimaque el coeficientedepenneabilidaddeberasermenor que l0-4 cm/seg. EI material idealpara la construcciOn de losdiques10constituyen,en genral, las gravasarcillosas.Estas, en estado compactado, forman un esqueleto granular cuyos vacios est8n lIenos de arcilia. En general,salvoenel casodematerialesparticularmente susceptibles a laerosion,nose requierelaconstruccionde filtrospara elaliviode las subpresiones. Continua...... INSTITlJ1ONICARAGUENSEDEACUEDUCIOSY ALCANTARILLADOS Reg.No.10118-M-039158-ValorC$2,460.00 CRITERIOPARAELDISENODELASLAGUNASDE ESTABnJZACIONYDELASLAGUNASAlREADAS BASETECNICA(ContinuaciOn) Encasodenodisponerdematerialfinoensuficientecantidad, el dique se podra construir con material granular y una impermeabilizaci6n desusuperficieaguasarriba. EIdiseiiode lasecci6ndeldiqueseharBportanteossucesivos. Enprimeraaproximacl6nseconsideraniunasecci6nligeramente asimetrica, con una cresta no menor de 3,5 metros, siendola pendientedelostaludesexpresadacomolacotangentedelBngulo queformaconla horizontal: aguasarriba: 2,5a 3,0 aguasabajo: 2,0 a 2,5 Su formadefmitivase establecera en basea un analisisde sus condiciones de estabilidad. ParagarantizaruncontactoIntimoconelterrenosubyacente, se deberaeliminartoda la capavegetalenel areadefundaci6n del dique.Cuandoel diquese encuentrafundado sobreurrterreno granular mas permeable que el dique en sl, se recomienda la excavaci6n deuna zanjaen el terrenode la fundaci6n debajo de la cresta,que interceptela filtracion de aguaen la superficie de contactoy garantice una fundaci6n mas firme deldique. Las dimensiones deesta zanja sedefinenen basea consideraciones de filtraci6n, de manera de mantener las perdidas de agua suficientemente bajas y que el gradiente hidraulico hacia la superficieen ningunpunta excedae140%delvalorcrltico. Elanalisisdelafiltraci6nsepodTllhacerporcualquierprocedimiento analitico0 grafico, basadoenlaresoluci6n delaecuaci6ndeLaplace delafiltraci6n bidimensional: donde: k~ Coeficientedepermeabilidadhorizontal. k Coeficientedepermeabilidad vertical. ti Alturapiezometrica. En el caso de la soluciongrafica, si el material es anis6tropo, se analizara una secci6n transformada "homogenea equivalente", multiplicandolas coordenadas horizontalesconel factor. Paraladeterminacion delasuperficiedefiltracionsuperioratraves deldique,serecomiendalasoluci6n deL. Casagrande, (Figura1)la cualconsideraquela mismaes deformaparabolicae interceptael talud aguasabajoa una distanciaa, medidasobreel talud, a partir del pie de este, . x = x~ k y t k" Ladistancia!lylaformadeparabolasedeterminausandoeldiagrama de Gilboy(Figura2). Es de notar que esta solucionsuponeque la fundaci6n esimpermeable,por10queconduceaunaestimacion algo conservadora del contornode la malladefiltracion. EIrestode lamalladefiltraci6nenel cuerpodeldiqueyatravesde lafundaci6n sedeterminacompletando lamallaporlosprocedimien­ toscomunmenteusados, Elcaudaldefiltraci6n sepuedecalcularen laformasiguiente: Entre dos lineasde tlujoadyacentes circula: q = H JiZ ne donde: H Cargahidraulicatotal, n. Nurnero deIlneasequipotenciales. Caudaltotal: donde: nt NamerodeIlneasde tlujo. EIgradientehidraulicoentredos Ilneasequipotenciales adyacen tes se puedecalcularde la expresi6n: i = H +'" angulodefriccion, G esfuerzonormal.kg/cm", F '" factorde seguridad. donde: Ds= Distanciaentre las Iineasequipotenciales respectivas. 3.16.3 Analisisdeestabilidad Engeneral, serecomiendaelusodelmetodo-Bishopsimplificado», elcualsoloconsidera lacomponentehorizontaldelareaccionentre tajadas: elfactor deseguridaddelamasasobreunasuperficiede falla cualquiera se obtienepor un proceso iteractivo, a traves de la aplicaci6n sucesiva de laexpresi6n: 3.16.3.1 Metododecalculo Se pennitiri el usode cualquier metodode calculo, anaIitico0 grafico, quepermitaanalizarsuperficiesdefalladeformacircular odeformacurvadaengeneralydefinaelfactordeseguridad (F) como una relaci6n entre las resistencias al esfuerzo cortante disponibleymovilizada: F= tdisp.---, tmov. F = L felix/ + (WI- u,lix,) tgfJ) fl / M I (O)} L Wi sen 0/ donde: M 1 (0) = cosO; (1 + tgO~gfJ;) queaparecerepresentada en formagraficaen laFigura3. Sedeberan analizar por lomenostrescondiciones, comolas mas criticasdurante lavidadeldique: EIProyectistapodrautilizarotrosmetodosdeanalisisdeestabilidad cuandoasi 10estimeconveniente, pero debera comprobar que el mismosatisface todas lascondiciones exigidasen estecapitulo. c)Condicion finalconsismo: Estecalculoserequieresolamente en zonasismica. Laestabilidad de la secci6n podraser analizadapor metodos pseudo-estaticos, previacomprobaci6n de que no existe peligrode Iicuefacci6n total 0 parcial del cuerpodel dique,ni del materialdefundaci6n. b)Condici6n final: Dique consolidado, embalse lIeno. Para esta condicion seconsiderara que la presiondeporosinducidadurante laconstruccion sehadisipado totalmente, desarrollandose laredde filtracion estable a travesdelcuerpodeldique.Estecasopuedeser analizado enterminos deparametresdecorteefectivos. Condiciones decarga3.16.3.2. EIfactordeseguridad de un perfil seraelmenorde los factores de seguridadde los distintos circulosde falla posiblesy debera ser encontrado por medio de tanteos sucesivos, variando en forma sistematicalaposici6ndelcentroyelradiodelcirculo. EIcirculocon menorfactordeseguridadsedenominacomu.nmente«superficiede fallacritica». a)Condicioninicial: Diquerecienterminado,embalse lIeno. Paraesta situacion.Ia estabilidadsecaleularapar elmetododeesfuerzosefec­ tivos,estimando la magnitudde lapresionde porosinducidadu­ rantelaconstruccion, 0 porelmetododelosesfuerzostotales,usan­ do parametres de corterepresentativos a esta si~ci6n Elanalisisestaticodelamasadeslizante seharaporelmetodode las tajadas verticales y en terminos de esfuerzos efectivos 0 totales, utilizando los parametres de resistencia al esfuerzo cortantecorrespondienteencadacaso. Dichosparametrosdebe­ ran serdefinidos en basea ensayos delaboratorio adecuados al tipo de materialy condiciones de drenajeexigidos, realizados sobremuestrasrepresentativas delsueloen cuestien.Parauna analisis en terminosde esfuerzos efectivos, c' y r deberan ser determinadosenensayosde compresiontriaxial,sindrenar,con mediciondelapresion deporos. Paralasaturaci6ndelasprobetas serecomiendaelusode presi6nretroactiva(backpresure). Enel casode esfuerzos totales, c yf, se determinaran en ensayos de compresiontriaxialodecortedlrecto, simulandolascondiciones de drenajeen sitio, La seleccion del metodode ealeuloy de la teenicadelaboratoriomasadecuadaparaladeterminaci6ndelos parametrescorrespondientes, seraresponsabilidad del Proyec­ tista, quien debera justificar en cada caso el procedimiento adoptado. EIfactordeseguridadparauna superficie defallaenparticular, se determinara por un procedimiento iterativo 0 de tanteos sucesivos, buscandoelequilibriodelamasadesueloporencima deestasuperficie.AIefecto, seadmitiraque, independientemente de los distintostipos de sueloatravesados par la superficie de falla,elfactordeseguridad, esdecir,lafracci6nmovilizadadela resistencia alcortedisponible, esconstanteentodasuextension. Por10tanto,la resistencia al esfuerzo cortantemovilizada en la basede una tajadapodrasercalculadade la expresion: T = e + a tgfJ F F donde: T esfuerzo decorte,kg/em', c = cohesi6n, kglcm2• 3.16.3.3Factordeseguridad Engeneralseexigiranlossiguientesvaloresmfnimosdefactorde seguridad: R Tiempoderesidencia te6rico,dias CONDICION lniCial Final Sismo F.MlNIMO 1,50 2,00 1,30 Laconstantedeproporcionalidaddependedela temperaturaypara temperaturasdistintasa20°C seajustasegimlaformulacion siguien­ te: donde: ValoresmasbajospodranserpropuestosporelProyectista, pero deberan ser justificados adecuadamente y aprobados por el . INAA.Dichaaprobaci6nno ira en detrimentodela responsabi­ lidaddel Proyectista. 3.16.3.4 Presentaci6nde losresultadosdel analisis . Losresultadosde losanalisisde estabilidaddeberan serpresen­ tadosenformagrafica, enformaseparadaparacadacasodecarga y perfil estudiado, Se recomienda representar en el dibujo la secci6nen estudio.Jos centros de los cfrculosanalizadosy, en cadauno, el factorde seguridadminimoobtenidojunto al radio delcfrculorespectivo. Sobreelperfilsetrazaran sololosclrculos mas relevantesy el de menor factorde seguridad. ~ 0,4 o 1,06 t Temperatura,°C Conlasformulas anterioressecaleularaelvolumendela laguna. La potenciade losaireadoressedeterminaraen base a la DBOsatisfe­ cha y a la densidaddepotencia. Debidoa la emanacion bentica de las lagunasfacultativas,se exigira transferir 1,3kg de oxigenopor cada kg de DBOsatisfecha. 4.3SistemasdeAireacion EIsuministrodeoxigenorequeridoparaelmantenimientodelproce­ so biologico aerobio se asegurara por medio de aireadores que podran ser de tipo: En cadacasose deberaindicarclaramenteelmetododeanalisis utilizado. a. b. c. Inyecciondeairecomprimido Aireadoresde agitacionmecanica Sistemacombinado de las tecnicas anteriores 4.LAGUNASAIREADAS 4.1. Clasificacion 4.1.1 Las lagunasaireadaspodranser aerobiasy facultativas, segun la densidad de potenciade las mismas. 4.12 Las lagunas aireadas aerobias tendran una densidadde potencia superior a 15 vatios/m" y las facultativasmenos de 5 vatios/m". 4.1.3 Las lagunasfacultativastendran profundidadsuperiora 3,5 m para promover la formaci6n de una zona anaerobia de sedimentaci6n. Cualquierafueraeltipodelsistemadeaireaci6n,este deberacumplir con las exigenciassiguientes: a.Transferireloxlgenoalatasaexigidaymantenerunaconcentracion minimadeoxfgenodisuelto. b. Mantener los solidos en suspension y dispersar el oxfgeno disueltoen toda la extensiondel tanque de aireacion. LaTasadelaDemandadeOxfgeno(TOO) seracalculadaenbaseal promediodelgastomaximohorario,la concentraciondela DBOen elafluentey laeficienciarequerida,segunla formula siguiente: TOO =3,6xqxDBOxn donde: 42 DimensionamientoyEficiencia La calidaddelefluentedeunalaguna aireadasecalcularaconla formula siguiente: Po P= K R +1 donde: TOO q DBO n Tasa de demandade oxfgeno,kg O/hora Gastomaximohorario,m3/seg. Concentracion de la DBO ultima en el afluente del tanquede aeraciondurante la hora pico, mg/l. Eficienciaexigida en laparte secundariade la nlanta, expresadacomofraccionde la unidad. P DBOen elafluentede la laguna,mg/l p. DBOen elefluentedela laguna,mg/l K Constante de proporcionalidadde la reacci6nde primerorden,dia-' Para satisfacer los requerimientos de agitacion; la densidad de potencia no sera inferior al equivalente de 25 vatios/m', Para los efectos.delcalcul?de ladensidadde potenciasetomara la potencia en el eJede los aireadores mecanicos, cuando se usen estos, 0 la potenciadisponibleen losorificiosde los difusores,calculando la potencia, en este caso, como el producto de la presion y del gasto de aire a la presion dada. Cs = Concentracionde saturaciondeloxigeno disueltoen agua limpia,a latemperaturadelambienteaniveldelmar, segunelCuadro II. 4.3.2 Sistemas de Aire Inyectado 4.3.2.2 EIsistemadeaeraci6nporinyecci6ntendraloscomponentes siguientes: b = Presion barometrica en funcion de la altura sobre el nive! delmar, en mm de Hg,segunel Cuadro Ill. Lapotenciatotal requeridasecalcularaconlaCapacidadde Trans­ ferenciaAjustadadelaireadorenconsideracion (CTA)yconlaTasa DemanadadeOxigeno(TDO),segun la f6rmula siguiente: TDO eTA HP p = Presiondelvaporsaturadoa latemperaturadada, enmm de Hg,segunel CuadroII. b = Factorde correccionde la concentracionde saturacion en las aguascloacales,para cuyovalor se adopta 0,95. a) Filtrodeaire b) Compresoresde desplazamiento positivo 0 centrifuges c) Medidores de gasto d) Tuberiayvalvuleria e) Difusores En.el disei'lo del emplazamiento de los aireadores mecanicos se debera dar consideraci6n a la facilidad de ejecutar las tareas de operaci6n,mantenimientoyreparaci6n. Sedeberan proveerescale­ rasypasadizos conbarandasde seguridadpara alcanzar lospuntos querequieren atenci6nrutinaria u ocasional. Una vez determinada la potenciatotal se establecera el numero de aireadoresyla localizaciondelosmismos,verificandoluegoque las condicionesexigidas por el fabricanteesten satisfechas en cuanto a la profundidad y la separaci6n de las unidades, asi como a la densidad de potencia. La selecci6n definitiva de la ubicacion, numero y potencia de los aireadores sera tal que en caso de paralizacion de cualquiera de las unidades, se haga lIegar oxigeno disuelto en toda la extension del tanque, aunque sedejen de mantener los s6lidosen suspensi6nen algunas partes del mismo, 43.2.1 Lossistemasdeaireaci6npor inyecci6nseran calculadosen basea losparametresdeairerequeridos, indicadosenelCuadro III. Seaceptaranademascalculosracionalesen laTOOyen parametres 'de transferencia deoxigeno suministradosy debidamente garanti­ zados por los fabricantes. T Temperaturadelagua'C. CTN Capacidad de Transferencia Normal, kg O/HP x hora. 9.17 Concentracionde saturaci6ndel OD a nivel del mara20°C,mg/l. donde 1,024= Factordecorrecci6ndebidoatemperatura, paralaconstante de transferenciadel equipo. Cs Concentracionde oxigenodisuelto deseadaen el tanquedeaeraci6n,mg/],CuandolaTDOsedetermineenfuncion del promediodelgastomaximohorario, seadoptaraun valorde 0,5mg/l,Loscaleulosseranvereficados luegoparalaTOObasada en el gasto mediodiario, para cuyocasoseadoptara un valorde C = 2 mg/l y se tomara el valor superiorde la CTA. C' Concentraciondesaturaciondeloxigenodisuelto a la temperatura ypresionbarometricadadas,en mg/l, segunla formulasiguiente: EI calculode la potenciade los aireadoresmecanicosse basara en la Capacidad de Transferencia Normal (CTN) del equipo, determinadabajocondicionesnormalizadasysuministradapor elfabricantebajogarantia,enelniveldeoxigenodisueltodeseado yen lascondicionesambientalesdelalocalidad,segunlaf6rmula siguiente: a = Factor de correccion de transferencia para aguas cloacales,corrientementeO,85. CTA CapacidaddeTransferenciaAjustada,kg O/HP x hora. CTA=CTN(Cs-C')1,02~.a 9,17 a. de helice con ejevertical. b. de rotor con ejevertical. c. de rotor con.ejeverticalde difusores. d. de rotor con ejehorizontal. e. de discos montadosen ejehorizontal. Los sistemas de aireacion mecanica poor/In ser de los tipos siguientes: 4.3.! Sistemasde Aireaci6n Mecanica C5=C .J!:JL13 750-p 4.3.2.3 En el calculo del sistema se debera Tomar en cuenta la temperaturay lapresi6nlocal,asi comoloscambiosdetemperatura ocurridosen la compresionyen la descompresi6n.