RESUMEN TÉCNICO.
Caracterizando el agua que va a
recibir la planta, nos encontramos con un caudal medio de 2,82 l/s de agua
residual generada por la población de Igueste de San Andrés, con diversos contenidos:
objetos gruesos, tales como madera, trapos, plásticos. Materia inorgánica:
arenas, gravas. Contiene grasas y aceites. Sólidos en suspensión (partículas
más o menos grandes de origen mineral u orgánico). Sustancias con
requerimientos de oxigeno. Nutrientes (nitrógeno y fósforo). Agentes patógenos
(bacterias, virus, protozoos…).
La planta de pretratamiento se
entiende como un conjunto de seis fases que serán las encargadas de tratar el
caudal.
Se dispondrá de un pozo de
gruesos entendido como una obra de llegada en sí, capaz de almacenar 9 m3
con un criterio de diseño basado en el tiempo de retención de las aguas en el
mismo de entre 1-4 minutos, que varía dependiendo del caudal y la población. El
criterio tiene que ver con la formación de los compuestos sulfurosos debidos al
carácter residual de las aguas, evitando así la anaerobiosis y los malos
olores.
Tiene forma tronco piramidal
invertido y paredes muy inclinadas. Dicho pozo tiene una reja instalada,
llamada reja de gruesos, una serie de redondo de acero colocados
longitudinalmente y en vertical en la boca de entrada a la siguiente fase,
impidiendo la entrada de troncos o materiales demasiado grandes que romperían,
atorarían o dificultarían la entrada de caudal al resto de la planta. Se
concentran entonces estos sólidos y las arenas decantadas en una zona
específica donde se extraen de forma eficaz mediante cuchara bivalva de
accionamiento electrohidráulico tipo CP-100 con capacidad para 100 litros. Los residuos separados en esta operación se
almacenan en un contenedor capaz de albergar un volumen de sólidos de 1,3 m3
para posteriormente transportarlos a vertedero. Se consigue con esta fase la
eliminación del 100% de los sólidos con tamaños superiores a 105 mm. Se conecta
la fase 1 y 2 mediante un tubo desde el pozo de grueso a una pequeña arqueta
colectora.
Pozo de gruesos. Planta de Pretratamiento Igueste de San Andrés.
Se generará una
elevación-aireación del efluente. Lo cual se consigue mediante dos tornillos de
Arquímedes (tornillos sin fin) monoblock (modelo Cam) dispuestos en paralelo,
cada uno de estos tornillos es capaz de elevar hasta 18 l/s. La ventaja es que
podemos adaptar las r.p.m. a la elevación del caudal requerida, además de la
ausencia de tubos cerrados provocando así la aireación del 100% del efluente.
La siguiente fase es un canal
provisto de rejas automáticas. Consiste en hacer pasar el agua a través de dos
rejas dispuestas en serie que consiguen un desbaste fino, separando y evacuando
fácilmente las materias voluminosas arrastradas por el agua. El canal está
provisto de una pendiente en su inicio debido a la necesidad de hacer pasar el
agua con una velocidad determinada por dichas rejas, la parte inferior se va
colmatando, se provoca una pérdida de energía y un aumento progresivo en el
nivel del agua.
La estimación del rendimiento
para esta disposición puede estar en torno a 12-15 litros/día de eliminación de
sólidos por reja y para cada 1.000 habitantes.
La denominación de automática
proviene del tipo de limpieza que se ejecuta mediante un peine que desprende y
transporta los residuos sólidos depositados en la reja elevándolos y
descargándolos en la parte superior hacia un contenedor para posterior traslado
a compactador de fangos. El rendimiento obtenido es aproximadamente de una
retirada del 0,8% del volumen total de sólidos del efluente asegurando que no
pase ningún sólido con tamaño superior a 25 mm a la siguiente fase.
Existe un By-pass de seguridad
para la primera reja por la colmatación (incremento en el calado del canal) si
se da este suceso el agua pasaría sin tratar por la primera reja. Para la
segunda reja no existe dicho By-pass sino un canal acoplado a canal principal
de recirculación. Con esto garantizamos que todo lo que pase a fase de
desarenado primero haya pasado al menos una de las rejas.
Se ejecutará un desarenador en
cuyo diseño se han tenido en cuenta para los cálculos teóricos los fenómenos de
sedimentación de partículas granuladas no floculantes y diversos criterios de
diseño (habitante-equivalente, velocidad de paso, longitud, carga hidráulica de
trabajo, tiempo de retención). El objetivo de esta operación es eliminar todas
aquellas partículas de granulometría superior a 200 micras.
El tanque de desarenado dispondrá
de un soplante modelo 3.009-1 220v monofásico que impulsará un caudal de aire
de 86,4 m3/hora. Con esto conseguimos una aireación del agua
provocando diferencia de densidades entre grasas, aceites “flotarán”, sólidos
suspendidos “sedimentarán”.
La estructura del desarenado se
diseña con pendiente favorable hacia la aspiración de una bomba tipo Warman
m.c. capaz de trabajar con lodos abrasivos y elevarlos hasta un hidrociclón
tipo C.B.C. que realizará la separación-clasificación de arena líquido,
realizando la recirculación al tanque de desarenado por medio de un tubo de 63
mm. Se complementa el diseño con una válvula de mariposa en la aspiración y en
la impulsión del bombeo junto con una válvula de retención que impide el
regreso del efluente.
El hidrociclón es un aparato que
hace las funciones de prefiltro cuando el agua está colmatada por arena, es un
dispositivo que gracias a un flujo vertical consigue separar hasta un 98% de
las partículas mayores de 100 micras, más pesada que el agua. El rendimiento
que se obtiene es la eliminación del 85-90% de arena con granulometría>200
micras, eliminado un contenido de materia orgánica del 5%. Lo que pasaría a la
siguiente fase es un agua con contenido en grasas y aceites libre en casi su
totalidad de sólidos.
Se ejecuta un concentrador de
grasas serie CD-0,15 adosado al desarenador mediante tubo diseñado para la
eliminación de grasas y flotantes que se hallan en la superficie del agua.
El concentrador tiene un
funcionamiento parecido al de la fase 3 (rejas automáticas) posee unas
rasquetas que van recolectando las grasas y flotantes. Es capaz de tratar 12 m3/hora
siendo nuestro caudal 10 m3/hora, se consigue la eliminación de
grasas, aceites, espumas y demás flotantes más ligeros del agua a la cual se
obliga a descender para poder pasar a la zona de conexión con el depósito de
aspiración del bombeo.
Para la gestión de los residuos
generados por la planta. Se instala un compactador de fangos modelo CF1 capaz
de tratar 2m3/hora. Su función es la de reducir los volúmenes de
fangos provenientes de fase 3 y 4, deshidratándolos por completo, reduciendo
así su peso, malos olores y gastos en la gestión de estos.
El sistema de
seguridad-recirculación llevado a cabo por un canal adosado al tanque de
desarenado fase 4 a la cota 0 metros+, dividido en tres tramos con diferentes
pendientes y longitudes. Lo que se pretende con este canal es asegurar que el
agua sea tratada aún con aumentos o variaciones importantes en el caudal.
A la entrada del agua a la
planta existe una arqueta que contiene
dos válvulas de mariposa; las cuales son las encargadas de regular los dos
escenarios posibles para nuestra planta.
Escenario 1: Es el de normal
funcionamiento, en el que el agua pasa por todas las fases del pretratamiento
antes de ir en al depósito de aspiración del bombeo.
Escenario 2: Es el escenario de
emergencia por así decirlo es cuando existe un problema en la planta y toda el
agua debe ser conducida directamente sin tratar al pozo de aspiración del
bombeo.
La planta posee una pequeña
edificación civil que hace las veces de centro de gestión. Se destacan tres
módulos, uno para el propio trabajo de gestión equipado con material de oficina
y una gran cristalera para el control visual de la planta; otro módulo es un
baño y un último modulo que hace las veces de almacén de herramientas y
equipos.
La planta está conectada a la
línea eléctrica, existe un cuadro eléctrico en armario metálico que distribuye
energía eléctrica a las fases.
Al caer la noche la planta tiene
iluminación propia obtenida mediante columnas de 4m. con luminarias de 250 w
sap distribuidas por la planta.
Toda la planta está asfaltada y
proyectada con un 1,5% de pendiente favorable a canaletas de hormigón con
rejilla de superponer en fundición.
En caso de lluvia existen 3
canaletas; una para el acceso y dos bordeando el perímetro de la planta. Estas
canaletas están conectadas entre sí y poseen pendiente interior favorable a la
circulación hasta un tubo de fundición que finalmente depositará estas aguas en
el cauce del barranco. Además de esto la planta tiene un cerramiento en todo su
perímetro con un muro de hormigón armado de 2,5 m de altura, el acceso está
formado por una cancela corredera conectada a motorreductor.
Canal provisto de rejas automáticas. Planta de Pretratamiento
Igueste de San Andrés.
El bombeo es una obra
independiente aunque esté integrada en la planta de pretratamiento.
La función del bombeo es ayudar en
la impulsión del agua una vez ha sido pre-tratada.
En el bombeo vamos a diferenciar
3 zonas:
Zona 1. Aspiración.
Zona 2. Cámara de bombas.
Zona 3. Impulsión.
La aspiración está compuesta por un
depósito de 1,50 x 4, 40 y 2,70 m. de profundidad que recibe el caudal de los
dos posibles escenarios de trabajo de la planta. Posee una entrada para agua
bruta y otra para agua pretratada. El depósito está realizado en hormigón
armado con aceros B-400-S, hormigón 25 de clase llla resistente al ataque por
cloruros debido a su cercanía con el mar (todo el hormigón de la planta es del
mismo tipo). Además las paredes internas del depósito serán impermeabilizadas
con dos manos de producto SIKA o similar.
A este depósito se le adosa un
grupo de bombeo en seco formado por tres bombas capaces de garantizar el
funcionamiento del emisario en todo momento, tanto en previsiones de caudales
punta como medios. Las bombas tienen una potencia de 9 KW y serán probadas para
10 l/s a 31 m. de profundidad. ¿Por qué tres bombas? Una para el normal
funcionamiento, dos para el caso de trabajar con caudales puntas y picos, tres
por si existe rotura o fallo de una de las otras dos. Se instalan válvulas de
compuerta a la entrada y la salida de las bombas.
La última zona es la impulsión
formada por una tubería de D.N. 200 m.m. con brida ciega en su extremo y en el
otro la conexión para el emisario submarino.
Además de lo anterior el bombeo
posee tapas de fundición dúctil centrifugada de D.N. 600 m.m. en zona 1 para la
limpieza del depósito y en zona 3 para cambio de valvulería. También se le ha
provisto de una tapa de polietileno de fibra de vidrio reforzada para cambios
en la cámara de bombas.
El emisario es un ducto o tubería
cuya principal función es transportar el efluente hasta un punto a una
distancia y una profundidad en el mar.
La distancia, profundidad,
dirección y orientación del emisario no son casuales, lleva implícito unos
condicionantes a tener en cuenta que vienen recogidos en la instrucción para el
proyecto de conducciones de tierra a mar, condicionantes como el uso de la
zona, las corrientes, perfiles de temperatura y salinidad, coeficientes de
dispersión, de autodepuración, biocenosis y contaminación en el fondo, y cómo
es este fondo (batimetría, geofísica, geotecnia), clima marítimo, dinámica
litoral…
Para nuestro proyecto nos hemos
guiado en otros proyectos de este mismo tipo en aguas Canarias, sacando la
conclusión de que aproximadamente 31 m. de profundidad es la adecuada para
provocar una dilución óptima del efluente antes de su afloración en superficie.
La dilución es mayor cuanto mayor tiempo de contacto, pero hay que tener en
cuenta la relación coste-profundidad.
A la hora de orientar y direccionar
la tubería se han tenido en cuenta las corrientes, el fondo marino, los vientos
y los usos de las zonas.
En canarias la mayor corriente
que tenemos es la provocada por los alisios, son vientos de componentes NE, se
ha medido que el 75% son de este tipo, y la velocidad media del viento para
nuestra zona es de entre 18 y 27 Km/h, existe otras corrientes sur-oeste que
provocan los grandes temporales.
Para el establecimiento del
oleaje de cálculo y el periodo de retorno se han usado las recomendaciones para
obras marítimas, más conocidas como R.O.M.
Se ha estudiado la batimetría
marítima en la zona destacando que las líneas batimétricas al oeste tienden a
juntarse lo que nos indica que se ha producido erosión y por tanto esa zona es
de tránsito de una mayor corriente, a medida que nos acercamos al emisario
vemos cómo estas líneas tienden a separarse y se muestran justamente
perpendiculares al emisario con repartos equitativos a ambos lados. Siendo una
zona bastante homogénea lo que generará repartos en el mismo sentido, puesto
que no nos interesan grandes corrientes que puedan desplazar nuestro efluente
sin que se haya producido la dilución, ni corrientes débiles que provoquen la
deposición del efluente en el fondo.
Con las variables de profundidad
y dirección fijadas solo nos queda proyectar un ducto de 1136,7 m. de largo.
Una tubería de D.N. 200 mm. y
diámetro interior 186,4 mm. de P.E.A.D. (Polietileno de alta densidad) para 4
atm de trabajo 4 Kg/cm2, (1 atm equivale a 10 m.c.a. colocada a 31 metros de
profundidad más las oscilaciones mareales y la diferencia de densidad,
tendríamos una presión que ejerce el agua sobre el tubo de unos 3,4 Kg/cm2, el
resto del lado de la seguridad), este material presenta ventajas frente a las
fabricadas con otros materiales, como propiedades se destacan:
·
Inerte, Insoluble, Inoxidable, Atóxica.
·
Inalterable a la acción del mar.
·
Resistente a la mayor parte de los agentes
químicos.
·
Bajo factor de fricción, se pueden considerar
hidráulicamente lisas, produciendo pérdidas de carga menores durante el
transporte del vertido.
·
Baja conductividad eléctrica.
·
No admiten incrustaciones: Además de las
incrustaciones típicas del agua residual evita algas y fauna marina.
·
Duraderas: Vida útil superior a 50 años.
·
Ligeras: Facilidad en el transporte y montaje.
·
Aislante térmico.
·
Flexibles: se adaptan al recorrido submarino.
El emisario se ha diseñado enterrado
en zanja menos en el tramo final de difusión que reposa sobre el lecho marino,
con una pendiente media aproximada y siempre superior al 2 %.
Con 4 tramos, un primer tramo
terrestre, un segundo tramo de rompiente (donde actúan las mayores fuerzas
mareales: olas y corrientes), un tercer tramo submarino o de tránsito y el
cuarto tramo de difusión.
Lo primero es realizar la zanja
en tramo terrestre con una retroexcavadora en el tramo marino mediante draga.
Los tubos de P.E.A.D. vienen de
12 m. de longitud con lo que habrá que acopiarlos en la orilla e irlos uniendo
mediante un sistema de unión por termofusión. A la vez que vamos uniéndolos se
le van adosando los muertos anillados de hundimiento, que son pequeñas piezas
de hormigón que favorecen la deposición en el
fondo, cada 4,5 metros lineales. Solo en los tramos submarinos.
Para el lanzamiento estos se deslizan
por un riel construido previamente sobre unos carros de balineras.
Una vez armada la totalidad de la
tubería se le realizan pruebas de estanqueidad. Se llena toda la tubería con
aire a presión y se verifica que esta presión no disminuya durante 1 hora así
se garantiza que la soldadura por termofusión ha quedado bien hecha y no
existen fisuras por donde pueda salir el agua residual. Posteriormente viene la
etapa del lanzamiento, por la punta y usando un jalón se jala hacia el mar con
ayuda de varias embarcaciones, equipos de buceo y mediante sistema GPS se va
colocando la tubería en su posición.
Una vez flotando y colocada en su
posición se permite la entrada de agua por un extremo para que el emisario se
sumerja.
Con ayuda de lanchas y buzos se
va ubicando en la zanja, una vez esté colocada se procede al relleno de las
zanjas bien con hormigón o con gravas y arenas dependiendo del tramo.
El último tramo de 24 m.
corresponde a la difusión que está formada por tres boquillas dos de D.N. 90mm.
y la última de D.N. 125 mm. orientadas hacia suroeste, noroeste y sur
respectivamente. El tramo de difusores se han diseñado de forma que en su
instalación quede levantado para evitar la deposición del efluente en el fondo
y además posibilitar el desmontaje y la limpieza o reparación del mismo.
La zona de mezcla donde se unen
las aguas residuales con las aguas de mar, tiene unos 30 metros de diámetro, en
esta área no se presenta ningún impacto porque el sistema de corrientes
garantiza una buena dilución. Cumpliendo dos objetivos principales minimizar el
impacto y garantizar una buena dilución.
Se distinguen tres etapas de
tratamiento para el conjunto de nuestras obras: El físico, la autodepuración y
la dilución.
A. El tratamiento físico (En la
planta)
B. El transporte y la
Autodepuración.
Debido al importante tiempo de
residencia de las aguas en los ductos de impulsión y en el emisario durante el
transporte, se verifica en éstos el fenómeno natural de la autodepuración. Se
reduce la cantidad de oxígeno demandado por la materia orgánica y /o se
disminuye la cantidad de microorganismos presentes en el agua (pretratamiento
biológico) llegando las bacterias debilitadas a la zona de descarga, con su
metabolismo enlentecido (estado de dormancia) lo que facilita su abatimiento en
el impacto con el medio marino.
C. La Dilución; con la cual se
verifica:
1.
La reducción de la contaminación orgánica y
bacteriológica mediante procesos físicos asociados a la mezcla y dilución.
2.
Reducción de la contaminación bacteriana
mediante procesos físicos y biológicos relacionados con factores como: temperatura,
radiación ultravioleta, osmosis, salinidad.
3.
Degradación de la materia orgánica por la acción
bacteriana y del zooplacton.
Hay miles de variantes para el
cálculo del impacto y del nivel de protección.
El emisario va a trabajar con
caudales diferentes, diferentes concentraciones de contaminantes y el entorno
trabajará con diferentes intensidades y direcciones de corrientes. Lo que se ha
hecho para este proyecto es realizar el cálculo en la posibilidad más
desfavorable que sería mayor caudal con mayor concentración de contaminante
(planta trabajando en escenario 2 y a caudal punta) y la corriente mayor y en
dirección a una zona a proteger como podría ser la costa “la zona de los
bañistas”. Cumpliendo esta hipótesis se cumplen todos los demás casos. La instrucción
para proyectos de conducciones de tierra a mar da una serie de fórmulas que
posibilitan el cálculo de la dilución inicial, ancho de pluma, espesor de la
capa de mezcla, estabilidad de la capa de mezcla, posición del punto de
surgencia y la comprobación de los objetivos de calidad que para nuestro caso
pasa de una DBO5 de 1000 mg O2/l en depósito de aspiración a 0,21 p.p.m. en pie de playa, cumpliéndose los
objetivos de calidad en cuanto a contaminación bacteriológica y orgánica en la
playa de Igueste de San Andrés.
Además de lo anterior el emisario
lleva implícito un programa de vigilancia y control para:
1.
Gestionar eficazmente el vertido.
2.
Evaluar si se cumplen los requisitos del
efluente y los objetivos de calidad impuestos por la normativa.
3.
Realizar las modificaciones o expansiones
convenientes en el sistema de vertido.
Esto se consigue mediante una
vigilancia estructural con comprobaciones anuales mediantes equipos de buceo
equipados con cámaras de video y la vigilancia ambiental que se realizará
mediante controles de efluente y del medio receptor, realizando muestreos
sistemáticos en diversos puntos. Una de las partidas del capítulo emisario del
presupuesto será destinada a este programa.
En términos económicos el
proyecto supone una inversión correspondiente al presupuesto general o de
contrata por valor de 1.029.455,10 € a repartir en los 18 meses en los que está
prevista la ejecución de la obra.
Con las Obras proyectadas se da
solución a la problemática actual y se cumplen los objetivos planteados para el
barrio de Igueste de San Andrés, asegurando la salud de la población y la
protección del medio ambiente.
