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Los sistemas descentralizados de aguas residuales (también conocidos como sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales ) transportan, tratan y eliminan o reutilizan aguas residuales de comunidades, edificios y viviendas pequeñas y de baja densidad en áreas remotas, propiedades públicas o privadas individuales. [1] El flujo de aguas residuales se genera cuando se dispone de un suministro de agua adecuado dentro de los edificios o cerca de ellos.
Los sistemas descentralizados de aguas residuales tratan, reutilizan o eliminan el efluente relativamente cerca de su fuente de generación. Tienen el propósito de proteger la salud pública y el medio ambiente natural reduciendo sustancialmente los riesgos para la salud y el medio ambiente.
También se les conoce como "sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales" porque el principal desafío técnico es la elección adecuada de una instalación de tratamiento y/o eliminación. [2] [3] Un acrónimo comúnmente utilizado para sistema descentralizado de tratamiento de aguas residuales es DEWATS. [3]
Los sistemas centralizados de aguas residuales son los más utilizados en entornos urbanos bien desarrollados y el enfoque más antiguo para la solución de los problemas asociados con las aguas residuales. [4] Recogen las aguas residuales en grandes redes de tuberías, también denominadas de alcantarillado , que las transportan a largas distancias hasta una o varias plantas de tratamiento. Las aguas pluviales se pueden recoger en alcantarillas combinadas o en desagües pluviales separados. Este último consta de dos sistemas de tuberías separados, uno para las aguas residuales y otro para las aguas pluviales. El efluente tratado se elimina de diferentes maneras, la mayoría de las veces se vierte en cuerpos de agua naturales. El efluente tratado también puede utilizarse con fines beneficiosos y en este caso se denomina agua regenerada . [ cita necesaria ]
La principal diferencia entre los sistemas descentralizados y centralizados está en la estructura de transporte. En los sistemas descentralizados el tratamiento y disposición o reutilización del efluente se realiza cerca de la fuente de generación. Esto da como resultado una pequeña red de transporte, en algunos casos limitada a una sola tubería. El tamaño de la red permite aplicaciones de diferentes métodos de transporte, además de los conocidos colectores por gravedad, como los colectores presurizados y los colectores de vacío . La cantidad de efluente es baja y se caracteriza por fluctuaciones importantes. [ cita necesaria ]
En lugares con infraestructura desarrollada, los sistemas descentralizados de aguas residuales podrían ser una alternativa viable al sistema centralizado convencional, especialmente en casos de actualización o modernización de sistemas existentes. [5] Son posibles muchas combinaciones y variaciones diferentes de sistemas híbridos . El desarrollo de nuevas tecnologías de tratamiento permite soluciones descentralizadas, técnica y estéticamente sólidas y aceptables. [ cita necesaria ]
Las aplicaciones descentralizadas son una necesidad en casos de nuevos desarrollos urbanos, donde la construcción de la infraestructura no está lista o se ejecutará en el futuro. En muchos países y lugares, el desarrollo de infraestructura (carreteras, suministro de agua y especialmente sistemas de aguas residuales/drenaje) se ejecuta años después del desarrollo de viviendas. En tales casos, las instalaciones descentralizadas de aguas residuales se consideran una solución temporal, pero son obligatorias para evitar problemas ecológicos y de salud pública.
Los sistemas descentralizados permiten la separación de flujos o separación en fuentes, que segrega diferentes tipos de aguas residuales, según su origen, como: aguas negras , aguas grises y orina . [5] Este enfoque requiere sistemas de tuberías/plomería paralelos separados para transportar los flujos segregados y el propósito es aplicar diferentes niveles de tratamiento y manejo de cada flujo y mejorar la reutilización y eliminación segura de los productos finales. [6]
En el caso específico de los países en desarrollo , donde son comunes las localidades con infraestructura deficiente, se ha promovido ampliamente el tratamiento descentralizado de aguas residuales debido a la posibilidad de aplicar tecnologías con bajos requisitos de operación y mantenimiento. [7] Además, los enfoques descentralizados requieren inversiones a menor escala, en comparación con las soluciones centralizadas. [ cita necesaria ]
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Según el tamaño del área atendida, se pueden encontrar diferentes escalas de descentralización: [ cita necesaria ]
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Normalmente se aplican in situ y son adecuados debido a la muy baja cantidad de aguas residuales que generan. Sin embargo, requieren condiciones de suelo adecuadas, que permitan la infiltración del exceso de agua, y un nivel freático bajo . Si no se aplican adecuadamente, pueden ser una fuente grave de contaminación de las aguas subterráneas. [8]
Su aplicación requiere una superficie importante, debido al lento ritmo de los procesos biológicos aplicados. Por la misma razón, son más adecuados para climas más cálidos, porque la velocidad del proceso de purificación depende de la temperatura. Estas tecnologías son más resistentes a las cargas fluctuantes y no requieren mantenimiento ni operación complejos. [9] Los humedales artificiales son más adecuados para aplicaciones in situ o a nivel de barrio, mientras que los estanques de estabilización podrían ser una alternativa viable para sistemas descentralizados a nivel de pequeñas ciudades o comunidades rurales. [ cita necesaria ]
Existe una gran variedad de plantas de tratamiento de aguas residuales donde se aplican diferentes procesos y tecnologías de tratamiento. [10] Las instalaciones de tratamiento de pequeña escala en sistemas descentralizados, aplican tecnologías similares a las de las plantas medianas o grandes. [11] Para aplicaciones in situ se desarrollan plantas paquete, que son compactas y cuentan con diferentes compartimentos para los distintos procesos. Sin embargo, el diseño y operación de pequeñas plantas de tratamiento, especialmente a nivel de vecindario o en el sitio, presentan desafíos importantes para los ingenieros de aguas residuales, relacionados con las fluctuaciones de flujo, la necesidad de una operación y mantenimiento competentes y especializados, necesarios para abordar un gran número de pequeñas plantas de tratamiento. plantas y un costo per cápita relativamente alto. [12]
Las normas sobre contaminación del agua, en forma de documentos legislativos , directrices u ordenanzas, prescriben el nivel necesario de tratamiento para que el efluente tratado cumpla los requisitos para su eliminación o reutilización segura. Los efluentes pueden eliminarse descargándolos en un cuerpo de agua natural o infiltrándose en el suelo. Además, las regulaciones mencionan requisitos relacionados con el diseño y operación de sistemas de aguas residuales, así como las sanciones y otras medidas para su cumplimiento. Los sistemas centralizados se diseñan, construyen y operan para cumplir con la normativa vigente. Su gestión suele ser ejecutada por las autoridades locales . En sistemas híbridos y pequeños sistemas centralizados en pueblos o comunidades rurales la gestión se puede ejecutar de la misma manera. [11] [ cita necesaria ]
En el caso de la descentralización a nivel local y en agrupaciones de edificios, todo el sistema de aguas residuales se ubica en instalaciones privadas. Los costos y responsabilidad por el diseño, construcción, operación y mantenimiento son responsabilidad del propietario. En muchos casos, empresas especializadas pueden ejecutar los procedimientos de operación y mantenimiento. Las autoridades locales emiten permisos y pueden brindar apoyo para la operación y gestión mediante la recolección de desechos, la emisión de certificados/licencias para equipos de tratamiento estandarizados o para empresas privadas calificadas seleccionadas. Desde el punto de vista regulatorio, el control de la calidad del efluente tratado para su reutilización, descarga o eliminación es enteramente responsabilidad de las autoridades gubernamentales locales o nacionales. Esto podría ser un desafío si se debe controlar e inspeccionar una gran cantidad de sistemas. Es de interés del propietario operar y mantener el sistema adecuadamente, especialmente en el caso de reutilización del efluente tratado. En la mayoría de los casos, los problemas operativos están asociados con la obstrucción de las instalaciones de tratamiento como resultado de una eliminación irregular de los lodos o una sobrecarga hidráulica debido al aumento del número de población atendida o al aumento del consumo de agua. [8] [ cita necesaria ]
Los sistemas de aguas residuales son parte de la infraestructura de las comunidades urbanas o rurales y del proceso de planificación urbana . Los datos e información de planificación urbana, como parcelas de viviendas individuales, caminos/calles, drenaje de aguas pluviales, suministro de agua y sistemas eléctricos, son esenciales para el diseño y la implementación de un sistema de aguas residuales sostenible. En los sistemas descentralizados de aguas residuales, que recogen y tratan únicamente aguas residuales, las aguas pluviales pueden pasarse por alto y causar problemas de inundaciones. Si se aplican las soluciones descentralizadas planificadas, el drenaje de aguas pluviales debería ejecutarse junto con el sistema de carreteras. [ cita necesaria ]
En los centros de población subdesarrollados donde no se dispone de infraestructura, es difícil proporcionar medidas de saneamiento sostenibles; por ejemplo, las letrinas de pozo o los tanques sépticos necesitan una limpieza periódica, generalmente realizada por camiones aspiradores, que tienen que acceder a la letrina y necesitan un camino básico para este propósito. [13] La gestión de lodos fecales se ocupa de la organización e implementación de esta práctica de manera sostenible, incluida la recolección, el transporte, el tratamiento y la eliminación/reutilización de los lodos fecales de letrinas de pozo y fosas sépticas. [14]
En los casos de nuevos desarrollos urbanos/rurales, o de modernización de los existentes, es recomendable considerar diferentes alternativas en cuanto al diseño del sistema de aguas residuales, incluidas soluciones descentralizadas. Un enfoque sostenible requeriría soluciones técnicas óptimas en términos de fiabilidad y rentabilidad. [15] [16] Desde esta perspectiva, las soluciones centralizadas podrían ser más apropiadas en muchos casos, dependiendo del tamaño existente de las parcelas, la topografía , la geología , los niveles freáticos y las condiciones climáticas. Pero cuando se aplican adecuadamente, los sistemas descentralizados permiten la aplicación de soluciones respetuosas con el medio ambiente y la reutilización del efluente tratado, incluida la recuperación de recursos. De esta manera se proporcionan recursos hídricos alternativos y se protege el medio ambiente. La conciencia, las percepciones y el apoyo del público desempeñan un papel importante en el proceso de planificación urbana para elegir sistemas de aguas residuales adecuados que se ajusten al contexto específico. [15] [17]
Un ejemplo de tratamiento descentralizado es la "tecnología DEWATS", promovida con este nombre por la ONG alemana BORDA . [3] [7] Se ha aplicado en muchos países del sudeste asiático y en Sudáfrica. [18] [19] Aplica procesos de tratamiento anaeróbico , incluidos reactores anaeróbicos con deflectores (ABR) y filtros anaeróbicos , seguidos de un tratamiento aeróbico en estanques o humedales artificiales. Esta tecnología fue investigada y probada en Sudáfrica, donde se demostró que la eficiencia del tratamiento era menor de lo esperado. [20]
En el Centro Tecnológico de Botswana en Gaborone, Botswana, se realizó un estudio de caso de un sistema descentralizado de aguas residuales a nivel del sitio con reutilización de efluentes tratados. [21] Es un ejemplo de un sistema descentralizado de aguas residuales, que sirve a un edificio institucional, ubicado en un área servida por alcantarillado municipal. Las aguas residuales del edificio son tratadas en una planta compuesta por: fosa séptica, seguido de filtro de roca plantada, biofiltro y humedal de flujo superficial. El efluente tratado se reutiliza para el riego de las áreas verdes circundantes, pero el estudio registró salidas del humedal sólo durante períodos de fuertes lluvias. Este ejemplo muestra la necesidad de una estimación cuidadosa de la cantidad, calidad y fluctuaciones esperadas de las aguas residuales generadas al diseñar sistemas descentralizados de aguas residuales. [ cita necesaria ]
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