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Los sistemas descentralizados de aguas residuales (también denominados sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales ) transportan, tratan y eliminan o reutilizan las aguas residuales de comunidades pequeñas y de baja densidad, edificios y viviendas en áreas remotas, propiedades públicas o privadas individuales. [1] El flujo de aguas residuales se genera cuando hay un suministro de agua adecuado disponible dentro de los edificios o cerca de ellos.
Los sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales tratan, reutilizan o eliminan los efluentes en una proximidad relativamente cercana a su fuente de generación. Su finalidad es proteger la salud pública y el medio ambiente natural reduciendo sustancialmente los riesgos para la salud y el medio ambiente.
También se les denomina “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 el sistema descentralizado de tratamiento de aguas residuales es DEWATS. [3]
Los sistemas centralizados de tratamiento de aguas residuales son los más utilizados en entornos urbanos desarrollados y constituyen el método más antiguo para solucionar los problemas asociados a las aguas residuales. [4] Recogen las aguas residuales en redes de tuberías grandes y voluminosas, también denominadas 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 descarga en cuerpos de agua naturales. El efluente tratado también se puede utilizar para fines beneficiosos y en este caso se denomina agua recuperada . [ cita requerida ]
La principal diferencia entre los sistemas descentralizados y centralizados está en la estructura de conducción. En los sistemas descentralizados, el tratamiento y la eliminación o reutilización del efluente se realiza cerca de la fuente de generación. Esto da como resultado una red de conducción pequeña, en algunos casos limitada a una sola tubería. El tamaño de la red permite la aplicación de diferentes métodos de conducción, además de los conocidos alcantarillados por gravedad, como los alcantarillados presurizados y los alcantarillados por vacío . La cantidad de efluente es baja y se caracteriza por fluctuaciones significativas. [ cita requerida ]
En lugares con infraestructura desarrollada, los sistemas descentralizados de aguas residuales podrían ser una alternativa viable al sistema centralizado convencional, especialmente en casos de modernización o modernización de sistemas existentes. [5] Esto puede ser más fácil de lograr con sistemas descentralizados, ya que las infraestructuras centralizadas tienen una vida útil prolongada y están limitadas a su ubicación y condición. [6] Son posibles muchas combinaciones y variaciones diferentes de sistemas híbridos.
Las aplicaciones descentralizadas son una necesidad en los casos de nuevos desarrollos urbanos, donde la construcción de la infraestructura no está lista o se ejecutará en el futuro. En muchas regiones, el desarrollo de la infraestructura (carreteras, suministro de agua y especialmente sistemas de alcantarillado/drenaje) se ejecuta años después del desarrollo de la vivienda. En tales casos, las instalaciones descentralizadas de aguas residuales se consideran una solución temporal, pero son obligatorias para prevenir problemas de salud pública y ecológicos. En este contexto, las soluciones descentralizadas son favorables en su capacidad de aplicarse localmente según sea necesario, al tiempo que tienen el potencial de cubrir grandes áreas a menores costos. [6]
Los sistemas descentralizados permiten la separación de flujos o separación en origen, que segrega diferentes tipos de aguas residuales, en función de 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. [7]
En el caso específico de los países en desarrollo , donde son comunes las localidades con infraestructura deficiente, el tratamiento descentralizado de aguas residuales se ha promovido ampliamente debido a la posibilidad de aplicar tecnologías con bajos requisitos de operación y mantenimiento. [8] Además, los enfoques descentralizados requieren inversiones de menor escala, en comparación con las soluciones centralizadas. [6]
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En función del tamaño del área servida se podrían encontrar diferentes escalas de descentralización: [ cita requerida ]
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Generalmente se aplican in situ y son adecuadas debido a la muy baja cantidad de aguas residuales generadas. Sin embargo, requieren condiciones de suelo adecuadas, que permitan la infiltración del exceso de agua, y un nivel freático bajo . Si no se aplican correctamente, pueden ser una fuente grave de contaminación de las aguas subterráneas. [9]
Su aplicación requiere una superficie importante, debido al lento ritmo de los procesos biológicos aplicados. Por la misma razón, son más adecuadas 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 un mantenimiento y una operación complejos. [10] 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 requerida ]
Existe una gran variedad de plantas de tratamiento de aguas residuales en las que se aplican diferentes procesos y tecnologías de tratamiento. [11] Las instalaciones de tratamiento a pequeña escala en sistemas descentralizados aplican tecnologías similares a las plantas medianas o grandes. [12] Para aplicaciones in situ se desarrollan plantas paquete, que son compactas y tienen diferentes compartimentos para los diferentes procesos. Sin embargo, el diseño y la operación de plantas de tratamiento pequeñas, especialmente a nivel de barrio o in situ, presentan desafíos significativos para los ingenieros de aguas residuales, relacionados con las fluctuaciones de caudal, la necesidad de una operación y mantenimiento competente y especializado, que se requiere para tratar con una gran cantidad de plantas pequeñas y un costo per cápita relativamente alto. [13]
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 de eliminación o reutilización segura. El efluente puede eliminarse vertiéndolo en un cuerpo de agua natural o infiltrándose en el suelo. Además, las normas mencionan requisitos sobre el diseño y el funcionamiento de los sistemas de aguas residuales, así como las sanciones y otras medidas para su aplicación. Los sistemas centralizados se diseñan, construyen y operan para cumplir con las normas existentes. Su gestión suele estar a cargo de las autoridades locales . En los sistemas híbridos y los pequeños sistemas centralizados en pueblos o comunidades rurales, la gestión puede ejecutarse de la misma manera. [12] [ cita requerida ]
En el caso de la descentralización a nivel local y en grupos de edificios, todo el sistema de aguas residuales se encuentra dentro de instalaciones privadas. Los costos y la responsabilidad del diseño, la construcción, la operación y el mantenimiento son responsabilidad del propietario. En muchos casos, las empresas especializadas pueden ejecutar los procedimientos de operación y mantenimiento. Las autoridades locales emiten permisos y pueden proporcionar apoyo para la operación y la gestión en forma de recolección de desechos, 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 responsabilidad exclusiva de las autoridades gubernamentales locales o nacionales. Esto puede ser un desafío si se debe controlar e inspeccionar un gran número de sistemas. Es de interés del propietario operar y mantener el sistema adecuadamente, especialmente en el caso de la reutilización del efluente tratado. La mayoría de las veces, los problemas operativos están asociados con la obstrucción de las instalaciones de tratamiento como resultado de la eliminación irregular de los lodos o la sobrecarga hidráulica debido al aumento del número de población atendida o al aumento del consumo de agua. [9] [ cita requerida ]
Los sistemas de aguas residuales forman parte de la infraestructura de las comunidades urbanas o rurales y del proceso de planificación urbana . Los datos e información de planificación urbana, como los terrenos de las viviendas individuales, las carreteras y calles, el drenaje de aguas pluviales, el suministro de agua y los sistemas de electricidad son esenciales para el diseño y la implementación de un sistema de aguas residuales sostenible. En los sistemas de aguas residuales descentralizados, que solo recogen y tratan las aguas residuales, las aguas pluviales pueden pasarse por alto y causar problemas de inundaciones. Si se aplican soluciones descentralizadas planificadas, el drenaje de aguas pluviales debe ejecutarse junto con el sistema de carreteras. [ cita requerida ]
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 de vacío, que tienen que acceder a la letrina y necesitan un camino básico para este propósito. [14] 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 lodos fecales de letrinas de pozo y tanques sépticos. [15]
En los casos de nuevos desarrollos urbanos/rurales, o la modernización de los existentes, es aconsejable considerar diferentes alternativas en cuanto al diseño del sistema de aguas residuales, incluyendo soluciones descentralizadas. Un enfoque sostenible requeriría soluciones técnicas óptimas en términos de confiabilidad y rentabilidad. [16] [17] Desde esta perspectiva, las soluciones centralizadas podrían ser más apropiadas en muchos casos, dependiendo de los tamaños existentes 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 concienciación , 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. [16] [18]
Un ejemplo de tratamiento descentralizado es la "tecnología DEWATS" que ha sido promovida bajo este nombre por la ONG alemana BORDA . [3] [8] Se ha aplicado en muchos países del sudeste asiático y en Sudáfrica. [19] [20] Aplica procesos de tratamiento anaeróbico , incluidos reactores anaeróbicos con deflectores (ABR) y filtros anaeróbicos , seguidos de un tratamiento aeróbico en estanques o en humedales construidos. Esta tecnología fue investigada y probada en Sudáfrica, donde se demostró que la eficiencia del tratamiento era menor de lo esperado. [21]
En el Centro Tecnológico de Botswana, en Gaborone (Botsuana), se realizó un estudio de caso de un sistema descentralizado de aguas residuales a nivel local con reutilización de efluentes tratados. [22] Se trata de un ejemplo de un sistema descentralizado de aguas residuales que sirve a un edificio institucional, ubicado en una zona con servicio de alcantarillado municipal. Las aguas residuales del edificio se tratan en una planta que consta de: un tanque séptico, seguido de un filtro de roca plantado, un biofiltro y un humedal de flujo superficial. El efluente tratado se reutiliza para el riego de las zonas verdes circundantes, pero el estudio registró salidas del humedal solo 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 requerida ]
Fundada en 2013, la ONG EcoSwell, con sede en Perú, trabaja en proyectos de desarrollo rural, incluyendo el suministro de agua y el saneamiento en Perú ; tienen su sede en el distrito noroccidental de Lobitos de la región de Talara, una zona costera árida que enfrenta estrés hídrico. [23] EcoSwell establece sistemas descentralizados de aguas residuales con la ayuda de residentes locales y pasantes, incluyendo biodigestores comunitarios, baños secos y proyectos de reutilización de aguas grises. [24] También trabajan en la reforestación y humedales construidos como vías para tratar naturalmente los efluentes residuales y desactivar patógenos. [24]
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