Propuesta de mejoramiento de capacidad hidráulica del emisor submarino de la PTAR La Chira mediante el uso del coeficiente de contracción de las válvulas de retención tipo Duckbill en el tramo difusor

Abstract

Los emisores submarinos son preferibles para la descarga de aguas residuales domesticas tratadas, debido a la capacidad de asimilación del mar como una opción más económica. Si se eligen los sistemas de salida al mar, la ubicación es fundamental para evitar el retorno de las aguas residuales a la zona costera y la recuperación del ecosistema marino. Sobre la base de la regulación del control de descarga de efluentes que exige la Autoridad Nacional del Agua (ANA) de la República Democrática del Perú, la concentración de bacterias debe estar por debajo de un cierto valor en el área protegida. Esta tesis está basada en el método de investigación aplicativo, debido a que en el Perú no existe mucha información científica con respecto a los emisores submarinos. Por ello, esta investigación busca aumentar información científica de tal modo que para los siguientes proyectos que tengan que ver con emisores submarinos sean más eficientes a nivel hidráulico. Por otra parte, los efectos principales que influyen en la dilución son las corrientes costeras generadas por el viento y el transporte de aguas residuales en regiones costeras abiertas, como se encuentra en La Chira. Las predicciones del modelo de dispersión son precisas si cuentan con las características físicas del emisor submarino, del efluente y del océano, ya que nos brindan una perspectiva clara para la planificación del emisor submarino. En este estudio, se compara el caudal de diseño con el método de crecimiento geométrico, el cual es recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), con el caudal real del proyecto, donde se verifica que ambos caudales se aproximan. También, se verificó la capacidad hidráulica del emisor submarino para identificar las pérdidas de cargas totales que se producen a lo largo de todo el emisor. Además, el Visual Plumes, el cual es un software que genera modelos de dispersión de efluente en un cuerpo de agua, se utilizó para la dilución de campo cercano y la dilución de campo lejano del contaminante. Los resultados del modelo de dilución de campo cercano y de campo lejano muestran que el emisor submarino de La Chira cumple con las regulaciones legales ambientales.

The submarine outfalls are the preferred solution for discharging treated domestic wastewaters due to the ocean’s assimilative capacity, as a cheaper option. If the exit systems to the sea are chosen, location is key to avoid the return of the wastewaters to the coastal area and for the marine ecosystem restoration. According to the effluent discharge control regulations dictated by the National Water Authority (Autoridad Nacional del Agua, ANA) of the Republic of Peru, the bacteria concentration level must be under a certain level in the protected area. This thesis is based on the applied research methodology, since there is not much scientific information available regarding submarine outfalls in Peru. For this reason, this research seeks to increase the scientific information so that the next projects involving submarine outfalls are more efficient in hydraulically. In the other hand, the main effects impacting dilution are coastal currents generated by the wind and the wastewaters flow into open coastal regions, as found in La Chira. The dispersion model predictions are accurate if they have the physical characteristics of the submarine outfall, the effluent and the ocean, since they provide a clear perspective for the submarine outfall planning. In this study, we compared the design flow rate with the geometric increase method recommended by the World Health Organization (WHO) with the real flow rate of the project, and it was verified that both flow rates are similar. Also, the submarine outfall hydraulic capacity was verified to identify the losses of total loads produced throughout the outfall. Furthermore, the Visual Plumes, a software that generates dispersion models of effluents in body of water, was used for the near-field and far-field dilutions of the contaminant. The results of near-field and far-field dilutions model show that the submarine outfall of La Chira meets the legal environmental regulations.