Evaluación e influencia de la reutilización de los efluentes de las aguas residuales de la PTAR cono sur para concreto de alto desempeño de f’c=280 kg/cm2 en exposición moderada de sulfatos elaborado con cemento puzolánico en el distrito de Gregorio Albarracín de la ciudad de Tacna

Abstract

La presente investigación tiene como finalidad darle un valor agregado al agua residual, atendiendo la problemática de la escasez de agua potable para la elaboración de concreto en la ciudad de Tacna, mediante la “Evaluación e influencia de la reutilización de los efluentes de las aguas residuales de la PTAR Cono Sur para Concreto de Alto Desempeño (CAD) de f’c=280 kg/cm2 en exposición moderada de Sulfatos elaborado con Cemento Puzolánico en el distrito de Gregorio Albarracín de la ciudad de Tacna”. La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Cono Sur (PTAR Cono Sur) es una de las 2 plantas que se encuentran en la ciudad de Tacna y cuenta con dos pares de lagunas de tratamiento biológico de nivel primario y secundario; está ubicada al sur de la ciudad camino al litoral del mar peruano, y de no reutilizarse se pierden en el océano generando un impacto ambiental. La PTAR es alimentada por las aguas residuales drenadas de la parte central, el cono norte y este de la ciudad.

Para el desarrollo de la investigación, se realizó un análisis químico a las aguas residuales de la PTAR Cono Sur mediante ensayos para determinar sus cantidades de Cloruros, Sulfatos, Álcalis y Sólidos totales por masa, como requisito de calidad de agua de mezcla. Luego, se determina que existe una mayor concentración de Sulfatos por encima del límite de aceptabilidad según norma ASTM C1602. Se optó por utilizar un agua combinada entre el agua potable y agua residual de la PTAR Cono Sur que se encuentre dentro de sus límites de aceptabilidad y para una exposición moderada de Sulfatos según norma “E.060 Concreto Armado”; como requisito de durabilidad para la elaboración de Concreto de Alto Desempeño (CAD).

Para los diseños de mezcla del concreto, se elaboró una mezcla patrón y otra experimental. Los concretos fueron diseñados con cemento puzolánico Tipo IP (marca Yura). Como requisito de desempeño del concreto, se realizaron ensayos de resistencia por compresión, tiempo de fraguado inicial y final.

Finalmente, se determinó que el agua de mezcla experimental reutilizándose agua residual de la PTAR Cono Sur en el concreto, es aceptada como alternativa para su uso en concreto por las normas internacionales IS 456 (India); AS 1379 (Australia); ASTM C94 (USA); y EN 1008 (España).

The purpose of this research is to give added value to wastewater, addressing the problem of the scarcity of drinking water for the production of concrete in the city of Tacna, through the “Evaluation and influence of the reuse of wastewater effluents of the Southern Cone WWTP for High Performance Concrete (CAD) of f'c=280 kg/cm2 in moderate exposure to Sulfates made with Pozzolanic Cement in the district of Gregorio Albarracín in the city of Tacna”. The Cono Sur Wastewater Treatment Plant (PTAR Cono Sur) is one of the 2 plants located in the city of Tacna and has two pairs of primary and secondary biological treatment lagoons; It is located to the south of the city on the way to the Peruvian sea coast, and if it is not reused, it is lost in the ocean, generating an environmental impact. The WWTP is fed by wastewater drained from the central, northern and eastern cones of the city.

For the development of the investigation, a chemical analysis was carried out on the residual waters of the WWTP Cono Sur through tests to determine their amounts of Chlorides, Sulfates, Alkalis and Total Solids by mass, as a requirement of mixing water quality. Then, it is determined that there is a higher concentration of Sulfates above the acceptability limit according to ASTM C1602. It was decided to use a combined water between drinking water and wastewater from the Southern Cone WWTP that is within its acceptability limits and for a moderate exposure of Sulfates according to the “E.060 Reinforced Concrete“ standard; as a durability requirement for the production of High Performance Concrete (CAD).

For the concrete mix designs, a standard mix and an experimental mix were prepared. The concretes were designed with Type IP pozzolanic cement (Yura brand). As a concrete performance requirement, compression resistance tests, initial and final setting time were carried out.

Finally, it was determined that the experimental mixing water, reusing residual water from the Cono Sur WWTP in concrete, is accepted as an alternative for its use in concrete by international standards IS 456 (India); AS 1379 (Australia); ASTM C94 (USA); and EN 1008 (Spain).