Propuesta de diseño de un sistema de alcantarillado de diámetro pequeño con pendiente variable como alternativa de menor costo

Abstract

El agua potable y el saneamiento han pasado a ser calificados internacionalmente, por efecto de la declaración realizada el año 2010 por las Naciones Unidas, como Derechos Humanos, es decir que corresponde a cada Estado (y en su nombre a cada gobierno) garantizar el acceso a ellos a todos los habitantes de su jurisdicción. Actualmente, los sistemas de alcantarillado para poblaciones urbanas y periurbanas usados en el Perú son diseñados utilizando el Sistema Convencional y el Sistema Condominial, por lo que representa para el Estado Peruano una alta inversión per cápita promover la construcción de estos sistemas en las zonas rurales y urbano marginales del Perú. A su vez, los parámetros de diseño se basan en recomendaciones técnicas y especificaciones estipuladas en las normas básicas y códigos técnicos para calcular el caudal de diseño de los sistemas de alcantarillado. Si bien es cierto, estos planteamientos, el caudal de diseño es considerado una variable determinista, han resultado adecuados para evitar que las redes fallen por exigir al sistema más allá de su capacidad hidráulica, sin embargo, no se puede aseverar que estos hayan sido diseñados de una manera adecuada, ya que, podrían estar sobre o sub dimensionados al no tener registros estadísticos que confirmen o nieguen está aseveración. Por tanto, la presente investigación toma como referencia el Sistema de Desagüe Sanitario diseñado para el anexo San Francisco de Quilmaná - Cañete, con una población de 241 habitantes. Se propone un sistema integrado de alcantarillado de menor costo, donde el caudal de diseño sea calculado sobre la base de un modelo estocástico, utilizando una serie de procesos aleatorios y empleando técnicas estadísticas, donde se genere series sintéticas de consumo mediante la identificación de las funciones de distribución de probabilidad que mejor reproduzcan en el tiempo el consumo. Estas series sintéticas se convierten posteriormente en series de descargas a la red de saneamiento de los aparatos domésticos, logrando de esta manera obtener una función de distribución de probabilidad que reproduzca fidedignamente los caudales circulantes por las tuberías de desagüe. Una vez obtenido el caudal de diseño de los colectores, se procede a diseñar el tanque séptico, red de alcantarillado de diámetro pequeño y la zanja de infiltración como condición básica para que el terreno absorba la disposición del efluente.

Drinking water and basic sanitation have become internationally qualified, as a result of the declaration made in 2010 by the United Nations, as Human Rights. This means that it is up to each State (and in its name to each government) to guarantee access to them all the inhabitants of their jurisdiction. Currently, the sewage systems for urban populations used in Peru are designed using Conventional System and Condominium System. It represents a high per capita investment for the Peruvian State to promote the construction of these systems in rural areas and slums areas in Peru. By other hand, the design parameters are based on technical recommendations and specifications stipulated in the basic standards and technical codes to calculate the design flow of the sewer systems. Although it is true, these approaches, the design flow rate is considered a deterministic variable, have been adequate to prevent networks from failing to demand the system beyond its hydraulic capacity. However, it cannot be asserted that these have been designed in an appropriate way, since, they could be over or under-sized by not having statistical records that confirm or deny this assertion. Therefore, this research takes as reference the Sanitary Drainage System designed for the San Francisco de Quilmaná - Cañete, with a population of 241 inhabitants. An integrated sewer system of lower cost is proposed, where the design flow is calculated on the basis of a stochastic model. Series of random processes and statistical techniques have been used, where synthetic series of consumption is generated by identifying the functions of probability distribution that best reproduce consumption over time. These synthetic series are subsequently converted into series of discharges to the sanitation network of domestic appliances. Thus achieving a probability distribution function that reliably reproduces the flow rates circulating through the drain pipes. Once the design flow of the collectors is obtained, the septic tank, sewage network of small diameter and the infiltration trench are designed as a basic condition for the soil to absorb the effluent disposal.