Las aguas residuales tratadas se conducen normalmente hacia el área de descarga del medio receptor a una cierta profundidad y distancia de la costa. Una salida de agua profunda facilitará una dilución excelente de las aguas de desecho. La profundidad de salida variará en un intervalo de 10-60 m, dependiendo de la capacidad de autopurificación del medio receptor. El medio receptor puede ser un río, un lago o el mar.
El emisario empieza generalmente en la cámara de descarga de la zona costera, hacia donde se conducen las aguas residuales por gravedad o bombeo. Es poco habitual recurrir al bombeo directamente en la tubería de salida y no es recomendable. Si resulta necesario bombear, la mejor solución será bombear las aguas residuales hasta la cámara de descarga y conducirlas por gravedad hasta el medio receptor.
El cometido principal de la cámara de descarga es evitar que el aire entre en la tubería. El aire puede provocar la flotación de la tubería debido a la fuerza de empuje. También conviene tener en cuenta las variaciones de las mareas altas y bajas cuando se diseñe la cámara de descarga.
Aspectos relativos al proyecto
En general, las cuestiones específicas en que se basa un emisario submarino son de carácter:
– Estructural
– Hidráulico
– Sanitario
La ejecución de un proyecto de emisario submarino deberá ser precedida de una búsqueda de información base por intermedio de tareas oceanográficas de amplia duración y extensión. Dichas tareas abarcan las áreas biológica, física, geológica, química y meteorológica, para la obtención de datos sobre vientos, corrientes marítimas, oleajes, mareas, batimetría y naturaleza de los fondos marinos.
El conocimiento de la naturaleza de los fondos marinos es uno de los aspectos mas importantes por lo que respecta a tuberías en zanja, directamente apoyadas en el fondo marino o una solución compuesta de las dos anteriores, en general la mas usual.
• Cuestiones estructurales
Las principales fuerzas actuantes en conducciones subacuáticas son las resultantes de oleajes y de corrientes marítimas. Tuberías instaladas a lo largo de los bordes o cruces de ríos, sufren el efecto de las corrientes. En el caso de un emisario submarino, además de los efectos de oleaje y corrientes marítimas, también habrá que tener en cuenta las fuerzas resultantes de la inestabilidad de los fondos.
La evaluación de las distintas fuerzas actuantes es particularmente difícil y muchas veces poco rigurosa.
Se tendrá que obtener respuesta a los siguientes aspectos;
– Resistencia en la zona de rompientes
– Resistencia en la zona de corrientes
– Resistencia a la inestabilidad de los fondos marinos
– Definición de la longitud de los tramos, de acuerdo con las características de implantación
– Capacidad de utilización de uniones mecánicas para conectar los distintos tramos y mantener la continuidad estructural del emisario en la dirección longitudinal
– Capacidad de adaptar “lastres” según la profundidad y las características del lecho submarino
• Cuestiones hidráulicas
En resumen, se identifican las siguientes:
– Definición de caudales y velocidades
– Determinación de pérdidas de carga
– Disposición y cálculo de los órganos hidráulicos
• Cuestiones sanitarias
La componente biológica en los estudios oceanográficos se subdivide en distintas partes. Una de ellas consiste en determinar el parámetro T90 (decaimiento bacteriano), con base a lo cual – tomando en consideración los efectos de corrientes, oleaje y vientos – se calcula la longitud de un emisario submarino de residuales.
También estudios de oceanografía química (calidad del agua) permiten caracterizar el medio receptor antes de iniciar el proceso de vertido o de toma. Todos los datos de base obtenidos constituyen referencias para evaluar impactos medioambientales con el funcionamiento del sistema y su control por monitorización, a saber:
– Interacción de corrientes marítimas
– Vientos
– Fauna marítima
– Conocimiento de los perfiles de temperatura y salinidad en el punto de vertido / toma
– Coeficiente de dispersión y de auto depuración
– Capacidad del medio receptor, entre otros, para permitir definir la longitud del emisario y características del difusor.
• Lastres de hormigón
Pueden ser de distintas formas geométricas, de acuerdo con el tipo de instalación, recomendándose utilizar lastres excéntricos, para garantizar mayor estabilidad de la tubería.
Como los tubos de PE flotan, incluso llenos de agua, para hundirlos habrá que incorporar lastres de hormigón, en general, constituidos por dos piezas de hormigón armado, con dimensiones y formas geométricas distintas, y que se abrazan a la tubería por medio de tornillos y tuercas. En su parte interior disponen normalmente de dos gomas sintéticas tipo EPDM para impedir daños de los lastres de hormigón a las tuberías.
La protección de los elementos metálicos, así como de las bridas para conexión de tramos de tubería, se garantiza con ánodos de sacrificio, en principio de zinc ó de aluminio.
Los lastres deberán disponerse con intervalos equidistantes – no más de 10 veces el diámetro nominal de la tubería, sin exceder 5 metros – para que se alcancen coeficientes de esbeltez bajos.
Por “cargamento” se puede definir como el cociente, representado en porcentaje, entre la suma de todas las cargas de hundimiento y las fuerzas de empuje del sistema, considerando la tubería llena de aire.
Durante la operación de hundimiento la tubería no deberá cargarse más del 65% de la capacidad de flotación, disminuyendo este porcentaje en función de las características del tubo (espesor) y de la profundidad del mar.
El cemento utilizado en el hormigón deberá resistir a la agresividad química del agua y el acero empleado deberá estar recubierto con un mínimo de 40 mm. La superficie de contacto de los lastres con los tubos deberá estar revestida con bandas de elastómero en EPDM o Neopreno de 5 á 10 mm de espesor como mínimo.
El lastre inferior y el superior están unidos con tornillos de acero galvanizado y protegidos con ánodos de sacrificio.
Relación de artículos sobre emisarios submarinos
→ Introducción a los emisarios submarinos con tuberías de polietileno (PE)
→ Construcción de emisarios submarinos con tuberías de polietileno (PE)
→ Remolque y hundimiento de un emisario submarino de tuberías de PE
→ Difusores y otros elementos de los emisarios submarinos de PE
→ Relación no exhaustiva de emisarios submarinos instalados en Iberia
→ Transporte por mar de tuberías de PE de grandes longitudes y diámetros
>>> El mar tiene gran capacidad de depuración, siempre y cuando los vertidos a él se hagan con la calidad y cantidad adecuadas. Por ello, en las ciudades costeras, el diseño de los sistemas de saneamiento tiene en cuenta el mar como medio receptor y depurador de las aguas residuales. Lógicamente, antes de ser vertido al mar, el efluente es tratado en una estación depuradora, de forma que se optimice el coste del binomio emisario-depuradora, cumpliendo siempre con los objetivos medioambientales buscados. En algunos casos, el vertido al mar se está sustituyendo por la reutilización del agua depurada. Deja un comentario.
