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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja

HUMEDAL DE FLUJO SUBSUPERFICIAL

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PRESENTACION DEL TRABAJO DE TESIS PARA EL DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES

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Page 1: HUMEDAL DE FLUJO SUBSUPERFICIAL

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja

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Latitud: 04o05’ SLongitud: 79o56’ OAltitud: 800 m.s.n.m.

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NORTE: Cantón PuyangoSUR: Cantón CelicaESTE: Cantones Celica y PuyangoOESTE: Cantón Zapotillo

Trópical Seco

22 °C

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1688 hab.1.03%

2070 hab.

AguaPotable, Alcantarillado, Recolección deResiduos, Energía Eléctrica, subcentro desalud.

Agricultura yGanadería.

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Las aguas que provienen del sistema deabastecimiento de agua de una población,después de haber sido modificadas pordiversos usos en actividades domésticas,industriales y comunitarias, siendo recogidaspor la red de alcantarillado que lasconducirá hacia un destino apropiado.

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FECHAS DE MUESTREO: 1M: jueves 12 de diciembre del 2008. 2M: viernes 6 de marzo del 2009. 3M: martes 21 de abril del 2009. 4M: sábado 30 de mayo del 2009. 5M: domingo 02 de agosto del 2009. 6M: lunes 30 de diciembre del 2009.NUMERO DE MUESTRAS: 13 muestras para ensayos físico-químicos 13 muestras para ensayos de pesticidas 4 muestras para ensayos bacteriológicos

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0

2

4

6

8

10

12

14

Cau

dal (

l/s)

Hora del Muestreo

Gráfico 2.2: Comportamiento de los Caudales Registrados

1M (Jueves)

2M (Viernes)

3M (Martes)

4M (Sábado)

5M (Domingo)6M (Lunes)

Caudal Mínimo= 4.37 l/s

Caudal Medio= 5.16 l/s

Caudal

Máximo=

9.72 l/s

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Tabla 2.3: Parámetros de Calidad del Agua Residual, Características Físico-Químicas

PARÁMETROS UNIDAD Nº MEDIADESV.

STÁNDARINTERVALO (mg/l)

pH mg/l 74 7.28 0.17 7.18 - 7.43

Sólidos Totales mg/l 74 532.08 182.99 452.00 - 676.00

Sólidos Disueltos mg/l 74 211.53 88.58 172.08 - 279.13

Sólidos en Suspensión mg/l 74 74.86 49.57 58.55 - 110.60

DBO mg/l 74 158.23 82.31 110.06 - 238.18

DQO mg/l 74 353.43 161.64 239.20 - 474.40

Carbono Orgánico Total mg/l 52 136.06 52.84 95.45 - 190.48

Nitrógeno Orgánico mg/l 74 13.87 9.36 9.73 - 24.51

Nitrógeno Amoniacal mg/l 74 14.17 9.61 7.37 - 26.54

Nitrógeno de Nitrito mg/l 74 0.19 0.47 0.02 - 0.76

Nitrógeno de Nitrato mg/l 74 1.49 0.91 1.17 - 2.31

Fósforo Orgánico mg/l 74 0.91 0.66 0.49 - 1.37

Fosforo Inorgánico mg/l 74 2.47 1.35 1.70 - 3.94

Cloruro mg/l 74 42.47 23.25 33.83 - 76.90

Alcalinidad mg/l 74 205.58 35.98 180.67 - 241.20

Grasas mg/l 74 38.19 25.03 27.83 - 49.80

Boro mg/l 74 0.91 0.48 0.74 - 1.11

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K Efluente

1,5Afluente biodegradable de

forma natural

2 < K <3Afluente urbano

biodegradable si se trata

K > 5 Afluente no biodegradable.

23.2=23.15843.353

==5DBO

DQOK

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Tabla 2.5: Parámetros de Calidad del Agua Residual, Características

Metales Pesados

PARÁMETROS UNIDAD Nº MEDIADESV.

STÁNDAR

INTERVALO

(mg/l)

Cobre mg/l 24 0.017 0.067 0.056 - 0.190

Hierro mg/l 62 1.206 1.325 0.471 - 2.013

Plomo mg/l 60 0.021 0.017 0.010 - 0.032

Manganeso mg/l 74 0.111 0.188 0.065 - 0.325

Mercurio mg/l 22 0.015 0.009 0.012 - 0.024

Zinc mg/l 74 0.247 0.261 0.093 - 0.324

Fuente: Los Autores

Tabla 2.8: Parámetros de Calidad del Agua Residual, Características Bacteriológicas

PARÁMETROS UNIDAD Nº MEDIADESV.

STÁNDAR

INTERVALO

(mg/l)

Coliformes Totales mg/l 18 5.47E+07 4.20E+07 4.35E+07 - 6.18E+07

E Coli mg/l 18 1.78E+07 1.41E+07 1.62E+07 - 1.92E+07

Coliformes Fecales mg/l 18 4.02E+07 3.45E+07 3.38E+07 - 4.38E+07

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Profundidad

Contenido

de

Humedad

Límite

Líquido

Límite

Plástico

Índice de

Plasticidad

1.50 m 29% 44 % 22 % 22 %

2.50 m 37% 46 % 26 % 20 %

Profundidad Clasificación SUCS Textura

1.50 m CH Ac

2.50 m CH Ac

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PARÁMETRO CONCENTRACIÓN PARÁMETRO CONCENTRACIÓN

PH 6.89 Hierro 53.7 PPM

Mat. Org. 2.49 % Manganeso 4.8 PPM

Nitr. total 0.12 % Cobre 6.3 PPM

Fósforo 14.9 PPM Zinc 5.7 PPM

Potasio 0.20 cmol/Kg Boro 0.20 PPM

Calcio 14.9 cmol/Kg Conductividad

Eléctrica

0.17 dS/m

Magnesio 4.03 cmol/Kg Intercambio

Iónico

32 Meq/100

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,

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Información Básica Disponible:

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Estación Código Longitud Latitud Elevación Periodo

Macará M542 617744,7649 9516394,564 427 1965-1999

Celica M148 616397,9142 9546215,863 2700 1965-1999

Zapotillo M151 584729,8482 9515544,144 120 1965-1999

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0,0

40,0

80,0

120,0

160,0

200,0

240,0

280,0

320,0

0

20

40

60

80

100

120

Ene

Feb

Ma

r

Ab

r

Ma

y

Jun

Jul

Ago Se

p

Oct

Nov

Dic

PREC

IPITA

CIÓ

N (

mm

)

TEM

PERA

TURA

(°C

)

Fig.4.1: Climograma de la ciudad de Pindal

PRECIPITACIÓN TEMPERATURA

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Tabla 5.13: MATRIZ DE SELECCIÓN FINAL

EfectosHumedal

ArtificialFlujo Superficial

Infiltración

LentaPeso

Superficie necesaria 2.5 - 9 5 - 9 4 - 8 HA

Simplicidad de construcción S MS MS FS, IL

Explotación y mantenimiento MS S S HA

Análisis de Costos B B B HA, FS, IL

Rendimientos

DQO 55 - 80 70 – 90 90 – 95 IL

DBO 60 – 98 95-99 90 – 95 FS

SS 60 – 98 95-99 95 – 99 FS, IL

NT 30 – 70 95-99 40 – 95 FS

PT 20 – 60 85 – 90 90 – 95 IL

COLIFORMES 99 – 99.99 85 - 90 95.5-99.99 HA

Subproductos B B B HA, FS, IL

Impacto ambiental MP P P HA

Características

del Terreno

PERMEABILIDAD <5 >50 5 - 50 HA

PENDIENTE <5 >20 5 –10 HA

NIVEL FREÁTICO <2 >5 2 – 5 HA

ADAPTACIÓN A LA ZONA DE ESTUDIO: 9 8 8 HA

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Humedal de Flujo Libre (HFL) Humedal de Flujo Subsuperficial (HSS)

Superficie libre de agua.

Flujo de circulación de agua en lámina

sobre un lecho en el que se enraízan los

vegetales del humedal.

Menor costo de instalación.

Hidráulica sencilla.

Favorecen la vida animal.

Las bajas temperaturas provocan

descensos en el rendimiento.

Lecho vegetal sumergido.

Flujo sumergido, a través de un medio

granular.

Hidráulica más complicada.

Mayores rendimientos de depuración.

Necesitan superficies menores que en

HFL.

Flujo oculto.

No tiene producción de olores.

Costos de instalación mayores que en el

HFL.

Pocos problemas de insectos.

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CA

JÓN

DE

ENTR

ADA

Ancho m 0,45

Longitud m 0,5

Altura m 0,5

Tiempo de caída s 0,18

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CA

NA

L DE

LL

EGA

DA

Ancho m 0,45

Altura m 0,5

Longitud m 0,7

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CA

NA

L DE

CRI

BADO

Ancho m 0,60Diámetro de las barras m 0,10

Separación útil entre barras m 0,25

Longitud m 0,60Número de barras u 16

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DESA

REN

ADO

R Ancho m 0,8

Altura de sedimentación m 0,2

Altura total m 0,5

Longitud total m 5,0

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DESE

NG

RASA

DOR

Base m 2,0

Longitud m 3,0

Altura m 1,5

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Parámetro de Diseño Unidad HSS

Tiempo de retención

Hidráulicad 3 – 15

Profundidad del Humedal m 0.30 – 0.90

Carga Hidráulica m3/m2.d 0.014 – 0.046

Superficie Específica Ha/(103 m3/d) 7.1 – 2.15

Pendiente % < 5

Tipo de materialTamaño efectivo

D10 (mm)

Porosidad

(n)

Conductividad

Hidráulica

(k) m3/m2.d

Arena gruesa 2 28 – 32 100 – 1000

Arena gravosa 8 30 – 35 500 – 5000

Grava fina 16 35 – 38 1000 – 10000

Grava media 32 36 – 40 10000 - 50000

Roca gruesa 128 38 - 45 50000 - 250000

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( ) ( )[ ]

( ) ( )[ ]

2

23

EFLUENTE5AFLUENTE5

923.62mAs

100Ln238.18Ln445.82As

(y)(n)KDBOLnDBOLnQ

As

=

−=

−=

)38.0)(90.0(32.1

Cº 23 C22.8º 1 - 23.8 1 - AguaTempHumedal Tem ≈===

( ) ( ) 32106110410611041 20232023 ..... === −−TK

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( ) ( ) 0.25171.0480.21871.0480.2187K 202320TT === −−

26342.41m8)(0.90)0.2517(0.3

1551.05LN445.82

KT(n)(y)NefluenteNafluenteLNQ

As =

=

=

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08288050 .)( =

=2.6077

100500.3922+0.01854K

2

(50)(50) 19262.52m

38)(0.90)0.08288(0.15

51.05LN445.82

(n)(y)KNefluenteNafluenteLNQ

As =

=

=

0.410741001000.3922+0.01854K

2.6077

(100) =

=

2

(100)(100) 3887.05m

38)(0.90)0.41074(0.15

51.05LN445.82

(n)(y)KNefluenteNafluenteLNQ

As =

=

=

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díacm

PP

3.07CH5

2.74EXP5.31CH

Ce2.74EXPCaCH

=

−=

−=

( ) ( )2P

P

978.76m=2.74

1005

5.31LN445.82

=2.74

100CeCa

LNQ=As

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HUMEDAL DE FLUJO SUBSUPERFICIALTR

ATA

MIE

NTO

Área total m2 3887.07

Número de balsas u 2,00

Área de cada balsa m2 1943.52

Profundidad m 0,9Ancho m 47

Largo m 42

Período de retención días 3

Diámetro de la tubería mm 200

Área por habitante m2/hab 2,0

Sistema de distribución Tubería perforada

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Insumos y materiales:

Arena (gruesa), material granular (2”, 1 1/4”), cemento,

ladrillo, piedra, tabla y listón, clavos, agua, tubería PVC,

Tees, Yees, codos, aditivos, diesel, aceite, suelda, alambre

de púas, grapas, malla galvanizada, hierro, compuertas.

Herramientas y

maquinaria:

Herramientas manuales, compactador, vibrador,

concretera, cargadora, excavadora, volquete, equipo

topográfico.

Personal y mano de

obra:

Topógrafo, cadenero, peónes, albañiles, operador

(equipo liviano, retroexcavadora) ayudante de

maquinaria, ingeniero civil.

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Impactos negativos +

Impactos positivos -

Alteración alta 3

Alteración media 2

Alteración baja 1

Intensidad alta 3

Intensidad media 2

Intensidad Baja 1

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