Hidrosistemas/Drenaje Urbano

Historia de los Alcantarillados

La historia de los alcantarillados se origina desde los primeros asentamientos humanos. La concentración demográfica fue razón para la construcción de estructuras que facilitaran el drenaje de aguas lluvias. Vemos por ejemplo, cómo en el Imperio Romano, los sistemas de alcantarillados fueron diseñados para drenar exclusivamente aguas pluviales.

Habiendo resuelto el problema de evacuación de aguas pluviales, el alto índice de enfermedades a nivel mundial durante el siglo XIX hizo que el hombre necesitara deshacerse de las aguas residuales y residuos sólidos de las ciudades. Este fue el comienzo de la utilización de sistemas de alcantarillados como alternativa de drenaje de aguas y sólidos residuales.

Esquema de sucesos históricos que llevaron al hombre a la construcción o planeación de sistema de alcantarillado para aguas y sólidos residuales. Tomado de Organización Panamericana de la Salud/Organización Mundial de la Salud (OPS/OMS). Alcantarillado y Tratamiento de Aguas Residuales.

Esquemas Tubulares

Debido a los problemas de salubridad, se le ha dado énfasis a los sistemas tubulares de evacuación de aguas ya sea residual o por escorrentía.

Esquemas Tubulares: Sección con mejor capacidad hidráulica (izquierda), sección con mejor comportamiento hidráulico para arrastre de sólidos (centro), sección más utilizada en la actualidad (derecha).

Tipos de Sistema de Alcantarillado

Separado

Un sistema de alcantarillado separado se basa en manejar las aguas pluviales y residuales en sistemas de tubería separados. Regularmente, el sistema de tubería de aguas residuales termina en una planta de tratamiento (WTP: Water Treatment Plant) y el de aguas pluviales es llevado directamente a una fuente natural de agua. Cabe destacar que los diámetros de tubería de ambos sistemas difieren. Debido a los altos caudales traídos por lluvias, las tuberías del sistema de agua pluvial deben ser lo suficientemente grande para soportarlas. Para esto, el diseño de las tuberías y el sistema de aguas pluviales se realiza utilizando un período de retorno que dependerá de las condiciones del lugar y el período de diseño del sistema. Por otro lado, dado que los caudales de aguas residuales son bajos, el diámetro de las tuberías del sistema es mucho menor al de las aguas pluviales.

Combinado

En un sistema de alcantarillado combinado, las aguas pluviales y residuales se conducen por un mismo sistema de tubería. Para que en caso de lluvias, la planta de tratamiento no necesite tratar grandes cantidades de agua, es necesario diseñar y construir una serie de aliviaderos (CSO: Combined Sewer Overflows) cuyo principio es básicamente separar las aguas pluviales de las residuales. Al final, se busca que las residuales continúen su transcurso hacia una WTP y las pluviales a una fuente natural de agua. Dado que las aguas pluviales son menos densas, el CSO busca captar las láminas superiores del caudal que pasa por las tuberías. Aunque en teoría el principio de los CSO funciona, en la práctica, dada las altas velocidades y la presencia de sustancias de baja densidad (como sólidos en suspensión, coloides, espumas, aceites etc.), el uso de los CSO ha traído grandes polémicas por contaminación de las fuentes naturales de agua.

Sistema Separado vs. Sistema Combinado

Tabla comparativa de los sistemas de alcantarillado separado y combinado.

Híbrido

El sistema de alcantarillado híbrido no es más que la combinación de sistemas separados y combinados. Este sistema se presenta en poblaciones cuyo sistema de alcantarillado se ha ido construyendo por etapas durante el transcurso del tiempo. Dada las diferentes condiciones económicas y necesidades de construcción de cada una de las etapas, el sistema de alcantarillado tiende a no ser exclusivamente separado o combinado dando como resultado un sistema híbrido.