Se denomina red de saneamiento a la infraestructura que transporta las aguas residuales o la escorrentía superficial (aguas pluviales, agua de deshielo, agua de lluvia) mediante tuberías o cloacas. Abarca componentes como desagües receptores, pozos de inspección, estaciones de bombeo, desbordes pluviales y cámaras de cribado de la red de saneamiento combinado o de las cloacas. La red de saneamiento finaliza en la entrada a una planta de tratamiento de aguas residuales o en el punto de descarga al medio ambiente. Es el sistema de tuberías, cámaras, pozos de registro, etc. que transporta las aguas residuales o pluviales.
Las redes de saneamiento son estructuras hidráulicas que funcionan a presión atmosférica, por gravedad. Solo muy raramente, y por tramos breves, están constituidos por tuberías que trabajan bajo presión o por vacío. Normalmente están constituidas por conductos de sección circular, oval o compuesta, la mayoría de las veces enterrados bajo las vías públicas. En muchas ciudades, las aguas residuales (o aguas residuales municipales) se transportan junto con las aguas pluviales, en un sistema de cloacas combinado, a una planta de tratamiento de aguas residuales. En algunas áreas urbanas, las aguas residuales se transportan por separado en las cloacas y la escorrentía de las calles se transporta por los desagües pluviales. El acceso a estos sistemas, con fines de mantenimiento, se realiza normalmente a través de una boca de inspección. Durante los períodos de alta precipitación, un sistema de saneamiento puede experimentar un evento de desbordamiento del sistema combinado o un evento de desbordamiento de las cloacas, lo que obliga a las aguas residuales sin tratar a fluir directamente a las aguas receptoras. Esto puede representar una seria amenaza para la salud pública y el medio ambiente circundante.
La red de saneamiento se considera un servicio básico, sin embargo la cobertura de estas redes en las ciudades de países en desarrollo es ínfima en relación con la cobertura de las redes de agua potable. Esto genera importantes problemas sanitarios. Durante mucho tiempo, la preocupación de las autoridades municipales o departamentales estaba más ocupada en construir redes de agua potable, dejando para un futuro indefinido la construcción de las redes cloacales. Actualmente la existencia de redes de saneamiento es un requisito para aprobar la construcción de nuevas urbanizaciones en la mayoría de los países.
La red de saneamiento también se llama red de alcantarillado, red cloacal, limpieza profunda o red de drenaje en castellano latinoamericano.
La red cloacal más antigua de la que se tiene referencia es la construida en Nippur (Irak), alrededor del año 3750 AC. Posteriormente en los centros poblados de Asia Menor y de Oriente Próximo utilizaron conductos de cerámica (Creta, 1700 AC). En Atenas y Corinto, en la Grecia antigua, se construyeron verdaderos sistemas de saneamiento. Se utilizaron canales rectangulares, cubiertos con losas planas que eventualmente formaban parte del pavimento de las calles; a estos afluían otros conductos secundarios, formando verdaderas redes cloacales.
Existen muchos relatos y descripciones de las cloacas de la antigüedad, quizás las más conocidas sean las de la antigua Roma, París y Londres, estas dos últimas cloacas construidas en Europa y en los Estados Unidos, se dirigían fundamentalmente a la recolección de las aguas de lluvia. Las aguas usadas de origen humano solo comenzarán a ser conectadas a las cloacas en 1815 en Londres, en Boston a partir de 1833, y en París, sólo a partir de 1880
La primera red de saneamiento moderno se diseñó en Hamburgo en 1842, utilizando las más modernas teorías de la época, teniendo en cuenta las condiciones topográficas y las necesidades reales de la comunidad. Este hecho significó un espectacular avance, considerando que los principios fundamentales en que se basó el proyecto no se generalizaron hasta inicios de los 1900, y siguen vigentes en la actualidad.
Las redes de saneamiento se puede construir de dos modos:
Las redes de saneamiento surgieron en las ciudades europeas durante el siglo XIX en respuesta a los problemas sanitarios y epidemiológicos generados por la deficiente evacuación de las aguas fecales. En aquel momento la mayoría de estas ciudades disponían ya de un sistema de colectores destinados a la evacuación de las aguas de lluvia y residuales, pero sin conexión a estas de las bajantes de los edificios. Las aguas residuales se vertían a la calle y la lluvia las arrastraba a las cloacas, desde donde iban a una cauce.
Desde mediados del siglo XX empezaron a construirse redes separativas, tras la aparición de los primeros sistemas de depuración, y con base en los siguientes argumentos:
Siendo correctos los argumentos anteriores, existen también una serie de inconvenientes del saneamiento separativo, del cual desde finales de los años 1990 se está incrementando su uso, principalmente en redes de nueva implantación (la separación de redes unitarias existentes pronto se vio como económica y técnicamente inviable).[cita requerida]
Para el buen funcionamiento de las redes separadas debe prestarse mucha atención a los aspectos que siguen:
En comparación con las redes unitarias, los principales problemas son:
A partir de la última década del siglo XX se aprecia, en general, una preocupación de los gobiernos para disminuir la brecha existente entre la cobertura de las redes de abastecimiento de agua y las redes cloacales. Simultáneamente ya no se acepta pensar en saneamiento si no se integra también el tratamiento adecuado, en función de la categorización del receptor, de las aguas servidas recogidas. (En Europa es obligatorio en poblaciones de más de 5000 habitantes).
Habiendo casi siempre restricciones de carácter presupuestario, salvo casos excepcionales, las autoridades competentes dan prioridad a las redes de saneamiento sobre las redes de recolección de aguas de lluvia.
En muchos países, las características de las redes de saneamiento se han normalizado.
Inicialmente las redes de saneamiento se construían con tubos de cemento, galerías de mampostería, y fibrocemento; y en algunos casos se utilizaron tubo de gres; actualmente, los materiales más utilizado son los polivinilos,PVC; Polietileno, Polipropileno, así como tuberías formadas por resinas de Poliéster reforzadas con fibra de vidrio PRFV.
A partir de la década de 1990 cada vez se hace más frecuente el dimensionamiento de las tuberías considerando no solamente la velocidad mínima del agua en la tubería sino que también se considera la fuerza de arrastre del flujo. Esta variante permite trabajar con pendientes menores, lo que se constituye en una ventaja en zonas muy llanas.
Las redes de drenaje pluvial tienen varias concepciones diferentes. Frecuentemente son redes enterradas, pero se combinan con tramos constituidos con canales abiertos.
En la concepción de las redes de drenaje pluvial juegan un papel muy importante, además de la topografía, que domina también en la red de saneamiento, el régimen de precipitaciones en la zona.
La tendencia actual, es que las pluviales sean redes separadas de las de saneamiento, para evitar que se desborden y para aprovechar el agua de las mismas.
La parte principal de dicho sistema está formada por grandes tuberías (es decir, los colectores, drenajes pluviales o "cloacas") que transportan las aguas residuales desde el punto de producción hasta el punto de tratamiento o descarga.
Los tipos de sistemas de saneamiento que generalmente son colectores que funcionan por gravedad incluyen:
Las redes de saneamiento que no dependen únicamente de la gravedad incluyen:
Donde no se ha instalado un sistema de saneamiento, las aguas residuales pueden recolectarse de los hogares por tuberías hacia tanques sépticos o fosas negras, donde pueden tratarse o recolectarse en vehículos y llevarse para su tratamiento o eliminación (un proceso conocido como manejo de lodos fecales).
Los componentes principales de una red de saneamiento, descritos en el sentido de circulación del agua, son:
Aguas abajo, y ya fuera de lo que convencionalmente se considera red de saneamiento, se situaría la estación depuradora y el vertido final de las aguas tratadas:
En todas las redes de saneamiento existen, además otros elementos menores:
Y en un cierto número de ocasiones son necesarias otras estructuras más importantes:
Los ductos y túneles sufren fuerzas de desgaste severas, lo que puede resultar en un deterioro prematuro de la red. Estos incluyen la intrusión de raíces, el desplazamiento de las juntas, grietas y la formación de agujeros que conducen a un volumen significativo de fugas con un riesgo general para el medio ambiente y la salud pública. Por ejemplo, se estima que 500 millones de m3 de agua contaminada al año puede filtrarse al suelo y al agua subterránea en Alemania. La rehabilitación y sustitución de conductos cloacales dañados es muy costoso. Los costos anuales de rehabilitación para el condado de Los Ángeles son de aproximadamente 400 millones de euros, y en Alemania, estos costes se estiman en 100 millones de euros.
El ácido sulfhídrico (H2S) es indirectamente responsable de la corrosión por sulfuro biogénico y, en consecuencia, los conductos cloacales necesitan trabajos de rehabilitación. Hay varias opciones de reparación disponibles para los propietarios en una amplia gama de costos y durabilidad potencial. Una opción es la aplicación de un material cementoso a base de cemento de aluminato de calcio, luego de una limpieza de la estructura corroída para remover material suelto y contaminantes con el fin de exponer un sustrato sano, rugoso y limpio. Dependiendo de la condición y la contaminación del hormigón, la limpieza puede variar desde una simple limpieza con chorro de agua a alta presión.(200 bar) hasta la hidrodemolición real (2000 bars).
La red de saneamiento se considera un servicio básico, sin embargo la cobertura de estas redes en las ciudades de países en desarrollo es ínfima en relación con la cobertura de las redes de agua potable. Esto genera importantes problemas sanitarios. Durante mucho tiempo, la preocupación de las autoridades municipales o departamentales estaba más ocupada en construir redes de agua potable, dejando para un futuro indefinido la construcción de las redes de saneamiento. Actualmente la existencia de redes de saneamiento un requisito para aprobar la construcción de nuevas urbanizaciones en la mayoría de las naciones.
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