TABLA 10.3
Variables a determinar para el seguimiento mínimo de las lagunas de estabilización


¹AR: Agua residual bruta. A: Anaerobia. F: Facultativa. M: Maduración.
EF: Efluente Final.
²C: Compuesta. P: Puntual. PP: Promedio Profundidad.

Para efectuar esta medida se suspende un termómetro de máximas, mínimas en un punto situado a la profundidad media. El termómetro queda fijado mediante un peso que actúa como ancla, unido a una boya desde la que se suspende el termómetro unido a otro peso para evitar que derive y se acerque a la superficie. El termómetro debe quedar instalado durante un periodo de 24 horas de cada día en que se vayan a efectuar muestreos de la instalación. La temperatura media se calcula como la media aritmética de las máximas y mínimas para cada período (ver el apartado 6.1 de este capítulo).

• Perfiles de temperatura: Además de la temperatura media de las lagunas, puede ser importante disponer de medidas a varias profundidades, en especial en lagunas de profundidad superior a la normal (>1,5 metros). Esta medida es especialmente recomendable durante el verano, cuando es más probable la aparición de estratificación térmica.

La medida de temperaturas se puede realizar con un medidor portátil, cuya sonda se sumerge a distintas profundidades. Es suficiente disponer de medidas a cuatro profundidades, es decir, fondo y superficie, y otras dos distribuidas regularmente en la columna de agua.

Algunos medidores portátiles vienen equipados con un soporte rígido al que se fija la sonda, lo que permite introducirla fácilmente hasta la profundidad deseada. Si no se dispone de este soporte se puede fijar la sonda a cualquier otro soporte rígido de fabricación casera. Los perfiles deben medirse por lo menos a tres horas distintas del día (9 h., 13 h. y 17 h., por ejemplo). Puesto que la aparición de estratificación térmica tiene lugar en el verano, no es necesario llevar a cabo estas medidas durante la temporada de muestreos de invierno.

• Oxigeno disuelto: La concentración de oxigeno disuelto se determina a menudo en los efluentes de las lagunas, lo que suministra una información puntual que debe acompañarse de la hora del día en que se verificó la medida, ya que el oxígeno disuelto varia mucho en función de la intensidad de la radiación solar. Con objeto de conocer estas variaciones durante las épocas de actividad máxima y mínima es conveniente realizar la medida de oxigeno disuelto a distintas horas del día y profundidades al menos en dos ocasiones, durante las dos temporadas de muestreo.

Esta medida se puede realizar con un medidor portátil de oxigeno disuelto, cuya sonda se sumerge a distintas profundidades. Como en la medida de perfiles verticales de temperatura, es suficiente disponer de medidas a cuatro profundidades, es decir, fondo y superficie, y otras dos distribuidas regularmente en la columna de agua. Los perfiles deben medirse por lo menos a tres horas distintas del día (9 h., 13 h. y 17 h., por ejemplo).

Otra precaución a tomar cuando se mide la concentración de oxigeno disuelto es evitar en lo posible todas las turbulencias en el punto de muestreo. Por ejemplo, en algunas lagunas la salida se produce aprovechando un desnivel. Si el agua se agita fuertemente en su caída por el conducto de salida, tiene lugar una aireación que producirá resultados demasiado altos de oxigeno disuelto. Por tanto, hay que medir la concentración de oxigeno antes de la turbulencia.

• Sulfatos y sulfuros: La medida de estas dos variables puede resultar muy útil cuando se presentan problemas de mal funcionamiento y olores. Normalmente la aparición de olores está asociada a sobrecargas, tanto en lagunas anaerobias como facultativas. La presencia de sulfuros en el agua residual bruta indica que ésta se encuentra en condiciones sépticas.
  
  Puesto que las concentraciones elevadas de sulfuros resultan también tóxicas para las algas, es conveniente disponer de estas medidas siempre que haya problemas de olores, la DBO5 de la salida de las lagunas facultativas sea anormalmente alta (superior a 100 mg/l) o la concentración de clorofila «a» sea anormalmente baja (inferior a 100 µg/l en invierno o 250 µg/l en verano) (Pearson y col., 1987).
  
  
• Sodio, magnesio y calcio: Cuando el efluente vaya a utilizarse en riegos es necesaria la medida de estos tres cationes para evaluar la calidad del agua en este uso.

Las concentraciones elevadas de sodio dan lugar a la dispersión de las partículas de los suelos arcillosos y disminuyen su permeabilidad. Uno de los índices más utilizados para determinar la calidad de un agua para riego es la relación de absorción de sodio (SAR), que se define en la forma siguiente:

SAR = Na / [(Ca+ Mg)/2]^1/2 (10.1)

donde Na, Ca y Mg son la concentración de sodio, calcio y magnesio, respectivamente, en meq/l.

• Profundidad del fango: La acumulación de fangos en las lagunas anaerobias y facultativas primarias (las que reciben el agua residual directamente) debe medirse al menos una vez durante cada período de muestreo.

El test de la «toalla» consiste en revestir el extremo de un palo de suficiente longitud con tela blanca absorbente, como puede ser una toalla blanca. Una vez que la tela se encuentra bien fijada al soporte, se introduce éste en la laguna cuidando que permanezca en posición vertical, hasta que alcance el fondo. Entonces se retira y se mide la altura manchada con fango, que queda fácilmente retenido en la toalla. Esta operación debe repetirse en varios puntos de cada laguna (dependiendo de las dimensiones, de tres o seis puntos), y calcularse seguidamente la profundidad media del fango depositado (Malan, 1964).

• Datos meteorológicos: Muchas lagunas de estabilización cuentan con una pequeña estación meteorológica en la que se puede medir la temperatura máxima y mínima diaria, evaporación, precipitación, velocidad y dirección del viento. Si no se cuenta con esta instalación mínima, se pueden conseguir estos datos de algún observatorio que esté situado como máximo a 10 kilómetros de la planta de tratamiento. Cuando la distancia supere este máximo, hay que intentar por todos los medios que se instale en la misma planta el equipo necesario para las medidas mínimas indicadas. Este equipo es muy barato y no ofrece ninguna dificultad de instalación o manejo. Siempre que sea posible, es muy conveniente disponer también de medidas de intensidad de radiación solar, horas de luz diarias y humedad relativa (W. H. O., 1987).

Si el Observatorio Meteorológico más cercano está a más de 10 kilómetros y aún no se cuenta con el equipo necesario para las medidas mínimas en la planta, la Organización Mundial de la Salud (W. H. O., 1987) recomienda registrar las observaciones siguientes:

Precipitación:

- Nula (tiempo seco).

- Lluvia fina (chispeando).

- Lluvia moderada.

- Lluvia fuerte.

En los tres últimos casos hay que consignar también la duración de la lluvia.


Viento:

- Aire en calma.

- Brisa.

- Viento moderado.

- Viento fuerte.


Radiación solar:

- Luz brillante (despejado, sin nubes).

- Nubes ocasionales.

- Parcialmente nublado.

- Nublado.

Estas observaciones pueden servir de gran ayuda para interpretar los resultados de los controles operativo y analítico, en ausencia de datos cuantitativos.

• Otras determinaciones: Si la laguna recibe algún vertido industrial, además de los análisis recogidos en la tabla 10.3 hay que incluir otros que permitan establecer la eficacia en la eliminación de estas nuevas variables durante el tratamiento, y la posible toxicidad de los vertidos.

Los resultados de los controles se deben presentar en forma de tabla para que se puedan interpretar más fácilmente. En las tablas 10.4 y 10.5 se ha incluido un modelo orientativo, en el que se recogerían las observaciones diarias resultantes del control operativo y la medida de las variables meteorológicas. Este parte se complementa con los datos del control analítico, recogidos en la tabla 10.6.

Una versión de estas tablas que pueden utilizarse directamente para la presentación de resultados se encuentra al final de este capítulo. En estas tablas se ha supuesto que la planta tiene únicamente una laguna de cada tipo, por lo que habría que adaptarla al número adecuado de lagunas en cada caso concreto.

TABLA 10.4
Parte diario del control operativo

TABLA 10.5
Medidas meteorológicas





TABLA 10.6
Resultados analíticos

ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

A medida que pasa el tiempo desde que la planta de depuración se puso en marcha se va produciendo una acumulación de resultados experimentales, tanto de las determinaciones «in situ» que se han ido recogiendo como de las determinaciones de laboratorio que éste ha ido remitiendo a la depuradora. Aunque al principio hay pocos resultados y es fácil recordarlos, poco a poco las nuevas fichas con resultados se van amontonando hasta que se convierten en un archivo polvoriento del que nadie saca provecho.


Para evitar que de esta forma el trabajo del operador se convierta en una monotonía recopiladora de números que no interesan a él ni a nadie, es muy importante que el propio operador sepa analizar los resultados que se van obteniendo y presentarlos de forma que resulten fácil de interpretar e interesantes. Para ello, en esta sección vamos a estudiar algunos conceptos necesarios para el análisis de resultados (media, mediana, varianza, cálculo del rendimiento), asi como la confección e interpretación de gráficos.


Media aritmética

La media aritmética de un conjunto de N valores es la suma de éstos dividida por su número N, es decir:

am= (a1 + a2 + ...+ an) / N

Por ejemplo, si queremos calcular el valor medio del caudal durante una semana, y tenemos los caudales que han entrado durante cada uno de los días en la planta depuradora, tal como aparecen en al tabla 10.7, tendremos que proceder en la forma siguiente:

Qm = (Ql + Qma + Qmi + Qj + Qv + Qs + Qd)/7
= (1.200 + 1.220 + 1.210 + 1.240 + 1.200 + 1.170 + 1.100)/7
= 1.191 m³/día.


TABLA 10.7
Valores del caudal diario de entrada en la planta depuradora

Este mismo procedimiento se aplicaría para calcular el valor medio de cualquier otra variable. Por ejemplo, resulta interesante conocer cuál es la media de la materia orgánica a la salida de la planta durante un año, bien como DQO o como DBO5. Para calcular estas medias habría que sumar todos los resultados procedentes del laboratorio y dividir por el número total de éstos. Otro cálculo interesante es la media en invierno y en verano de la materia orgánica a la salida de la planta. En la tabla 10.8 se recogen los resultados correspondientes a la DBO5 en el muestreo intensivo de invierno y verano en una planta de depuración por lagunaje. Estos muestreos consistieron en una toma diaria de muestras durante cuatro semanas y se llevaron a cabo en los meses de enero y julio.

TABLA 10.8
Resultados de la DBO5 a la salida de la planta, muestreos intensivos de invierno y verano

Para calcular la DBO5 media en invierno, sumamos todos los resultados de la segunda columna en la tabla 10.8 y dividimos por el número total de valores, es decir, 28.

Para calcular la DB05 media en verano hacemos lo mismo con los resultados de la tercera columna:

DB05 inv = (suma valores en columna 2)/28 = 58,1 mg/l.

DBO5 ver = (suma valores en columna 3)/28 = 20,4 mg/l.

De esta forma obtenemos los dos valores medios, en los que se comprueba fácilmente que la depuradora funciona mejor durante el verano, sin tener que manejar a la vez todos los resultados de la tabla.

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