Las condiciones insalubres resultantes de residuos de los procesos de transformación de las materias primas en la producción, generan nuevas relaciones entre la población humana, los microorganismos y las sustancias químicas residuales. Un ejemplo es la contaminación persistente, proveniente de industrias químicas, que merecen un tratamiento especial, debido a su resistencia a los procesos de tratamiento convencionales y al desarrollo de agentes patógenos multirresistentes y a los antimicrobianos médicos, particularmente presentes, en los efluentes hospitalarios.
Además de las enfermedades transmitidas por el agua, causadas por organismos que se encuentran en las aguas residuales como: bacterias, hongos, protozoarios, virus y gérmenes; existen otras en las que el agua puede ser un vehículo indirecto, siendo el “hábitat” de los vectores que la transmiten. Este es el caso de la malaria, la fiebre amarilla, el dengue, etc.
Un factor agravante en el potencial de contaminación de los sistemas de alcantarillado conducidos por los sistemas de alcantarillado sanitario es el hecho de que también transportan efluentes no domésticos (industriales, hospitalarios, centros comerciales, etc.), que en muchos casos se conducen de manera inadecuada para su descarga al público. Redes, sin un pre tratamiento necesario, no cumpliendo con los requisitos de la normativa pertinente.
Esto obliga a profundizar en el estudio de la contaminación de las aguas residuales sanitarias por agentes patógenos, incluidos los procedentes de hospitales, teniendo en cuenta su desinfección en las plantas de tratamiento del sistema de alcantarillado sanitario colectivo. En general, las aguas residuales que actualmente transporta el sistema de alcantarillado sanitario no se conocen con rigor, ni tampoco se conocen suficientemente las características intensamente variables, ya sea por aguas residuales sanitarias o pluviales, o por alteraciones derivadas de una mezcla inadecuada entre ellas, a fin de permitir respuestas confiables al problema de la contaminación y la presentación de soluciones adecuadas.
De lo anterior, se evidencia la necesidad de prevenir la posibilidad de contacto entre la micro biota fecal y el medio ambiente, población humana y vectores. Así, las aguas residuales solo deben enviarse a ambientes naturales cuando ya no sean aguas residuales, permitiendo así reincorporar su energía al equilibrio ambiental.
En este orden de ideas surge la necesidad de contar con sistemas de Alcantarillado y saneamiento. Los sistemas de alcantarillado se componen de la red de alcantarillado sanitario y alcantarillado pluvial. El sistema de alcantarillado sanitario es el conjunto integral de componentes responsables de la recolección, transporte, tratamiento y disposición final de las aguas residuales sanitarias. El sistema de drenaje urbano, por su parte, es un conjunto de estructuras y acciones responsables del flujo de agua de lluvia, evitando efectos adversos, como: charcos, inundaciones, erosión y sedimentación.
Ambos son subsistemas de servicios básicos de saneamiento, que a su vez forman parte de los servicios de infraestructura urbana. Como sistemas de saneamiento, son sistemas artificiales de protección ambiental y sanitaria, que funcionan como barreras físicas y ecológicas colocadas entre las poblaciones humanas y los patógenos, así como entre ellos y el medio ambiente.
El sistema de alcantarillado sanitario para el servicio colectivo, en general, está formado por los sistemas de recolección; transporte y tratamiento; y, disposición final. Sin embargo, debido a los altos costos de implementación, no todos los componentes se implementan siempre en un solo paso. Los proyectos pueden concebirse y expandirse en más de una etapa de implementación, dentro de una previsión de crecimiento poblacional y expansión del área de servicio.
Con ello se amplían las redes, cárcamos y la capacidad de tratamiento de las Plantas de Tratamiento. Otra alternativa es hacer uso de diferentes niveles de tratamiento para cada paso de expansión a lo largo de la vida útil del sistema. La red de captación encargada de la recepción y transporte de las aguas residuales sanitarias normalmente consta de conexiones de edificios, tuberías, cuerpos accesorios (pozos de inspección, tubos de inspección y limpieza, terminales de limpieza, cajas de paso, sifón invertido) y cárcamos, el efluente debe eliminarse de forma segura desde un punto de vista sanitario y ambiental.
Para ello, debe cumplir con las siguientes condiciones técnicas: 1) recoger, transportar y eliminar las aguas residuales sanitarias lo antes posible para evitar la septicidad; 2) evitar la entrada de material o efluentes que sean perjudiciales para los componentes del sistema, las condiciones de funcionamiento y de tratamiento; 3) permitir la captación y el transporte continuos; 4) sellar el paso de gases y animales a través de tuberías y órganos accesorios; 5)permitir la ventilación en los sistemas de alcantarillado sanitario de los edificios; 6) garantizar la estanqueidad, evitando el paso de aguas residuales al medio exterior del sistema, así como la entrada de agua de infiltración y material sólido transportado; 7) minimizar la formación de gases; 8) evitar la sedimentación dentro de la red y la formación de depósitos en el interior de fontanería y órganos accesorios; 9) limitar la velocidad del flujo para controlar el desgaste por abrasión; 10) reducir la pérdida de carga del sistema; 11) facilitar las inspecciones y el mantenimiento en general; 12) diseñar sistemas de emergencia (desbordes y bypass); 13) proporcionar flexibilidad operativa.
Las vías de conducción hidráulico de alcantarillado sanitario y pluvial se definen por condiciones topográficas, ya que el régimen de flujo hidráulico es, sin excepción, el flujo por gravedad, con la acción de la presión atmosférica. El concepto que debe orientar la condición operativa de los sistemas de alcantarillado sanitario es brindar facilidad y rapidez en el flujo, que no debe estar sujeto a cambios bruscos en el flujo, evitando la producción, liberación de gases y la deposición de material sedimentable.
Por otro lado, la reducción de la caída de presión garantiza la velocidad del flujo, optimizando el sistema y sus costos. En la mayoría de los casos, los caudales en las tuberías son turbulentos, con un régimen no permanente, variado, no uniforme, e incluso discontinuo, especialmente al inicio de los tramos. La hidráulica de las tuberías absorbe perfectamente las variaciones resultantes de estas simplificaciones, siempre que se operen correctamente.
Además de los propios cursos de agua naturales y artificiales, las diversas estructuras y procedimientos que componen el sistema de drenaje tienen como objetivo garantizar el tránsito de peatones y vehículos, controlar la erosión, proteger las propiedades privadas ubicadas en áreas sujetas a erosión y/o inundaciones, proteger a los espacios y vías públicas, proteger y preservar obras, edificaciones e instalaciones de utilidad pública, proteger y preservar los fondos de los valles y cursos de agua y eliminar la proliferación de enfermedades y áreas insalubres.
Las subdivisiones de las cuencas de alcantarillado dependen de la escala de estudio, el nivel de detalle y el área cubierta por el proyecto. El entendimiento de que el sitio en cuestión es parte de un área más grande es esencial para el análisis de cómo cada sub cuenca puede ser influenciada por áreas y contribuciones contiguas, asegurando así la integración y articulación del sistema en su conjunto. Este tipo de evaluación debe contemplar la comprensión de la flexibilidad operativa, ya que los sistemas de alcantarillado deben ser dinámicos, tanto en lo que respecta a la necesidad de ampliar sus tasas de cobertura, como a la capacidad de realizar cambios en sus componentes, a fin de cumplir con una constante estado de cambios en el conjunto urbano.
