Capítulo III. EMPRESA MODELO
6 Diseño y valorización de infraestructura
6.2 Diseño y Valorización de Obras Tipo
6.2.4 Criterios de diseño y valorización de la infraestructura tipo de aguas servidas
6.2.4.5 Sistemas de Tratamiento de Aguas Servidas
Para efectos de la infraestructura real existente, se considerarán los antecedentes de las plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) y emisarios submarinos informados por la empresa en la base de infraestructura.
6.2.4.5.1 Emisario submarino
En general, el emisario submarino corresponde a una alternativa para la disposición de las aguas servidas en sectores costeros, aprovechando la capacidad de dilución del cuerpo receptor. Está conformado básicamente por los siguientes elementos:
• Planta de pretratamiento; • Cámara de carga;
• Emisario submarino.
6.2.4.5.1.1 Planta de pretratamiento y cámara de carga
Esta infraestructura sanitaria tiene por objetivo retener sólidos, material grueso y arenas de modo que estos no sedimenten en la tubería, no tapen los difusores, permitan un flujo continuo y eviten la entrada de aire al tubo. Se considerará remoción de aceites y grasas cuando exista en la infraestructura real.
El costo directo de inversión de la planta de pretratamiento y cámara de carga deberá ser determinado en función del caudal de diseño en litros por segundo.
Las partidas principales de esta obra se clasifican en:
• Obras civiles: movimientos de tierra, hormigones y edificaciones. • Equipos: pretratamiento, compuertas y otros.
• Tuberías y accesorios: tuberías y piezas especiales.
• Instalaciones eléctricas: tablero de la obra, enlace de fuerza y control, y otros. 6.2.4.5.1.2 Emisario submarino
Corresponde a todas las obras comprendidas desde la salida de la cámara de carga hasta la descarga del emisario a través de los difusores.
Las variables relevantes para la determinación del costo de los emisarios submarinos son:
• Diámetro en milímetros (mm.).
Los componentes principales a considerar en el costo directo de inversión serán los siguientes:
a) Obras civiles: se determinará como la suma de los ítem a.1), a.2) y a.3). a.1) Obras provisorias, que corresponden a:
• Construcción de obras provisorias;
• Desarme de estructuras y normalización del área; • Canchas de acopio y manejo de tuberías.
a.2) Lanzamiento, que corresponde a:
• Preparación de la zona de lanzamiento;
• Suministro y montaje de piezas de lanzamiento; • Lanzamiento, hundimiento.
a.3) Actividades complementarias a la construcción del emisario, que corresponde a:
• Trazado del eje;
• Inspección de la franja; • Batimetría de la franja;
• Acondicionamiento del fondo marino; • Sondajes con lanza agua;
• Movimiento de tierra.
b) Tubería y accesorios, que corresponde a:
• Transporte de tubería; • Instalación de tubería; • Machones de anclaje.
El costo directo de inversión de la componente tuberías y accesorios se deberá determinar en función de la longitud y el diámetro del emisario. La componente obras civiles, cuyo ítem tienen relación con las condiciones cualitativas del lugar de emplazamiento, se determinará como un costo fijo.
En todo caso, todos los emisarios submarinos con sus obras anexas, serán considerados Obra Especial.
6.2.4.5.2 Planta de tratamiento de aguas servidas
Las plantas de tratamiento de aguas servidas, son obras destinadas a la depuración y posterior disposición de las aguas servidas tratadas, en condiciones tales que cumplan la normativa medio ambiental vigente.
Si la empresa modelo considera como solución una planta de tratamiento de aguas servidas, el tipo de planta a seleccionar, dentro de las alternativas, deberá ser aquella de mínimo costo total de largo plazo neto, y que al mismo tiempo garantice el cumplimiento de la norma DS N°90/00 y DS N°04/09. Para la adopción y el diseño del sistema de tratamiento, la empresa modelo deberá considerar dentro del análisis de alternativas, el aprovechar la capacidad de dilución del cuerpo receptor, en caso de que esta exista. En caso que el cumplimiento de la normativa vigente implique una modificación tecnológica de mayor costo para la empresa modelo, se calculará una tarifa de tratamiento base y la tarifa de tratamiento final, la diferencia entre ellas será establecida como una tarifa adicional la que será cobrada una vez implementada la solución y se encuentre operando bajo régimen continuo.
Los componentes a considerar en el costo directo de inversión serán los siguientes:
• Tuberías y accesorios: interconexiones hidráulicas. • Equipos.
• Instalaciones Eléctricas. 6.2.4.5.2.1 Dimensionamiento
Para el dimensionamiento de las plantas de tratamiento de aguas servidas, se considerará el caudal y aporte de la carga orgánica total (carga generada por la población y la carga orgánica generada por las actividades económicas que cumplen con los límites establecidos en el DS MOP N° 609/98 y posterior modificación según decreto MOP N° 3592/2000).
En lo referido al aporte per cápita, se obtendrá a partir del análisis y evaluación de los antecedentes del PR-23 y el PROCOF, junto con la población saneada determinada para la elaboración de la proyección de demanda, de acuerdo a la siguiente metodología:
1. Los años a estudiar corresponderán al período 2011 a 2013 ambos inclusive.
2. Del protocolo PR–23 se extraerá la información de la concentración de DBO5 afluente de la PTAS (solamente de muestras compuestas en un día), y se agruparán por mes cuando se cuente con más de una muestra mensual. Seguidamente, se procesará el caudal (informado como volumen tratado mensual o volumen diario mensual (VDM)) para obtener el volumen de descarga diario (dividiendo por los días del mes), el que multiplicado por la concentración de la muestra diaria permitirá obtener la carga orgánica de entrada diaria (KgDBO5/d). Cuando el valor del caudal afluente a la PTAS corresponda al promedio mensual, la determinación de la carga orgánica mensual se obtendrá promediando la DBO5 del afluente y multiplicándola por el volumen tratado diario (m3/d), de acuerdo al siguiente detalle:
1000
)
/
(
.O
AfluenteKgDBO
5d
DBO
promQ
entC
=
⋅
DBOprom: Concentración de DBO5 promedio mensual, (mg/L)
Qent: Caudal de entrada o volumen tratado diario, (m3/d)
En aquellos casos en que se cuente con más de una muestra mensual de DBO5 y el correspondiente volumen tratado diario, se deberá calcular la DBO ponderada mensual de acuerdo al siguiente detalle:
∑
∑
⋅ = i i i pond Qent Qent DBO L mg DBO ( / ) Donde:DBOi: Concentración de DBO5 de la muestra, (mg/L)
Qenti: Caudal de entrada o volumen tratado diario, (m3/d)
Seguidamente, se procederá a obtener la carga orgánica mensual considerando lo siguiente:
1000
)
/
(
.O
AfluenteKgDBO
5d
DBO
pondQ
promC
=
⋅
Para obtener la carga orgánica anual se procederá a calcular la DBO ponderada en base a las DBO ponderadas mensuales y los respectivos volúmenes mensuales tratados.
3. Del protocolo PROCOF se deberá extraer el volumen de descarga diaria y la concentración de DBO5 del RIL de cada establecimiento industrial, con lo que se obtendrá la carga orgánica del afluente, destacando que cuando se cuente con más de una muestra por mes se calculará la DBO ponderada para el mes y la consecuente carga orgánica con el promedio del volumen diario.
La carga orgánica anual del establecimiento industrial se determinará de la misma forma como se determinó la mensual.
Finalmente, para establecer la carga orgánica de todos los establecimientos industriales correspondiente a cada año de estudio, se procederá a calcular la DBO ponderada anual que considere las ponderadas anuales de cada establecimiento. 4. Por otro lado, los RILES afluentes al sistema están segregados en RILES Regulados
y No Regulados.
Los RILES Regulados serán aquellos asociados a industrias que se ubiquen dentro del territorio operacional de la empresa que presentan concentración de entrada menor o igual a 300 mg/L. La carga orgánica anual corresponde a la suma de todas las industrias en el año.
Los RILES No Regulados serán aquellos asociados a industrias que se ubiquen dentro del territorio de la empresa y que sobrepasan la concentración establecida en la normativa, más la totalidad de los riles asociados a industrias que se ubiquen fuera del territorio operacional de la empresa; y son determinados por la diferencia entre la carga orgánica Total de RILES y la de los RILES Regulados, de la siguiente forma:
g
RILES
O
C
Totales
RILES
O
C
d
KgDBO
Exceso
RILES
O
C.
(
5/
)=
.
−
.
Re
5. Seguidamente, se procederá a calcular la carga orgánica estrictamente doméstica afluente a la PTAS como la diferencia entre la carga orgánica afluente a la PTAS y la de los RILES Totales, de acuerdo al siguiente detalle:
Totales
RILES
O
C
Afluente
O
C
d
KgDBO
Doméstica
O
C.
(
5/
)
=
.
−
.
6. Una vez obtenida la carga orgánica doméstica, se procederá a obtener el Aporte per Cápita considerando la población servida de los años en estudio, de acuerdo al siguiente detalle:
hab
Doméstica
O
C
d
hab
gDBO
cápita
per
Aporte
(
5/
/
)
=
.
⋅1000
En aquellas PTAS que consideran más de una localidad o área tributaria, la población total será la equivalente a la suma de las poblaciones parciales de las localidades o áreas tributarias involucradas.
7. El Aporte per Cápita corresponderá al promedio ponderado de los valores de Aporte per Cápita obtenidos para cada año de estudio.
8. El Aporte per Cápita máximo a considerar será 40 gr. de DBO5/hab/día., a menos que en este caso la empresa en el período de entrega de información haya presentado un estudio justificando un nuevo valor. La Superintendencia analizará los antecedentes enviados para determinar si en su estudio los incluye, y en caso de considerar que no se cuenta con razones fundadas para la adopción del valor propuesto por la empresa, adoptará como valor 40 gr. de DBO5/hab/día., u otro que determine.
9. Para todas aquellas localidades donde no se cuenten con antecedentes o donde estos resultan insuficientes, se considerará a lo más el valor de 40 gr. de DBO5/hab/día.
10. Para efectos del proceso tarifario se deberá considerar la Población Total, lo que implica añadir la población equivalente de los RILES Regulados del último año de estudio a la población doméstica de autofinanciamiento. Para estos efectos, la población equivalente de los RILES Regulados se determina en base a la carga orgánica de los RILES Regulados del último año de estudio y el Aporte per Cápita Final obtenido, de acuerdo al siguiente detalle:
cápita
per
Aporte
g
Riles
O
C
Riles
E
P.
=
.
Re
⋅1000
11. La carga total será la resultante de ponderar la Población Total de dimensionamiento por el Aporte per Cápita Final.
Para todos los efectos anteriores, será necesario tomar en consideración las siguientes precisiones:
Se deberá dar un adecuado tratamiento a los datos del PR-23 y PROCOF, en el sentido de eliminar aquellos registros inconsistentes, valores atípicos, o valores de cargas que pudiesen estar incrementadas con cargas orgánicas provenientes de residuos industriales líquidos que descargan valores superiores a los permitidos por el D.S. MOP 609/98 u otras cargas provenientes de descargas clandestinas, infiltraciones u otras que no provengan de las aguas servidas recolectadas.
Donde proceda, las cargas orgánicas de origen exclusivamente poblacional deberán representar al mismo tiempo las variaciones estacionales en forma adecuada.
En lo referido a la determinación de la carga orgánica asociada a actividades económicas se podrán incorporar solamente aquellos autocontroles provenientes de los industriales que muestren consistencia con el rango de los valores de los controles directos. En aquellos casos que la actividad económica muestre una concentración de DBO5 menor a 300 mg/L, se deberá realizar el cálculo de la carga orgánica con el valor registrado. En aquellos casos que la actividad económica muestre una concentración de DBO5 mayor a 300 mg/L, se deberá adoptar una concentración de 300 mg/l conforme la normativa vigente.
6.2.4.5.2.2 Cumplimiento del Reglamento para el Manejo de Lodos generados en Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas
En Octubre de 2009 fue aprobado el “Reglamento para el Manejo de Lodos generados en Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas”, DS 04/09, el que tiene por objeto regular el manejo de lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas servidas, y para lo cual establece la clasificación sanitaria de los lodos y las exigencias sanitarias mínimas para su manejo, además de las restricciones, requisitos y condiciones técnicas para la aplicación de lodos en determinados suelos.
Cada planta de tratamiento de aguas servidas deberá contar con un Proyecto de Ingeniería que deberá ser aprobado por la Autoridad Sanitaria, en el que se dará cuenta
del almacenamiento, tratamiento, transporte, disposición final y de los aspectos sanitarios de la aplicación de los lodos al suelo.
Se establecerá una tarifa adicional por cumplimiento del DS 04/09, en todas aquellas plantas que: a) no cuente con la aprobación de los Proyectos de Ingeniería, Plan de Manejo de Lodos y todo requisito establecido por la Autoridad Sanitaria para estos efectos, b) no se encuentre implementada la infraestructura requerida para estos efectos, y c) no se encuentre operando bajo régimen continuo. La empresa deberá informar en el Anexo 5, qué plantas se encuentren en alguna de estas condiciones. La tarifa adicional que será cobrada una vez implementada la solución y se encuentre operando bajo régimen continuo.
Para aquellas plantas que no se encuentran en alguna de las condiciones anteriores no se determinará la tarifa adicional por cumplimiento del DS 04/09, y los costos serán parte de la tarifa de tratamiento.
Se deberá señalar en el Anexo 5 la generación de residuos sólidos provenientes del tratamiento preliminar, lo cual deberá estar debidamente respaldado acompañando las facturas correspondientes.
6.2.4.5.2.3 Sistema de control de olores.
A objeto de evitar la generación de olores ofensivos al entorno inmediato, determinadas componentes unitarias del tratamiento de las aguas servidas han sido complementadas con sistemas de desodorización. Por otro lado, no se cuenta al momento con una norma de olores vigente, en virtud a lo cual estos sistemas serán establecidos en todos aquellos sistemas de tratamiento que cuenten con ello como solución real o están en vías de implementarlos porque así fuere requerido. Para este último escenario, se determinará una tarifa adicional, la que será cobrada una vez implementado el sistema y se encuentre operando bajo régimen continuo.
Los sistemas de control de olores deberán ser informados en el plazo de entrega de información establecido en el Reglamento, especificando el punto de aplicación (tratamiento preliminar, componentes del circuito de lodos, etc.), tipo de sistema de desodorización adoptado (carbón activado, biofiltro, etc.), capacidad, número de
renovaciones (donde proceda). Se deberá entregar el presupuesto de construcción del sistema y los costos de operación y mantenimiento del mismo.
Los costos de inversión deberán ser identificables en los estudios, e incorporados al costo de la planta correspondiente asimilados a la componente obras civiles. Cuando corresponda y muy justificadamente se podrá emplear la componente equipos.
6.2.4.5.2.4 Lagunas facultativas
En las localidades donde esta solución sea la existente y que la calidad del efluente es controlada por la autoridad para verificar el cumplimiento de lo indicado en la NCh 1333 Of. 78, modificada en 1987, en lo relativo a aguas para su uso en riego o bien el cumplimiento del DS SEGPRES N° 90/00, se efectuará un modelamiento en base a Lagunas Facultativas, debiendo utilizarse el Modelo de Flujo Disperso. Lo anterior sin perjuicio de lo señalado en el punto 4.2.2.5 de estas Bases.
El costo directo de inversión de las lagunas facultativas será determinado en función de las siguientes variables:
• Población de diseño.
• Caudal Medio y Máximo Horariode aguas servidas. • Carga orgánica.
Las componentes o unidades de tratamiento a considerar en el costo directo de inversión de las lagunas facultativas son al menos los indicados a continuación:
Lagunas Facultativas Tratamiento preliminar (consistente en rejas) Tratamiento biológico (Lagunas Facultativas) Desinfección
Acopio de Lodos Urbanización.
Para efectos del diseño y valorización, se considerará una temperatura media mínima mensual del agua en las lagunas de 10°C y media máxima mensual de 20°C. Temperaturas distintas deberán ser justificadas por la empresa con la descripción del
método de medición empleado y el respaldo estadístico pertinente, en todas y cada una de sus lagunas, con mediciones diarias.
Para la desinfección por cloro, el sistema contemplará un estanque de contacto tipo Round the End que asegure un período de retención de 30 minutos a condiciones de caudal medio.
6.2.4.5.2.5 Lagunas Aireadas
Esta infraestructura sanitaria tiene por objetivo depurar las aguas servidas, para hacer posible su disposición en el medio ambiente natural en cumplimiento del DS SEGPRES N° 90/00.
El costo directo de inversión de las lagunas aireadas será determinado en función de las siguientes variables:
• Población de diseño.
• Caudal Medio y Máximo Horariode aguas servidas. • Carga orgánica.
Las componentes o unidades de tratamiento a considerar en el costo directo de inversión de las lagunas aireadas son al menos los indicados a continuación:
Lagunas Aireadas Tratamiento preliminar.
Tratamiento biológico (Lagunas Aireadas y Lagunas de Sedimentación) Desinfección
Deshidratación y Acopio de Lodos Urbanización
Para efectos del diseño y valorización, se considerará una temperatura media mínima mensual del agua en las lagunas de 10°C y media máxima mensual de 20°C. Temperaturas distintas deberán ser justificadas por la empresa con la descripción del método de medición empleado y el respaldo estadístico pertinente, en todas y cada una de sus plantas con al menos 21 mediciones al mes.
El modelo a usar para el diseño será el de O´Connor & Eckenfelder, a menos que se adopte otro modelo que asegure la calidad requerida del efluente y entregue un dimensionamiento más optimizado desde el punto de vista técnico – económico.
Para la desinfección por cloro, el sistema contemplará un estanque de contacto tipo Round the End que asegure un período de retención de 30 minutos a condiciones de caudal medio.
6.2.4.5.2.6 Lodos activados
Esta infraestructura sanitaria tiene por objetivo depurar las aguas servidas, para hacer posible su disposición en el medio ambiente natural (generalmente cursos superficiales de agua), en las condiciones que exige el DS SEGPRES N° 90/00.
El costo directo de inversión de las PTAS de Lodos Activados será determinado en función de las siguientes variables:
• Población de diseño.
• Caudal Medio y Máximo Horariode aguas servidas. • Carga orgánica.
Para efectos del diseño y valorización, se considerará en el reactor una temperatura media mínima mensual de 10°C y media máxima mensual de 20°C. Temperaturas distintas deberán ser justificadas por la empresa con la descripción del método de medición empleado y el respaldo estadístico pertinente, en todas y cada una de sus plantas, con mediciones diarias.
6.2.4.5.2.7 Tratamiento primario (solo ó químicamente asistido)
Por la eficiencia de este tipo de tratamiento en términos de los parámetros de interés (DBO, SST, NKT, PT, entre otros), esta infraestructura sanitaria tiene por objetivo depurar las aguas servidas a un grado tal que hace posible su disposición prácticamente limitada al escenario de descarga a un cuerpo de agua con capacidad de dilución señalado en el DS SEGPRES N° 90/00.
La principal componente unitaria del tratamiento primario es la sedimentación primaria. Si se adopta tratamiento primario químicamente asistido (CEPT), se deberá demostrar la necesidad de ello, y la insuficiencia de considerar solo tratamiento primario. En tal escenario se deberá definir el tipo de coagulante a usar (cloruro férrico u otro debidamente justificado) considerando una dosificación eficiente.
Asimismo, la dosificación eficiente adoptada para la desinfección por cloro deberá estar debidamente respaldada.
Los lodos generados en la sedimentación primaria no se encontrarán estabilizados, por lo cual será necesario contemplar una estabilización e higienización de los mismos por alguno de los métodos establecidos en el DS 04/09, para permitir su transporte y disposición. 6.2.4.5.2.8 Lombrifiltro
Esta infraestructura sanitaria tiene por objetivo depurar las aguas servidas, para hacer posible su disposición en el medio ambiente natural en cumplimiento del DS SEGPRES N° 90/00. El Lombrifiltro deberá ser considerado por la empresa modelo al menos en todos los casos donde la población sea menor a 2.500 habitantes.
El costo directo de inversión del lombrifiltro será determinado en función de las siguientes variables:
• Población de diseño.
• Caudal Medio y Máximo Horariode aguas servidas. • Carga Orgánica.
Para efectos del diseño y valorización se considerará una temperatura media mínima mensual de 10°C y media máxima mensual de 20°C. Temperaturas distintas deberán ser justificadas por la empresa con la descripción del método de medición empleado y el respaldo estadístico pertinente, en todas y cada una de sus plantas, con mediciones diarias.
6.2.4.5.2.9 Otras consideraciones
• La planta elevadora al ingreso, si existiese • El grupo generador