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Análisis comparativo de distintas tecnologías de tratamiento de aguas residuales para municipalidades de Costa Rica
(2011) Centeno Mora, Erick; Vidal Rivera, Paola
El problema de saneamiento en la población costarricense es bien conocido. Por ello, la inversión en plantas depuradoras de aguas residuales debe ser un tema prioritario, tanto para mejorar la calidad de vida de los habitantes, como para proteger el medio ambiente. Sin embargo, debido a la gran variedad de tecnologías que pueden emplearse para ese fin, sumado a la falta de experiencia de muchas municipalidades en este tema, la selección del sistema óptimo de tratamiento de aguas residuales no es una decisión sencilla. La importancia de este trabajo estriba principalmente en que establece una referencia objetiva para guiar el proceso de toma de decisiones a la hora de elegir una tecnología de depuración de aguas residuales para las municipalidades de Costa Rica. Como parte de este trabajo se evaluaron 7 tecnologías de tratamiento de aguas residuales distintas, para cinco poblaciones de diseño teóricas, resultando en un total de 35 plantas de depuración. Se hizo una distribución en planta para cada una de esas plantas y se realizó una estimación de los costos de construcción para cada sistema. Adicionalmente, se estimaron los costos de operación mensual y de mantenimiento anual de cada planta de tratamiento. Luego se realizó un análisis financiero para concluir acerca del costo de cada tecnología, según la población servida. Finalmente se resaltaron algunos aspectos adicionales que deben tomarse en cuenta a la hora de elegir una tecnología de tratamiento estableciendo algunos parámetros de comparación cualitativos entre cada tecnología evaluada.
Análisis comparativo de tecnologías para el tratamiento colectivo de las aguas residuales en poblaciones menores a 5000 habitantes equivalentes en Costa Rica
(2017) Murillo Marín, Adrián; Centeno Mora, Erick
El objetivo principal de este trabajo de investigación es el de dar una referencia inicial en la concepción de un proyecto de saneamiento de aguas residuales ordinarias en poblaciones pequeñas. Para esto se analizó en primera instancia la situación del saneamiento en Costa Rica, de lo que se determinó que la tecnología más utilizada es la de lodos activados de aireación extendida y que las poblaciones servidas menores a 5000 habitantes equivalentes son las más usuales. Posteriormente, se pre diseñaron 3 diagramas de proceso (Lodos activados de aireación extendida, humedal artificial y UASB seguido de filtro percolador) para 4 poblaciones distintas (500, 1000, 2500 y 4000 habitantes equivalentes), para un total de 12 plantas de tratamiento modelo. Además, para cada una de las plantas se pre diseñó el sistema de tratamiento de los lodos. Con un dimensionamiento inicial de cada elemento se realizó una distribución en un terreno de forma regular, para luego calcular los costos constructivos y de operación y mantenimiento. Del análisis financiero se derivó que la tecnología más adecuada para las poblaciones de 500 habitantes es la de humedal artificial de flujo subsuperficial y para las poblaciones de 1000, 2500 y 4000 habitantes equivalentes, resulta ser el UASB seguido de filtro percolador.
Diagnóstico del proceso de evaluación de impacto ambiental en Costa Rica en el área de seguimiento ambiental y propuesta de herramienta de control en campo
(2017) Arce Rodríguez, Ronny Alexander; Centeno Mora, Erick
Se realizó un diagnóstico del proceso de evaluación de impacto ambiental (EIA) en Costa Rica, específicamente en la etapa de seguimiento ambiental. Se buscó identificar fortalezas y debilidades del sistema, con el fin de plantear oportunidades de mejora. Adicionalmente, se propuso una herramienta de control en campo para facilitar el proceso de inspección de indicadores ambientales en proyectos de construcción. El diagnóstico se realizó por medio de un análisis comparativo en el área de seguimiento ambiental en la EIA de Costa Rica, España y Estados Unidos. Se elaboró una descripción de cada caso y se identificaron oportunidades de mejora en el país. Una de esas mejoras fue la creación de fichas técnicas para colaborar con la inspección de indicadores ambientales. Estas fichas se elaboraron y depuraron por medio de consultas a expertos y de su aplicación en un proyecto de construcción real. Se encontró la necesidad de elaborar instrumentos estandarizados que contribuyan con la mejora del área de seguimiento ambiental en Costa Rica. La herramienta propuesta contiene 13 fichas técnicas que facilitan la gestión ambiental de la totalidad de las fases constructivas de un proyecto de construcción del tipo residencial o comercial. Estas fichas técnicas resultaron ser un documento base que debe someterse a un proceso de mejora continua por medio de futuras investigaciones.
Diseño, construcción y validación de un prototipo semiautomático para la toma de muestras de agua de escorrentía urbana en tragantes de alcantarilla
(2018) Córdoba Mojica, Andrea; Centeno Mora, Erick
El objetivo principal de este trabajo de investigación fue el de dar una solución inicial al problema de medición de contaminación en las aguas de escorrentía urbana. Para esto se realizó un extenso estudio bibliográfico para revisar las metodologías existentes en otros países para la evaluación de la calidad del agua de escorrentía. Se decidió construir un aparato que pudiera ser utilizado para medir caudal y tomar muestras con las que fuera posible realizar pruebas de laboratorio para determinar la concentración de contaminantes. Para todas las metodologías, el proceso de toma de muestras es indispensable para garantizar la representatividad de los datos obtenidos. El prototipo se diseñó para que pudiera captar o registrar ambos parámetros por sí mismo. Se probó este dispositivo en condiciones de laboratorio, para poder controlar las condiciones de las variables y no sumar incertidumbre a los parámetros de entrada (caudal y concentración de contaminante). De las pruebas realizadas, se concluyó que el prototipo construido no reúne los requisitos necesarios para la toma de muestras en campo, pero es un punto de inicio para seguir investigando en esta rama. Se concluyó que es necesario involucrar a profesionales de otras áreas para la construcción de un prototipo más completo (ingeniería civil, mecánica y eléctrica, química, biología, entre otras).
Evaluación del modelo escala de biomasa suspendida por medio de esponjas colgantes de flujo descendente (DHS) como postratamiento de un reactor anaeróbico de flujo ascendente (UASB)
(2018) Solís Morales, Katherine; Centeno Mora, Erick
La siguiente investigación es el resultado del seguimiento de un sistema escala de postratamiento de aguas residuales, usando como tratamiento previo un reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB). El modelo utiliza biomasa adherida por medio de esponjas de flujo descendente (DHS por sus siglas en ingles). Se realizó una evaluación de comportamiento por medio de muestreos, tanto del caudal de entrada como el de salida en el DHS. Estos resultados fueron comparados con el reglamento de vertido y reuso de aguas residuales de Costa Rica (DE-33601- s-minae). El sistema DHS se construyó en la planta de Bosques de Santa Ana, administrada por el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA). El DHS consistió en una estructura de torre metálica apernada, de 4 metros de altura. La torre fue rellenada con 1 m3 de esponjas de poliuretano dentro de soportes cilíndrico de polietileno de alta densidad. A esta configuración se le conoce como DHS de tercera generación. El estudio se realizó para dos diferentes periodos, el periodo 1 considero un caudal de 3 l/min y un periodo de retención hidráulica de 5,5h, que se extendió desde el 10 de octubre del 2016 hasta el 12 de diciembre del 2016. El periodo 2 uso un caudal de 12 l/min con un periodo de retención hidráulica de 1,38 horas, que fue desde el 11 de enero del 2017 hasta el 3 de marzo del 2017. El periodo 1 operó con una carga hidráulica fue de 4,32 m3/m3d y una carga orgánica volumétrica de 0,31 kgDBO *m-3*d-1. El periodo 2 operó con una carga hidráulica de 17,39 m3/m3d y una carga orgánica volumétrica de 1,43 kgDBO *m-3*d-1. Los resultados de eficiencias de remoción para el periodo 1, dieron valores de 57% en DBO, 56 % de DQO y 44% de SST. En el caso del periodo 2, las eficiencias fueron de 50% en DBO, 55% en DQO y 35% en SST. Los promedios totales en el comportamiento del sistema fueron de 54 en DBO, 56% en DQO y de ...
Monitoreo y evaluación de una planta piloto para el tratamiento de agua residual por medio de un sistema de biomasa adherida con esponjas colgantes de flujo descendente, implementada como tratamiento secundario para el efluente de un sedimentador primario
(2017) Rodríguez Cambronero, Diego; Centeno Mora, Erick
El trabajo de investigación a continuación consistió en el monitoreo y evaluación de una planta piloto para el tratamiento de agua residual por medio de un sistema de biomasa adherida con esponjas colgantes de flujo descendente (D.H.S.), implementada como tratamiento secundario para el efluente de un sedimentador primario. Para esto se realiza un estudio bibliográfico relacionado a la utilización del sistema, se cuantifican las eficiencias en remoción de parámetros físico químicos comparándolas con la reglamentación nacional de calidad del agua para vertido a cuerpo de agua (DE-33601-s-minae), se evalúan los efectos en las eficiencias de las variaciones en el tiempo de retención hidráulico y se determinaron criterios adecuados para la operación y mantenimiento del sistema. El sistema piloto se ubicó en la PTAR ¿los Tajos¿ en la Uruca, cantón de San José; el mismo se construyó con 12 cajas plásticas colocadas una sobre otra con dimensiones de 40cm de ancho, 70cm de largo y una altura de 37cm, para una altura total 4.5m y un volumen de 1.25 m3, la cantidad de esponja utilizada fue de aproximadamente 1 m3. El caudal implementado varió dependiendo del periodo de análisis, en la etapa I, comprendida entre el 20 de abril y el 20 de mayo, se utilizó un flujo de 3 l/min con un tiempo de retención asociado de 5.7 horas y una carga hidráulica de 15.4 m3*m-2*d-1; en la etapa II durante el periodo del 20 de mayo al 1 de diciembre, con un caudal de 6 l/min, un tiempo de retención de 2.7h y una carga hidráulica asociada de 30.7 m3*m-2*d-1. Según los resultados de los parámetros fisicoquímicos evaluados, se obtuvieron en promedio porcentajes de eficiencia alrededor del 60% de la DBO, 55% en la DQO, la concentración de sólidos totales, sólidos suspendidos totales y sólidos volátiles disminuyen una vez atravesado el sistema de tratamiento. En cuanto al nitrógeno amoniacal, ...