Lagunas de estabilización: Movimiento de tierra

El diseño de lagunas consiste no solamente en determinar la superficie y profundidad sino, particularmente en resolver un sinnúmero de detalles de construcción y especificaciones que asegurarán un funcionamiento y estabilidad adecuado de la unidad a lo largo de su vida útil.
Muchos informes acerca de lagunas existentes demuestran una serie de defectos en su funcionamiento, averías en las estructuras y molestias de una pobre ingeniería.
Un buen diseño minimiza malos funcionamientos tales como manchas anaeróbicas en una laguna facultativa, carencia de efluente por infiltración excesiva hacia el fondo, diques erosionados, crecimiento excesivo de maleza, proliferación resultantes de mosquitos, débil efecto de mezcla inducido por el viento, acumulación de sedimentos alrededor de la entrada y otras penosas circunstancias.
Además, una buena ingeniería trae como consecuencia, casi siempre, la reducción en los costos por la minimización en el revestimiento y la optimización de la excavación y el relleno.
Hay muchas buenas razones para no descuidar la ingeniería y detalles de construcción.

2.1 Volumen mínimo de movimiento

En un terreno llano es suficiente realizar una excavación poco profunda para conseguir el material requerido para la construcción de los diques.
Dos condiciones son obligatorias:
1- El nivel de agua en la laguna debe quedar situado debajo del nivel de la solera del último tramo de la alcantarilla de llegada si es por gravedad.
2- El suelo removido debe ser adecuado para la compactación y mantener una cohesión cuando es humedecido.
La tierra orgánica y la arena no son adecuadas para la construcción de diques. normalmente, un buen material se encuentra debajo de la superficie del suelo.
Este terreno más adecuado puede ser utilizado para formar el núcleo impermeable y estable del dique y el sobrante utilizarse para completar el dique y para formar el talud. Ver figura 1.

De no haber tierra disponible en el lugar de la obra, la misma deberá ser transportada de otro lugar.
En este caso, pueden surgir problemas económicos.
Los suelos compresibles o plásticos pueden afectar considerablemente el costo de la construcción, lo que haría que la alternativa de lagunas de estabilización como medio de tratamiento no sea económica.
Ante la presencia de un terreno adecuado, el material excavado es apilado en capas y compactado sucesivamente.
La condición más económica surge cuando toda la tierra requerida para construir las represas proviene de la excavación del fondo de la laguna. Partiendo de un punto de vista puramente geométrico, el volumen excavado debe igualar al apilado.
Debe hacerse una compensación adicional por la expansión durante la excavación y la reducción durante la compactación.
Dependiendo de la compresibilidad de la tierra, contenido de humedad y otros factores, por lo general el volumen de suelo que entra en la conformación del dique es menor al excavado.
En condiciones ideales, una laguna cuadrada con una superficie de cuatro hectáreas, una profundidad en el agua de 2 m, parte libre de 0.5 m, 2 m de ancho en la coronación y pendientes de 1:3 en el lado húmedo y 1:1.5 en el otro lado, requeriría una excavación de 0.4 m de profundidad.
El sondeo del suelo con un horadador manual puede ayudar a identificar el material disponible para estimar los costos de construcción.
Si el terreno no es parejo, el propósito debe ser el mismo: tener el relleno igual a la excavación más la compensación.
Construcción de lagunas en terrenos agrícolas con alto contenido orgánico como raíces y ramas deben ser removidas y no empleadas en las obras de arte porque una vez que el material orgánico se descompone puede dar lugar a la formación de tubificaciones que expondrían a la estructura a un alto riesgo.

2.2 Geometría del dique

Con la finalidad de mantener al mínimo la erosión causada por olas provocadas por el viento, la pendiente del dique en el lado húmedo debe ser suave, más menos 1 en la parte vertical a 3 en la parte horizontal.
Los taludes más empinados pueden ser adoptados en el caso de suelos muy duros y si se utiliza un revestimiento protector.
En el lado seco el declive es usualmente 1:1.5 o más empinado.
El talud en el lado seco y la faja sobre el nivel del agua en el lado húmedo deberán, protegerse con césped contra la erosión.
El tipo de césped utilizado para este propósito tiene una marcada influencia en los costos de mantenimiento.
Si el césped llega por debajo de la superficie del agua, esto creará un habitat para larvas, caracoles y otros tipos de animales.
Una angosta faja desnuda, de alrededor de 0.2 m, deberá mantenerse entre el césped y el nivel del agua.
La coronación del dique debe ser hecha lo suficientemente ancha como para permitir el fácil tráfico de camionetas o camiones en grandes instalaciones, considerando que en instalaciones pequeñas todo lo que se necesita es un sendero de 1 m de ancho y de por lo menos 3.0 m en instalaciones mayores para el acceso de vehículos.
La parte de la coronación debe consolidarse adecuadamente para evitar su deterioro como consecuencia del tránsito y tener una geométrica curva que evite la acumulación del agua de lluvia.
Después de terminar el movimiento inicial de la tierra, los taludes son afinados a mano o mecánicamente por medio de una motoniveladora.
Luego se siembra el, césped siempre que se disponga de personal suficiente, y del equipo para su manutención.

Fuente : Ing. Ricardo Rojas Vargas
Oficial en Tratamiento de Aguas Residuales
y Disposición de Excretas

Condensado del trabajo del mismo nombre
realizado por el ingeniero Max Lothar Hess

Lima – Perú.