Evaluación de las infiltraciones al sistema de drenaje mediante análisis comparativo de la concentración de contaminantes en agua residual: Caso de estudio en Tepic, México Translated title: Assessment of infiltrations to the sewer by comparison of pollutant concentrations on wastewater: Case study in Tepic, Mexico

Abstract

La infiltración de agua pluvial o agua subterránea al sistema de drenaje urbano es un fenómeno que puede afectar negativamente la capacidad conductiva de la red de drenaje por el aumento de volumen que genera. También puede propiciar cambios en la composición química del agua residual que ésta transporta por la dilución de sus componentes en un mayor volumen de agua. Las consecuencias en caso extremo tienen costos técnicos y económicos que incluyen por ejemplo el desbordamiento de las tuberías y problemas en la operación de las plantas de tratamiento. También es posible un incremento en la emisión de contaminantes sin tratamiento previo hacia el ambiente. La infiltración de agua al sistema de drenaje se determina convencionalmente mediante mediciones del flujo total en las tuberías que son comparadas con la cantidad de agua residual generada. La diferencia entre estos dos valores es igual al volumen total de agua de infiltración. Sin embargo, esta estrategia se vuelve impracticable cuando se desconoce la cantidad real de agua residual generada por falta de medidores de consumo o de medidores de flujo en las descargas, tal como en la ciudad de Tepic, Nayarit (México). El presente estudio evalúa la infiltración en las tuberías del drenaje doméstico de la ciudad de Tepic en temporada de lluvia mediante una estrategia alternativa basada en la comparación de las concentraciones teóricas y reales de nitrógeno y fósforo en muestras de agua residual. Los resultados obtenidos indican que existe una dilución significativa de los contaminantes causada potencialmente por infiltraciones al drenaje. El factor de dilución del agua residual calculado en este estudio para diferentes puntos y días de muestreo fluctúa entre 30 y 500 % siendo los valores en su mayoría mayores al 50 %. Estos valores representan un problema potencial para la red sanitaria y para la eficiencia del tratamiento del agua residual en la ciudad que requiere medidas preventivas o correctivas en el sistema.

Translated abstract

The infiltration of rain or groundwater into the sewer systems can negatively affect the hydraulic capacity of the sewer network as a consequence of the increment of the total volume of water. Furthermore, the composition of the wastewater in the pipelines may also be affected due to the dilution of its components in a larger volume. These effects may lead to important technical problems with an inherent economic cost. For instance, the overflow of the drain lines, operational problems at the wastewater treatment facilities, and an increase of pollutant emissions to the environment due to the lack of treatment. The evaluation of sewer infiltrations is a key factor in order to counteract these potential problems by means of preventive or corrective measures. Conventionally, the infiltration is assessed as the difference between the total flow of generated wastewater and the actual water flow in the pipelines. This strategy is not feasible when there are not flow measurement devices at the consumption or at the discharge points. This is the case in the city of Tepic, Nayarit in Mexico. In the present study, an alternative approach was used to evaluate the infiltrations into the domestic sewer in the city of Tepic during the rainy season. This approach is based on a comparative analysis of theoretical and measured nitrogen and phosphorus content in wastewater samples from the sewer. Evidence of high infiltration into the sewer was found. The dilution factor calculated for the wastewater at different locations and sampling days ranges from 30 to 500 %, indicating a potential problem for the sewer network and for the efficiency in the wastewater treatment.