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Aguas residuales urbanas parte 2 - Monografía



 
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2    Estación depuradora de aguas residuales.


En la actualidad, el diseño de la mayoría de las EDAR que se están Construyendo se ajusta, con ligeras variaciones, al siguiente esquema funcional.

La línea de tratamiento se inicia en el predesbaste, que en determinadas circunstancias es fundamental para eliminar fuertes aportaciones de arena y grandes sólidos, tras él, se procede a la elevación del agua bruta, para que toda la denominada “línea de agua” sea por gravedad, de forma que permita el vertido al cauce natural en la mayoría de las circunstancias.

Este predesbaste, es aconsejable dotarlo de elementos eléctricos de manipulación, para la extracción de residuos.

La elevación, se puede efectuar mediante bombas ó mediante tornillos de Arquímedes, la experiencia nos dicta, que esta segunda forma es mejor, pues al tener esta máquina la singularidad de elevar el caudal que le llega, introduce menor variabilidad en la carga contaminante a tratar. Para conseguir este mismo efecto mediante bombas, seria necesario ir a un gran número de unidades de poco caudal, aparte de requerir un diseño más delicado del pozo de bombeo, para evitar septicidades.

A continuación, el agua bruta es sometida a una serie de procesos físicos. Para la eliminación de los residuos sólidos se utiliza un conjunto de rejas en cascada, normalmente rectas y con limpieza automática. La eliminación de grasas y aceites se consigue mediante la insuflación de aire, que produce la flotación de los mismos. Las arenas se eliminan al disminuir la velocidad de la vena líquida, lo que produce la decantación de la misma.

Es aconsejable disponer de un tanque desnatador para la concentración de grasas y aceites, pues no se deben enviar nunca a digestión. Para la eliminación y lavado de las arenas extraídas es conveniente instalar un clasificador de vaivén.

Como norma general, se debe procurar que la intervención humana en la manipulación de los residuos del pretratamiento sea mínima, limitándose al control del proceso y a la limpieza de los equipos instalados pues de otra forma es necesario emplear un gran numero de horas en la explotación del pretratamiento.
Se debe normalizar el tipo de contenedor a utilizar en la EDAR, a fin de agilizar la retirada de todo tipo de residuos a un vertedero controlado.

Tras estos procesos físicos el agua es introducida en los decantadores primarios, donde se produce la separación del fango primario, el cual debe ser eliminado del interior de los mismos de una forma continua, para evitar su envejecimiento.

De los decantadores también son extraídos pequeños flotantes los cuales son eliminados de la superficie de los mismos mediante rasquetas superficiales. Es aconsejable enviarlos al desnatador de grasas y aceites para su posterior eliminación junto con ellos

El agua decantada es sometida a un proceso de fangos activados.

En las cubas de aireación se debe cuidar el sistema de regulación y control de la aportación de oxigeno al proceso de depuración.

La utilización de aireadores superficiales o turbinas tiene una gran ventaja y es la accesibilidad de los equipos, lo que permite un sencillo y fácil mantenimiento. En otro sentido, hoy día esta resuelto, de forma bastante satisfactoria, la regulación del sistema de aportación de oxigeno mediante temporizadores y variadores de velocidad, que junto a los analizadores de oxigeno disuelto, instalados en las cubas, permiten un eficaz control del proceso.

La ubicación de las sondas de los analizadores, se debe estudiar cuidadosamente, pues hay  que conseguir que la medida efectuada se corresponda con el valor medio del oxigeno disuelto, para poder ajustar los equipos de regulación con una medida fiab1e.

En cada cuba, la última turbina debe tener una regulación independiente del resto de las turbinas de esa línea de tratamiento, pues la interferencia que crea en el sistema es elevada, lo que puede desvirtuar todo el sistema de regulación.

La recirculación de los fangos activados se puede efectuar mediante Tornillos de Arquímedes  o mediante bombas.

Si se realiza con Tornillos de Arquímedes, se debe instalar un sistema de regulación del caudal a recircular, mediante válvulas motorizadas.

Cuando esta recirculación se efectúe con bombas se debe buscar, que el caudal unitario de las bombas al menos tres escalones de caudal, con un 60%, 120% y 180% de recirculación sobre caudal total.

En el sistema de recirculación se efectúa la purga del exceso de fangos activados.

Su diseño debe permitir que la extracción de fangos se rea1ice de forma continua.

Tras la clarificación del efluente se suele instalar un tanque, que permita la donación final del mismo en caso de emergencia.

Los fangos primarios son sometidos a un proceso de tamizado para eliminar pequeños sólidos, plásticos, etc. que no han sido retenidos en el pretratamiento y que son el causante, la mayoría de las veces, de la formación de una gran costra superficial en los digestores.

La zona de tamizado es aconsejable que esté cubierta, y que tenga una buena ventilación.

A continuación los fangos primarios son introducidos en los espesadores de gravedad a fin de aumentar su concentración.

Por otra parte el exceso de fangos activados son espesados en un flotador, ya que al ser unos fangos muy ligeros tienen gran tendencia a espesar por flotación.

En estos procesos de espesamiento, se debe cuidar que los caudales aportados, sobre todo en la flotación, sean en lo posible constantes, pues de esa forma se facilita su explotación.

Para ello se deben diseñar, tanto los bombeos como los pozos de purgas, para que  efectuándose una purga cuasi-continua se consiga un caudal aportado constante.

Se debe prever una interconexión entre las impulsiones de las purgas de fangos primarios y del exceso de fango activado, pues en determinadas ocasiones la mayor concentración del fango se consigue introduciendo la mezcla de fangos primarios y actividades en exceso, en el espesador de gravedad.

Siempre debe mezclarse el fango espesado en los distintos tanques. Su introducción en los digestores primarios, mediante bombeo, debe efectuarse junto con los fangos calientes que vienen de los intercambiadores del sistema de calefacción, para de esa forma conseguir que el gradiente de temperatura dentro de los mismos sea el menor posible.

Hay que conseguir, mediante un adecuado diseño de las tuberías de alimentación y  extracción de fangos que no se produzcan “zonas muertas” dentro de los digestores.

La homogeneización de la masa de fango en el interior del digestor, se consigue mediante  una enérgica agitación, que bien se consigue por la insuflación a presión del propio biogás producido ó mediante la recirculación con grupos motobombas, del fango de su interior, debiendose efectuar la misma por varios puntos del perímetro del digestor.

El primer sistema es quizás el más extendido teniendo gran eficacia y muy bajo mantenimiento, siempre que se cuiden las calidades de los materiales empleados, en la construcción de los equipos instalados en el interior del digestor, que deben ser de acero inoxidable.

Como norma general, se debe tender a que en el interior de los digestores, ya sean primarios ó secundarios, existan el menor número posible de elementos metálicos y que el material de los mismos sea de acero inoxidable, incluyéndose, por supuesto, todos los pasamuros, con su aro de estanqueidad y bocas de hombre.

Otra instalación fundamental en los digestores es la calefacción de fangos, que a veces es conjunta con la agitación de la masa de fangos, siendo la mayoría de ellas independientes.

En cualquier caso, toda la parte interior de los intercambiadores debe estar construida en acero inoxidable, debiéndose calorifugar todas las tuberías, intercambiadores y calderas.

Los digestores deben dotarse de un calorifugado exterior, para disminuir las pérdidas de calor y para aumentar la inercia del sistema, ante una posible avería en el sistema de calefacción. La proyección de poliuretano expandido ó una cámara de aire suele ser suficiente.

Igualmente debe estar protegido el hormigón de toda la cúpula y la zona de gas con un revestimiento estanco al mismo, a base de resina epoxi bicomponente, previo un chorreado con arena de toda la zona a tratar. Este tratamiento debe darse siempre por el interior del digestor.

Se deben diseñar los digestores primarios para que el tiempo de estancia sea suficiente para efectuar en su interior la total digestión de los fangos. Con este criterio, el digestor secundario cumple su verdadera misión, la de servir de depósito para el secado de fangos.

Debe dotarse a los digestores secundarios de un rebose, para que el agua sobrenadante vaya a cabecera de la instalación.

Es importante contar con un circuito de siembra de fangos entre los digestores secundarios y primarios, así como de una instalación para la dosificación de cal que permita corregir el pH en las fases de metanización de la digestión,

El biogás producido debe ser almacenado en un gasómetro. Es normal que sea de baja  presión, pues su posterior utilización como combustible de las calderas, no requiere una mayor presión.

Si en la EDAR, por su tamaño, hubiesen sido instalados moto-generadores, si seria interesante contar con gasómetros de alta presión, pues se reducen los volúmenes de almacenamiento.

Los gasómetros de baja presión son aconsejables instalarlos sobre un depósito independiente, realizando el sello mediante agua limpia.

El exceso de gas se quema en una antorcha, que debe ser de acero inoxidable en su totalidad.

El fango ya digerido es secado normalmente mediante máquinas, ya que la opción de eras de secado es poco utilizada por su alto costo de explotación, además de la gran cantidad de terreno que requieren.

Las máquinas más usadas habitualmente son los filtros bandas, frente a otro tipo de máquinas como los filtros de vacío ó centrifugadoras, que son menos rentables ya sean por el tipo de reactivo que emplean ó por su coste.

Se debe cuidar la limpieza de las telas filtrantes, esta debe hacerse con agua limpia a presión. Otro punto a cuidar en el diseño es el tiempo de contacto durante la flotación del fango, para conseguir  una buena separación de las fases sólido-líquido.

Toda la  manipulación del fango seco hasta el lugar de almacenamiento, debe hacerse mediante cintas transportadoras.

Se debe prever una zona para el almacenamiento de fangos que permita una mayor flexibilidad en la posterior utilización del fango seco.

Durante la exposición realizada sobre lo que denominaba “esquema funcional de una EDAR” hemos hecho hincapié repetidas veces en las expresiones “diseñar”, “prever”, “proyectar”, porque queremos resaltar ahora un aspecto importante que demasiadas veces se olvida cuando se está desarrollando el proyecto de una EDAR.

Lo mismo que se aplican criterios mecánicos estructurales, químicos ó eléctricos en el diseño y construcción de una EDAR, también se deben aplicar criterios de explotación en su concepción, pues una instalación deficientemente diseñada da lugar, a una explotación más costosa o incluso deficiente que indudablemente se paga durante toda su vida útil, siendo necesario en muchas ocasiones realizar nuevas inversiones para mejorar esta explotación que la mayoría de las veces solo producen resultados parciales, muy inferiores a los que probablemente se hubiesen alcanzado, si estas inversiones hubiesen sido hechas durante las etapas de diseño y construcción de la EDAR.

El explotador de una EDAR debe intervenir en su concepción, en el desarrollo del proyecto, en la construcción de la misma, y en su puesta en servicio.

Hay algunos criterios “digamos” de explotación que son necesarios tener en cuenta durante las fases de concepción y desarrollo del proyecto, y otros durante las fases de construcción y montaje de la EDAR.


Entre los primeros podemos citar:



-La homogeneización o estandarización de los equipos electro-mecánicos redundará en menores costos de repuestos.
-La intercambiabí1idad de los equipos electromecánicos permitirá tener menor número de unidades de reserva.

-La implantación de los equipos electromecánicos previendo la accesibilidad a los puntos de atención, de forma que permita la creación de “rutas” o “caminos” de explotación facilitarán el control e inspección de los mismos.
-Se procurará que el proyecto contemple el máximo ración de los procesos, para que la manipulación reduzca al mínimo y que se dispongan de equipos como polipastos eléctricos, para facilitar al trabajo humano.

-La instalación de equipos de medida y control como caudalímetros, cuentahoras, cuentamaniobras, registradores, permitirá una evaluación de la explotación.

Igualmente se deberá cuidar que se proyecte la EDAR teniendo en cuenta las normas de Seguridad e Higiene en todo lo referente a accesos, ventilación forzada, equipos de seguridad general y personal, etc.

Mención aparte es cuidar que se proyecte con equipos electromecánicos de la mejor calidad, que las protecciones anticorrosivas previstas sean suficientes, para el alto grado de agresividad química existente en el ambiente de una EDAR, que se proyecten instalaciones que permitan un ahorro de energía eléctrica, como condensadores, variadores de velocidad en motores etc., en definitiva llevar a cabo una supervisión con el fin de conseguir que la futura explotación tenga el menor costo posible.

Durante la fase de construcción y montaje debe cuidarse, no solo que los anteriores criterios se concreten en esta fase, sirio que además se tengan en cuenta otros, entre los que cabe citar:

-Que los montajes se realicen teniendo en cuenta en todo momento que alguna vez será necesario proceder a su desmontaje.

-Que la explotación va a ser realizada por hombres corrientes no por superhombres, por lo que se cuidará, que los accesos sean cómodos y fáciles, que no haya zonas poco ventiladas donde se puedan acumular gases tóxicos o se puedan crean zonas de anoxia o falta de oxigeno, que las tapas de arquetas sean ligeras y resistentes, etc.

Merece destacar dos aspectos fundamentales para  la explotación que deben concretarse en esta fase: el primero es la recopilación de toda la información técnica, sobre todos y cada uno de los; equipos electromecánicos, planos constructivos de los mismos, de las redes de tuberías y eléctricas, instrucciones de mantenimiento, listas  de piezas, firmas distribuidoras de las distintas marcas. repuestos aconsejables, esquemas eléctricos, etc.

Toda esta información debe estar recopilada y comprobada su exactitud antes de la puesta en servicio de la EDAR.

E1 segundo aspecto es la estandarización de productos fungibles como grasas, aceites, etc. , que debe realizarse antes de la puesta en marcha y que redundará en un menor coste de mantenimiento preventivo, al reducirse los stockages de almacenamiento y la posibilidad de averías por errores en la reposición ó sustitución de es los productos.

Para ello es fundamental que parte del futuro personal técnico y de mantenimiento que se adscribirá a la explotación de la EDAR colabore estrechamente con la dirección técnica de las obras durante las últimas fases de montaje y construcción, a fin de conseguir una continuidad entre la construcción, las pruebas de funcionamiento y la explotación propiamente dicha.

En una EDAR el personal adscrito a la explotación se estructura generalmente, con 1igeras variaciones, según el siguiente esquema organizativo.

Bajo la supervisión, control y responsabilidad de un jefe de Planta se organiza el personal técnico, el personal administrativo y el personal obrero.

El personal  técnico está constituido además de por el Jefe de Planta por otro de Explotación.

El personal administrativo suele estar constituido por un administrativo-almacenero.

El personal obrero es conveniente organizarlo en tres grandes grupos, Mantenimiento, Explotación y Conservación.

Examinemos ahora las funciones que deben desarrollarse por cada puesto de trabajo y las relaciones de interdependencia que deben crearse entre ellos.

Corno ya se ha dicho el Jefe de Planta es el responsable de la explotación, mantenimiento y conservación de la misma, debe tener una sólida formación no sólo de depuración aguas residuales sino electromecánica y organizativa.

Deberá emitir  informes a sus superiores sobre el desarrollo de la explotación, realizar las gestiones de adquisición de repuestos reactivos y suministros varios, organizar los turnos de personal y proponer las posibles mejoras de las instalaciones a fin de conseguir una explotación más eficaz.

Como segundo responsable de la EDAR debe existir un Jefe de Explotación, con una formación similar al jefe de Planta pues debe sustituirlo en su ausencia, siendo el responsable directo del control analítico del proceso, y colaborando por delegación del Jefe de Planta en el control y supervisión de la EDAR. Lógicamente por ausencia de uno de ellos, las funciones de ambos puestos se acumulan en un sólo responsable.

El personal administrativo deberá desarrollar las funciones propias de su cometido, corno mecanografía de escritos, archivo de documentos y control administrativo del almacén de repuestos y reactivos de la EDAR.

El personal obrero lo hemos dividido en tres grandes grupos que en principio no tienten porque ser estancos, aunque es conveniente para un mejor desarrollo de la explotación una cierta especialización del personal en determinados puestos de trabajo.

El denominado personal de Mantenimiento, bajo la dependencia de un Encargado de Mantenimiento, que puede ser incluso un oficial electromecánico, debe efectuar todos los trabajos de mantenimiento, tanto en sus aspectos predictivo, preventivo y correctivo.

Es fundamental la misión del denominado Encargado de Mantenimiento, que bajo la supervisión del Jefe de Planta, debería mantener al día los Ficheros de Maquinarias y de Mantenimiento, controlará y supervisará los trabajos de mantenimiento, informará a sus superiores de los trabajos efectuados, así como organizará el trabajo de todo el personal obrero en ausencia de los responsables de la planta.

El personal de mantenimiento debe estar formado por operarios con cualificación de oficiales electromecánicos, y deben ser cuidadosamente seleccionados, pues de su trabajo depende fundamentalmente, que el envejecimiento de una instalación de este tipo, que de por si es rápido, se ralentice al máximo pudiéndose alcanzar vidas útiles aceptables.

El personal de explotación, que estará formado por parejas de operarios integrados por un oficial y un peón, deberá en todo momento efectuar las tareas de vigilancia y control de la planta.

Estas tareas se pueden dividir en tres grandes apartados, el primero es el control somero del proceso, vigilando las purgas de fangos, la formación de nubes de fangos, el color y el olor de las aguas y los fangos. El segundo es el control electromecánico de la planta, comprobando el funcionamiento efectivo de los distintos equipos, efectuando lecturas de cuentahoras y cuentamaniobras, y realizando las lecturas y comprobaciones de los equipos de control, como caudalimetro, analizadores de pH y oxigeno disuelto, termómetros, etc. Finalmente efectuará la recopilación escrita de toda esta información en los partes de explotación con la triple finalidad de ser transmitida a los turnos siguientes de explotación, al personal de Mantenimiento para que puedan efectuar los trabajos propios de su función y al personal Técnico que efectuará las correcciones pertinentes de los sistemas de depuración, en función del desarrollo del proceso y de los resultados obtenidos.

Hay que resaltar esta última función, pues es primordial, en este tipo de instalaciones que funcionan las 24 horas del día, y todos los días del año, que la información de lo que ocurre, sea conocida por las personas responsables, de aquí parte una especial misión del personal técnico, la formación de personal obrero para que esa toma de información sea además de cierta, válida para la explotación. Para ello deberá crear lo que denominábamos “rutas” ó “caminos de explotación”, donde se fijen qué puntos deben ser inspeccionados, qué se debe inspeccionar, con qué frecuencia y qué información se debe recoger además de las anomalías observadas.

Una instalación singular, en cuanto a su explotación, es el secado de fangos tanto por su complejidad, como por aún estando englobada en los trabajos de explotación, no tiene la característica fundamental de ser una tarea que deba realizarse en continuo durante las 24 horas, de todos los días del año.

Para la realización de los trabajos de explotación del secado de fangos se debe especializar a una parte del personal de explotación, pues además de ser una instalación compleja requiere la atención  permanente del personal y la manipulación humana en muchas tareas auxiliares como preparación de reactivos, ajustes de espesores de tortas de fangos, etc.

Para el tipo de EDAS que estamos hablando, las necesidades de personal se cifran en mantener por turno un equipo de explotación (oficial y peón), a esto hay que añadir un operario de mantenimiento, al menos en los dos turnos diurnos y un operario para el secado de fangos. En función de la jornada anual del personal se determina el número de operarios necesarios para cubrir la explotación y mantenimiento de la EDAR.

El tercer apartado de personal obrero, es lo que denominamos personal de Conservación, en el se incluye el personal para Jardinería, Limpieza y Vigilancia.

Es aconsejable la realización de estos trabajos mediante contratas pues además, de qué se pueden definir perfectamente su contenido, estos  tienen menor importancia, frente al conjunto de los demás trabajos de explotación.

Para el control de la planta además de las tareas anteriormente indicadas de control de la maquinaria, lectura de cuentahoras y cuentamaniobras, etc. es necesario efectuar otros controles analíticos que permitan evaluar la marcha del proceso de depuración.

Los parámetros que habitualmente sirven para este control son los  sólidos en suspensión y la DB05 que junto con el caudal permiten evaluar la contaminación eliminada. Dependiendo de las características propias de la planta es conveniente controlar otros parámetros como la  DQO, las grasas, los metales pesados, etc. Un indicador que es preciso controlar de forma permanente es el pH del agua de entrada, siendo habitual que no se admita en la instalación aguas con pH superiores a 10 en inferiores a 5 pues pueden ocasionar un colapso en el tratamiento biológico.

En el  tratamiento biológico se suelen controlar las aportaciones diarias de DBOS, la concentración de sólidos en suspensión en la cuba, la concentración de sólidos volátiles, el denominado V30, el índice volumétrico de lodos, la edad de los lodos, la carga másica, así como los  caudales y sólidos en suspensión recirculados y el caudal de fangos extraído para espesamiento y digestión. Fundamental es el control del oxigeno disuelto en la cuba para el proceso de depuración.

En los espesadores se suelen controlar, las concentraciones de fango, caudales y pH tanto en entrada como en salida.

En los digestores aparte de los caudales aportados y concentraciones es necesario controlar el pH, la temperatura de los fangos y la relación entre ácidos volátiles y alcalinidad. Otros parámetros a controlar son la reducción de volátiles y las producciones de gas en los digestores.

Para el secado de fangos es conveniente controlar aparte del caudal aportado a las máquinas de secado, la concentración del fango, e1 consunto de polielectrolíto, la sequedad de la torta final, la concentración de fango en el agua de escurrido y el peso de materia seca y fangos producidos, así como el rendimiento del polielectrolito por Tn de materia seca.

Con estos parámetros se puede controlar el proceso de depuración y no se debe pensar  que existen valores óptimos preestablecidos que se deben alcanzar, pues la experiencia nos demuestra que no hay dos plantas que funcionen exactamente con los mismos valores en los parámetros de explotación. El explotador debe conseguir, en un proceso continuo de ajuste, los valores en que optimice la explotación y encontrar las reglas de actuaciones con su agua y su planta para poder mantener los mejores rendimientos.

Hay otros cuatro capítulos junto con el de personal que componen el costo total de la explotación de una EDAR, nos referimos a Energía, Reactivos, Mantenimiento y Retirada de Residuos.

En relación al primeramente citado, Energía, cabe destacar que los principales puntos de consumo de energía eléctrica son las cubas de aireación y la elevación de agua bruta.

Por ello se deberá cuidar que el centro de Transformación equidiste de estos dos puntos de máximo consumo, controlando al máximo el consumo energético de estas dos instalaciones.

Se debe instalar una batería automática de condensadores, a fin de mantener el factor de potencia por encima del 0,92. Igualmente es aconsejable instalar condensadores en los transformadores de potencia.

La contratación del suministro de energía eléctrica debe hacerse buscando las ventajas que permiten las actuales tarifas, se deberán incluir discriminaciones horarias, por días festivos, etc., dado que la instalación de los correspondientes equipos se rentabilizan fácilmente en este tipo de instalaciones.

El capitulo de reactivos es el que tiene la menor significación económica, pues el consumo de  reactivos se circunscribe al polielectrolito para el secado de fangos y esporádicamente al consumo de cal para controlar la acidificación de los digestores.

En cualquier caso su adquisición es aconsejable efectuaría mediante concurso con las siguientes particularidades para la adquisición de polielectrolito del secado de fangos.

Debe exigirse una prueba del producto en máquina que permita evaluar los siguientes datos de explotación: consumo de reactivo, sequedad de la torta de fangos y tanto por ciento de escurrido. Estos valores junto con el precio ofertado nos permitirá calcular el coste efectivo por tonelada de materia seca.

La segunda particularidad viene impuesta por las características de los fangos que suelen cambiar sus condiciones de filtrabilidad, por lo que debe exigirse, que si no se cumplen las condiciones del concurso durante un periodo de tiempo, deberá el adjudicatario modificar el tipo de polielectrolito, sin sobrecosto para la explotación y en caso de no obtener resultados satisfactorios se rescindirá el contrato de suministro, pudiéndose adquirir a otro proveedor el producto más adecuado.

En lo referente al Mantenimiento hay una idea básica que el explotador no debe perder nunca de vista, y es la lucha contra el envejecimiento de las instalaciones.

Para ello se debe actuar en dos frentes, uno contra la corrosión de los elementos metálicos y otra efectuando un exhaustivo mantenimiento electromecánico, tanto predictivo como preventivo y en último extremo, un control exigente de las reparaciones, centrado fundamentalmente en la contratación de talleres especializados para estas reparaciones, a ser posible los servicios técnicos oficiales.

Dentro de este capitulo un tema que merece destacarse es, la estandarización de las grasas y aceites empleados para la lubrificación.

Es aconsejable utilizar grasas sintéticas de base lítica y con aditivos de bisulfuro de molibdeno que aunque son más caras, rentabilizan la explotación de la EDAR.

Un aspecto fundamental en lo referente  la protección anticorrosiva de todos los elementos metálicos es, que esta protección debe efectuarse cada cinco años aproximadamente, y que el tratamiento debe iniciarse con un chorreado con arena utilizándose posteriormente pinturas tipo epoxi, tipo clorocaucho u otra pintura de alta calidad.

El último capitulo es el de retirada de residuos que aunque lo subdividimos en dos apartados, los producidos en el pretratamiento y los fangos, el primero, salvo excepciones, tiene una importancia pequeña en el costo total de la explotación, lo que si debe cuidarse es la estandarización de los contenedores de recogida, adecuándolos para ser retirados mediante camión,

Es aconsejable que este trabajo sea contratado, pero en cualquier supuesto lo que debe controlarse exhaustivamente, es el punto de vertido, siendo de obligado cumplimiento que el vertedero utilizado esté legalizado y controlado.

En cuanto a los fangos producidos, e1 planteamiento básico debe ser anterior al diseño y construcción de la EDAR.

Se debe pensar que una EDAR es una fábrica que tiene como producto principal el agua tratada, como materia prima el agua bruta y que además se producen una serie de subproductos como los residuos del pretratamiento y los fangos.

Todos y cada uno de estos elementos deben tener una salida ó destino previamente estudiado o en caso contrario se produciría el colapso en la fabricación.

El fango por su propia naturaleza tiene como posible salida, su utilización como abono agrícola, tras un proceso de compostaje, que lo haga comercialmente utilizable.

Para esta utilización, se debe controlar exhaustivamente la composicióndel fango, así como la incidencia de determinados metales pesados, que lo inhabilitan para este fin.

La otra salida es a vertedero, siendo en este caso más interesante sustituir la digestión del fango por su incineración, pues las ventajas de una mayor estabilidad del producto final, menor volumen de las cenizas frente al del fango digerido y mayor disponibilidad de vertederos, pues al ser  el producto  final totalmente inerte desaparece la obligación de controlar el punto de vertido.

En cualquier caso, el costo de explotación que supone la manipulación de este gran volumen de residuos hace aconsejable el realizar un estudio cuidadoso sobre su eliminación, para evaluar realmente su verdadero coste económico.

Por el sistema de tarificación actual es indudable que el costo por metro cúbico de agua tratada es el dato a conocer pues de ahí partirá la repercusión al usuario.

Este coste unitario es muy variable ya que depende fundamentalmente de tres factores específicos de cada EDAR; tamaño de la planta, número de líneas iguales y tipo de tratamiento empleado. Se puede decir sin temor a equivocarse que cada planta tiene su coste unitario de explotación.

El personal necesario para el Mantenimiento y la Explotación de una EDAR vendrá determinado por el número de puntos a controlar e inspeccionar, dependiendo directamente del número de líneas y del tipo de tratamiento efectuado.

La energía es un costo que depende fundamentalmente del caudal tratado, por tanto del tamaño de la planta y del tipo de tratamiento empleado.

El costo de reactivo va ligado fundamentalmente al igual que la energía al caudal tratado dependiendo directamente del tamaño de la planta.

El costo de mantenimiento vendrá determinado, fundamentalmente, por el número de puntos a controlar e inspeccionar, siendo directamente dependiente, al igual que el personal, del número de líneas y del tipo de tratamiento efectuado,

La eliminación de residuos es directamente proporcional al caudal de agua tratada y por tanto dependiente del tamaño de la planta.

Como una idea general y orientativa, se puede cifrar que la influencia de los anteriores factores en el costo total de la explotación tienen los siguientes órdenes de magnitud:

El personal puede representar entre el 40% y el 45% del costo total, aumentando su peso relativo en el costo total de la explotación, al disminuir el tamaño de la planta.

La energía es un factor relativamente constante, siempre que estemos hablando del mismo tipo de tratamiento, puede suponer entre el 34% y el 35% del costo total.

Los reactivos, al igual que la eliminación de los residuos, aumentan su influencia en el costo total al aumentar el tamaño de la planta, oscilando los reactivos entre el 7% y el 6% y los residuos entre el 9% y 5% disminuyendo su peso relativo en el costo total de la explotación, al disminuir el tamaño de la EDAR

El coste del mantenimiento es un factor relativamente constante, al igual que la energía, oscilando alrededor del 10% del costo total.

La variación del costo de explotación, sin tener en cuenta la amortización, que puede oscilar entre tres y cuatro pesetas por metro cúbico, va desde las tres ó cuatro pesetas por metro cúbico en las plantas grandes (200.000 m3/día) hasta las ocho ó nueve pesetas por metro cúbico en las plantas medianas (25 000 m3/día), aumentando progresivamente en las de tamaño inferior.

Un aspecto fundamental en la explotación de las EDAR es el concerniente a la Higiene  y Seguridad. Dentro de este campo es aconsejable no escatimar ninguna precaución, ni medida de seguridad, pues aún las más costosas resultan rentables, en caso de accidente.

Debemos distinguir varios apartados de riesgos. En primer lugar por su mayor frecuencia se encuentran los Riesgos de Caídas. Estas son debidas a la ausencia de barandillas, a la estrechez de los accesos a los tanques y pasarelas; a la presencia de fango o de agua sobre suelos o equipos, que de este modo se vuelven resbaladizos; a la iluminación insuficiente; y muy a menudo también a la negligencia y al mal entretenimiento.

Para remediar todo esto, se deberán tomar las siguientes medidas:

-Colocar barandillas a lo largo de pasarelas y alrededor de los depósitos, si su altura por encima del suelo es insuficiente (80 cm para los depósitos y canales profundos, 30 cm para las obras poco peligrosas); será deseable a menudo que estas barandillas puedan ser retiradas para proceder a operaciones excepcionales ó a reparaciones. Esta circunstancia no deberá afectar ni a su solidez ni a su eficacia e inmediatamente después de estos trabajos, deben volver a colocarse.

-Instalar quitamiedos en las escalas en cuanto su altura sobrepase 3 metros. El acceso y salida de las escalas provistas de quitamiedos deberán ser cómodos incluso para personas cargadas de materiales relativamente peligrosos,

-Colocar salvavidas y pértigas en los alrededores de los decantadores, cuba aireación, espesadores y cuba de cloración.

-Instalar junto a los equipos electromecánicos setas de parada de emergencia.

-Efectuar la limpieza diaria de los accesos a los tanques, evitando la formación de charcos.

-Instalar “suelos antideslizantes”, pero sin embargo fácilmente lavables, en las zonas susceptibles de ser mojadas o manchadas por los fangos, como el edificio de secado de fangos donde una  1igera pendiente dirigirá las aguas hacia los canales de evacuación.

-Se procurará que las vías de paso estén siempre libres.

-Se tendrá un stock de aserrín para los charcos de grasas.

-Se deberá utilizar siempre escaleras de aluminio, previamente inspeccionadas, para descender a tanques, pozos ó arquetas dotadas de calzas antideslizantes.

Las caídas en los depósitos se cuentan entre los accidentes más frecuentes, siendo particularmente peligrosas en las cubas de aireación donde la inyección de aire realiza una emulsión aire-agua, que hace descender la densidad a un nivel que no permite la sustentación en superficie incluso para un nadador experto, por eso deberá utilizarse el chaleco salvavidas, a pesar de su incomodidad, para los trabajos en esa zona.

Los espesadores de fangos no cubiertos representan un riesgo grave en caso de calda. Los fangos concentrados son un material viscoso que invaden la boca, la nariz y las orejas, recubriendo los ojos. La víctima no puede generalmente esperar más que la ayuda de un compañero. Es preciso pues colocar protecciones particularmente eficaces. Si es indispensable trabajar al borde de una cuba llena, las precauciones a tomar son: trabajo en equipo, llevar un cinturón de seguridad con cable atado a un punto sólido y fácilmente accesible para otro compañero.

En segundo lugar están los denominados Riesgos de Cortes ó Contusión que si no son los más importantes en este tipo de manera pues necesario prestar una atención particular a las protecciones, mediante defensas, de los órganos móviles de los equipos, principalmente cadenas y correas de transmisión y de los órganos giratorios, como acoplamientos entre motores con bombas, compresores ó reductores.

En las tomas de muestras, necesarias para el control de las condiciones o de los resultados del tratamiento se evitará en tanto que sea posible, la utilización de objetos de cristal por el personal obrero. En numerosos casos, el material de polietileno podrá sustituir ventajosamente a su equivalente en vidrio. En todo caso, es necesario que las muestras a examinar sean transportadas al laboratorio tras la toma de muestras.

Se debe imponer el llevar guantes durante el trabajo, pues disminuye considerablemente las ocasiones de cortes. Todo corte, toda contusión será inmediata y abundantemente desinfectada, lo que supone la existencia y el aprovisionamiento regular de un botiquín. Una llaga, un corte algo profundo, una contusión extendida deberán ser objeto de examen por un médico.

Pueden sobrevenir accidentes con motivo de levantar tapas de arquetas, incluso más, que en su posterior colocación. Demasiado a menudo y principalmente en las de hormigón, las asas previstas con este fin son demasiado estrechas, cuando existen. Las tapas metálicas, más ligeras y mejor equipadas son preferibles. El personal deberá disponer para estos menesteres de los útiles ó herramientas necesarios para una fácil manipulación.

Para evitar el rebote de la tapa al situarla en su sitio es interesante la colocación de maderas ó tablones. Es siempre preferible operar en equipo de dos operarios,

Debe ser obligado el llevar zapatos protectores con extremos reforzados. En numerosos casos, las tapas con trames, al mejorar la ventilación, pueden representar una alternativa interesante, cuando no se exige una resistencia mecánica elevada.

Era tercer lugar tenernos los denominados Riesgos de Incendio que aunque son muy  reducidos, se concentran fundamentalmente en los cuadros eléctricos y en las zonas de calderas y de almacenamiento de gas.

Se deberá instalar obligadamente extintores adecuados al tipo de fuego previsible, junto a cada punto potencialmente peligroso, cuidando en todo momento de su puesta a punto, siendo aconsejable que las revisiones sean realizadas por una firma especializada.

En cuarto lugar se encuentra el Riesgo de Explosión que se produce por la presencia en un espacio cerrado de biogás a una concentración que supere el punto de explosión. En una EDAR, estos gases provienen principalmente de la digestión anaerobia de las materias orgánicas, que puede sobrevenir  de forma incontrolada, en los depósitos formados dentro de las canalizaciones, arqueta o pozos.

También ciertos productos que no deberían verterse al alcantari1lado, principalmente disolventes orgánicos o gasolina, pueden ser origen de vapores explosivos. La prevención del peligro a esos niveles pasa por una concepción satisfactoria y una buena explotación, a fin de evitar la formación de zonas de depósitos y de asegurar una ventilación natural eficaz.

Para controlar la presencia ocasional de gases explosivos, la estación deberá estar dotada de un exposímetro.

Las zonas donde están instalados los gasómetros, calderas o motogeneradores, constituyen una zona de especial peligrosidad que deben señalizarse adecuadamente además de  dotarse con válvulas de protección como son las anti-vacío, apagallamas y de sobrepresión.

La instalación eléctrica en esa zona será antideflagrante.

Otro tipo de riesgos es el denominado Riesgo de Intoxicación originado por la presencia de gases tóxicos, fundamentalmente el ácido sulfhídrico, el monóxido de carbono y más raramente otros tipos de gases tóxicos.

Las zonas más conflictivas son las obras de llegada, los digestores y toda zona mal ventilada, estrecha y profunda que permita la acumulación de estos gases.

Al ser el gas tóxico más habitual el ácido sulfhídrico, no debe pensarse que su olor lo delata siempre, pues a elevadas concentraciones produce una colmatación del olfato, haciéndolo muy peligroso.

El personal que penetre en una zona sospechosa deberá ir equipado además de con un detector de gases, del correspondiente cinturón de seguridad con cuerda, atado a lugar seguro, y al alcance de un compañero que quede fuera de la zona de peligro.

Todo olor anormal, sensación extraña, dolor de cabeza, dificultad al respirar, etc., provocará de inmediato el abandono de la zona peligrosa, advirtiendo a sus superiores de la incidencia, a fin de tomar las medidas de seguridad pertinentes, como reforzar la ventilación de la zona, utilizar las máscaras ó equipos autónomos de respiración, etc.

El Riesgo de Quemaduras y Dermatosis proviene fundamentalmente de los reactivos  empleados. El que mayor riesgo presenta entre los habitualmente empleados es la cal, ya que el cloro, aún siendo más peligroso, su utilización en este tipo de instalaciones, es prácticamente nula.

La cal cuando se inhala es susceptible de producir lesiones en el sistema respiratorio superior. Igualmente producen daños en los ojos y en la piel, por ello deberá ser manipulada siempre utilizando mascarilla y gafas, así como guantes y vestidos cerrados por los puños y el cuello.

Cualquier quemadura deberá lavarse abundantemente y si es un poco importante, se deberá someter obligadamente a un examen medico.
En caso de alcanzar los ojos, estos serán igualmente lavados en espera de un transporte lo más rápido posible al médico.

Los polielectrolitos empleados en el secado de fangos suelen ser sustancias bastante inertes, pero no por eso deben dejar de tornarse precauciones ante su posible salpicadura en la piel y fundamentalmente en los ojos. Cualquier derrame de producto será lavado abundantemente con agua  y ante cualquier síntoma extraño debe consultarse con el médico.

Otro tipo de riesgos es el denominado Eléctrico que tiene poca incidencia siempre que se cumplan los reglamentos vigentes. Pero hay que procurar que ningún operario manipule solo, el interior de un cuadro eléctrico, debiendo estar siempre presente otro compañero para auxiliarlo en caso de accidente. Lógicamente esta medida se extremará en caso de manipular con equipos de alta tensión.

Igualmente se extremarán las medidas de protección cuando se realicen manipulaciones de equipos con tensión en zonas con presencia de agua.

Por último, hay diversos tipos de molestias, que sin constituir un peligro propiamente dicho, si pueden ser desagradables para el personal que trabaja en la EDAR. Nos estamos refiriendo al ruido y a los olores.

Para amortiguar el primero, debe dotarse la instalación de protectores acústicos, para su uso por el personal en las zonas más ruidosas como salas de compresores.

En cuanto a los olores, éstos no deben ser apreciables en una instalación bien diseñada y explotada, y en cualquier caso, estos olores perfectamente tolerables, no deben alcanzar el perímetro de la planta, para lo cual es importante crear una jardinería adecuada, a base de césped y árboles, que formen una pantalla de protección.

Hay finalmente otro riesgo o peligro que denominamos Riesgo Infeccioso, que si bien no debe exagerarse, no  por ello conviene tampoco ignorarlo.

Los gérmenes patógenos están presenten permanentemente en los efluentes pero en cantidades reducidas en relación a los gérmenes banales.

La susceptibilidad de los individuos es extremadamente variable, según el nivel de sus defensas inmunitarias, siendo además la patogeneidad muy desigual, aún en las mismas especies. Muchas de las principales enfermedades son sumamente improbables hoy día, dado el nivel de higiene alcanzado por la población.

La forma de contaminación más frecuente para las afecciones gastrointestinales, es el llevarse las manos a la boca. Los pequeños rasguños y heridas superficiales en los trabajos manuales son igualmente una vía posible de introducción para otros patógenos. Los ojos, es preciso vigilarlos y protegerlos.

Otra forma de contaminación, aunque menos frecuente es mediante la inhalación de los aerosoles producidos por los dispositivos de aireación de los efluentes. La dilución en la atmósfera asegura una disminución rápida de la densidad de partículas, dándose la circunstancia favorable de que muchos gérmenes son sensibles a la desecación, por ello la contaminación decrece muy rápidamente a medida que se produce un alejamiento del dispositivo generador de los aerosoles, aunque es extremadamente fuerte en sus inmediatas proximidades.

El peligro potencial para las personas es pues, aparentemente elevado, sin embargo, la realidad indica que hay pocas ó nulas incidencias en el personal en relación a estos tipos de infecciones graves. No obstante, este optimismo debe ser atemperado por la consideración de que faltan encuestas epidemiológicas exhaustivas al respecto.

Las medidas, preventivas muchas de ellas, de higiene cotidiana, son fundamentales e importantísimas, para evitar todos estos tipos de riesgos.

Debe vacunarse al personal al menos contra el tifus, tuberculosis, tétanos y poliomielitis, Es necesario llamar la atención sobre que estas vacunaciones no son siempre objeto de la vigilancia indispensable, sobre todo a nivel de revacunaciones. Seria por tanto caer en una grave responsabilidad el descuidar estas medidas poco onerosas y de eficacia reconocida.

Entre las medidas preventivas de higiene cotidiana cabe citar:

-El uso de ropa de trabajo durante todo el tiempo de presencia en la EDAR, prendas que no deben ser usadas fuera de la misma.

-Se deberá dotar de lavadora a la EDAR para que el personal lave su ropa de trabajo en la planta y no tenga contacto con la ropa particular suya o de su familia.
-Se deberá dotar a cada operario de doble taquilla, una para la ropa de trabajo y otra para la ropa de calle, a fin de evitar el contacto entre ambos tipos de prendas.

-Se establecerá la obligación del uso de guantes de trabajo, tanto de goma como de cuero, la utilización de gafas protectoras, botas reforzadas y el uso de máscaras adecuadas y cinturones de seguridad para la realización de determinadas tareas.

-Se deberá disponer de un local convenientemente dotado, para que sólo en este lugar se tomen alimentos y bebidas, por supuesto sin alcohol, pues éstas deben estar totalmente prohibidas.

-Se establecerá la obligación del aseo de manos y cara antes de la ingestión de alimentos, mediante el lavado en primer lugar con jabón desinfectante y posteriormente con alcohol.

Se deberá prohibir el fumar fuera de los recintos previamente autorizados a tal fin.

-Se deberá educar al personal para que mantengan una higiene corporal estricta.

-Se deberá proceder de forma inmediata a la desinfección de cualquier herida o contusión por pequeña o leve que se considere.

-Se deberá establecer una lucha permanente contra las moscas y las ratas.

-Se deberá establecer la obligación de pipetear en el laboratorio con peras de caucho.

-Se deberá dotar de vestuarios y servicios con duchas de agua caliente para uso del personal.

-Se deberá dotar de un botiquín con una composición mínima de algodón hidrófilo, gasas, compresas estériles, alcohol de 90º, desinfectantes para zonas próximas a las heridas (mercromina) vaselina o glicerina, esparadrapo, tiritas, etc.

Estos productos deberán ser periódicamente controlados y renovados debiéndose concretar esta responsabilidad en uno de los operarios.

-Se deberá dotar de un armario donde se guarden todos los equipos de protección y seguridad personal de uso común como exposímetro, detectores de gases, equipos de respiración autónoma mascaras, etc. Se deberá concretar la obligación de su control, reposición y puesta a punto en uno de los operarios.

La higiene y la seguridad, deben estar integradas en la concepción misma de la EDAR, sobre todo porque las instalaciones a posteriori son infinitamente mas caras que una instalación satisfactoria desde el principio.

Hay una segunda etapa consistente en la “educación del personal”. Los servicios técnicos  deberán establecer consignas de seguridad, verificar que son conocidas por el personal y comprobar que los dispositivos de seguridad están colocados en lugares asequibles y en disposición de uso.

Lo mismo que las instalaciones o equipos de seguridad son en general bien apreciados por el personal. De la misma forma, la protección individual es, demasiado a menudo, considerada como molesta.

Por esto, la acción educativa deberá ser repetitiva y acompañada de un control permanente no solo de los resultados obtenidos, sino de la eficacia de las instalaciones y medidas de seguridad adoptadas.

Para finalizar sólo recalcar tres ideas fundamentales:

-El personal técnico que realizará la  explotación de una EDAR debe intervenir en la concepción y diseño de la misma.

-El concepto de seguridad debe impregnar no solo a todas las instalaciones  que forman la EDAR, sino a todas las personas que forman parte de la explotación.

-Cada planta tiene sus propios valores en los parámetros de explotación y el explotador debe conseguir, en un proceso continuo de ajuste, los valores en que optimice la explotación, encontrando sus reglas de actuación para conseguir los mejores rendimientos en su planta.


3    Problemática general de las aguas residuales urbanas.



Las aguas residuales plantearán el mayor problema con que se enfrentará la humanidad en los próximos años.

En los países con escasas disponibilidades de agua dulce, como es nuestro caso en España, la cuestión será más aguda.

Las aguas residuales urbanas producen una serie de alteraciones en los cursos y planos de agua debido a los diversos productos que contienen, y a que las áreas receptoras son cada vez menos capaces de asimilar. La capacidad de autodepuración de una masa de agua es siempre limitada, mientras que el vertido de residuos a ella no tiene freno en el momento actual. Es decir, el volumen de aguas residuales depuradas no alcanza en ningún punto el nivel que debería tener hasta compensar la diferencia que existe con la capacidad de autodepuración de los ríos.

Por lo que se refiere a los vertidos a zonas marinas, el problema es similar. El mar tiene una capacidad de autodepuración limitada, que hace que las costas lleguen a saturarse en lo que se refiere a contaminantes, el problema entonces se hace similar tanto en las aguas continentales como en las marinas próximas a la costa en todo el país.

La implantación de industrias y la concentración de la población en grandes núcleos urbanos por un lado, y la creación de residencias secundarias ubicadas de modo anárquico por otro, como es el caso de la mayoría de los países de Europa Occidental, provocan una situación tecnológicamente resoluble, pero que, económicamente, necesitaría de estudios bastante profundos, de forma que las nuevas actuaciones fueran escalonadas y al mismo tiempo se corrigiera la situación en las antiguas actuaciones.

Un caso muy sencillo y ejemplo de contaminación es el de las aguas usadas de una comunidad sin residuos industriales, es decir el de las aguas puramente domésticas. La perturbación que provocan se manifiesta principalmente por la disminución del contenido en oxígeno de la materia orgánica que agregan. Estas aguas se originan mediante el aporte, a las aguas de abastecimiento, de desechos humanos y animales, de residuos domésticos, de restos vegetales, aguas de lluvia, aguas de lavado, etc. Este tipo de vertidos presenta gran porvenir ante las posibilidades de ser utilizados como fertilizantes del suelo, como elementos de mejora de ciertas zonas de cultivo o simplemente aportándolos al suelo de manera que, mediante sistemas de infiltración-percolación o similares, este suelo depure y trate el agua residual.

En la gestión de las aguas residuales urbanas se deben tener en cuenta tres factores o elementos fundamentales.

El primero está relacionado con la calidad del medio ambiente. Las aguas residuales deben ser manejadas de forma que no contaminen el aire, el suelo o los cursos o masas de agua. Así pues, no deben ser utilizadas de cualquier forma que introduzca productos tóxicos o que pueda plantear problemas patológicos, sobre todo en lo que se refiere a las cadenas alimentarias.

El segundo elemento está relacionado con la crisis de la energía. Hasta ahora prácticamente se había mirado muy poco el residuo orgánico como una fuente potencial de energía. Ahora, la gestión de las aguas residuales se puede observar, o se puede estudiar, en términos de consumo de energía, tanto bajo aspectos industriales como económicos o sociales.

El tercer elemento es la crisis alimentaria. El mundo se está planteando el desequilibrio y la crisis de producción de alimentos en amplias zonas habitadas, lo que hace necesaria la ubicación de áreas productivas en esas zonas.

Así, pues, todo lo que sea aportar materia orgánica y nutrientes a los vegetales, implica una mayor producción de alimentos y una mayor posibilidad de conservar los recursos del suelo para producir tanto alimentos como energía. En lo que se refiere a este último proceso, es típica la mentalización creciente que existe en muchos países para la aplicación de la biomasa como fuente de energía.

Conocemos todos los factores implicados en los sistemas biológicos de tratamiento y depuración de las aguas residuales urbanas. Lo que se debe hacer ahora es utilizar todos estos elementos de trabajo de forma adecuada y razonada, adaptándolos a las acciones que paralelamente puede ejercer la naturaleza, de forma que se consiga un tratamiento, una depuración o, en su caso, una recuperación del agua y de sus recursos adecuados y útiles.

4    Bibliografía.



Titulo: Aguas residuales urbanas. Tratamientos naturales de bajo costo y aprovechamiento.
Autor: Mariano Seoanez Calvo.
Editorial: Ediciones MUNDI-PRENSA.

Titulo: Curso de tratamiento de aguas (Tomo II).
Consejeria de Transportes y Obras Publicas.
Eusko Jaularitza-Gobierno Vasco.

Autor:

Asel Goiri

 







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