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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 4, julio-agosto de 2017, pp. 139-155
Cortés-Martínez
et al
.,
Optimización en el diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales integrado por tres lagunas de estabilización
ISSN 2007-2422
•
se obtuvo una reducción de 2.22% de área;
mientras que en la laguna facultativa resultó
menor tiempo de retención y área con el modelo
matemático, 16.60 y 15.73%, respectivamente.
Por último, en la laguna de maduración, el
área se redujo 15.99%. En total, la reducción del
área y tiempo de retención con el modelo de
optimización resultó de 4.84 días y 841.49 me-
tros cuadrados, que representa 15.16%. Según
Rolim (2000) y Conagua-IMTA (2007a, 2007b), la
principal desventaja de los sistemas lagunares
es la gran área de terreno que requieren para su
construcción.
La novedad, en comparación con las pu-
blicaciones de los autores Olukanni y Ducoste
(2011), y Cortés-Martínez
et al
. (2013, 2014a,
2014b, 2015, 2016), es un modelo matemático
integrado por tres lagunas, con restricciones de
flujo disperso; el objetivo de la optimización es
el área que ocupa el sistema.
Análisis de sensibilidad
De acuerdo con Saltelli
et al
. (2008), el estudio
consiste en realizar una modificación de los va-
lores de entrada del modelo (
X
a
,
O
f
,
Om
,
N
mampf
,
N
mampm
) en incrementos de ± 2%, con el propósito
de observar los cambios en los resultados con
respecto a los valores optimizados (0% de va-
riación). La figura 4 muestra los resultados del
análisis de sensibilidad.
En la figura 4, la coordenada (0.00, 1.00)
indica los valores determinados por el modelo
matemático. A partir de este punto se observa
que cuando los parámetros de diseño se incre-
mentan de 0.00 a 0.06, la demanda bioquímica
de oxígeno y coliformes fecales decrecen, a
diferencia de
A
T
que aumenta. Lo anterior se
puede interpretar de la siguiente manera: a
mayor tiempo de retención mayor área. Cuando
los parámetros decrecen, la tendencia es inversa:
Figura 3. Dimensiones del sistema lagunar con el modelo de optimización.
Cuadro 7. Resumen de áreas y tiempo de retención en el diseño y optimización del sistema lagunar.
Lagunas
Método tradicional
Modelo matemático Diferencia tiempo
de retención
Diferencia área
Área (m
2
)
Tiempo de
retención
(d)
Área (m
2
)
Tiempo de
retención
(d)
(d)
% (m
2
)
%
Anaerobia
261.48
2.5
255.67
2.5
0
0
5.81
2.22
Facultativa
3 859.64
22.53
3 252.41
18.79
3.74
16.60
607.23
15.73
Maduración 1 428.27
6.10
1 199.82
5
1.1
18.03
228.45
15.99
Sumas y
porcentajes
5 549.39
31.13
4 707.9
26.29
4.84
841.49
15.16
