manual

1. MARTES, 03 DE AGOSTO DE 2021

2. UN VIAJE DE 75 AÑOS, A PARTIR DE 1946,
ACOMPAÑANDO ANÓNIMAMENTE A LOS
INVESTIGADORES Y TOCANDO LEVEMENTE
LOS RESULTADOS DE SUS INVESTIGACIONES
SOBRE LA CINÉTICA, LA BIOQUÍMICA Y EL
DESEMPEÑO DE LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACION DE AGUAS RESIDUALES
URBANAS
MARTES, 03 DE AGOSTO DE 2021

3. El libro está formado por 19 capítulos en 468 páginas de 6” x 9”. La
información, conclusiones y recomendaciones son el producto de la
investigación bibliográfica de cerca de 353 artículos científico-técnicos
y más de 76 libros de texto, manuales y tesis de doctorado y maestría
en lagunas de estabilización, publicados en el período de 1946 a
2021.
El libro fue publicado en versión E-book y en papel pasta blanda en
Amazon:
https://www.amazon.com/-
/es/s?k=laguna+de+estabilizaci%C3%B3n%3A+%C2%A1la+investigaci%
C3%B3n+contin%C3%BAa%21&i=stripbooks-intl-
ship&dc&__mk_es_US=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91
&ref=a9_sc_1

5. INDICE DE CONTENIDO DEL LIBRO
AGRADECIMIENTO
DEDICACIÓN
PRÓLOGO A LA SEGUNDA EDICIÓN (Ph.D. FRANCISCO ELISEO CARRANZA
PRÓLOGO DE LA PRIMERA EDICIÓN
EXTRACTO
TABLA DE CONTENIDO
TABLA DE FIGURAS
SIMBOLOGÍA Y ABREVIACIONES
1. INTRODUCCIÓN
2.FORMAS DE EXPRESIÓN DEL CONTENIDO DE LA MATERIA ORGÁNICA
3.CLASIFICACIÓN Y CONFIGURACION DE SISTEMAS DE LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN
4. FOTOSÍNTESIS
5. ACIDOS GRASOS
6. UTILIZACIÓN DE PANTALLAS DEFLECTORAS (BAFLES)
7. ESTRUCTURAS DE ENTRADA Y SALIDA

6. INDICE DE CONTENIDO DEL LIBRO
8. ACCIÓN DEL VIENTO
9. LA RECIRCULACIÓN EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
10.CORRELACIÓN ENTRE LAS TEMPERATURAS DEL AGUA Y DEL
AIRE (°C)
11.MODELOS DE REACTORES DE FLUJO: MEZCLA COMPLETA,
PISTÓN y DISPERSO.
12.CARGA SUPERFICIAL LÍMITE DE DBO Y RELACIONES DE
DESEMPEÑO DE LAGUNAS FACULTATIVAS.
13.REMOCION DE MATERIA ORGÁNICA, HUEVOS DE HELMINTOS,
VIRUS Y ALGAS
14.ANÁLISIS DE INCERTIDUMBRE Y COEFICIENTE DE
CONFIABILIDAD DE RESULTADOS
15.APLICACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS DINÁMICOS PARA LA
DETERMINACIÓN DEL DESEMPEÑO DE LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN

7. INDICE DE CONTENIDO DEL LIBRO
16. CONTROVERSIAS, DIVERGENCIAS, COINCIDENCIAS Y
PERSPECTIVAS
17. NORMAS DE CALIDAD DEL EFLUENTE
18. PAUTAS GENERALES DE DISEÑO
19.CÓMO MANEJAR LOS SISTEMAS COMPLEJOS (DR.
FRANCISCO IVÁN TERCERO TALAVERA)
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE ARTICULOS
CONSULTADOS POR EL AUTOR
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS DE LIBROS, MANUALES Y
TESIS REVISADOS POR EL AUTOR
ACERCA DEL AUTOR

8. AMPLIACIONES EN LA SEGUNDA EDICIÓN DEL LIBRO
Con el aporte de los 160 nuevos artículos científico-
técnicos y 16 libros consultados, cubriendo parcialmente
alguna información hasta el año 2021, se totalizan 353
artículos científico-técnicos y 76 libros, manuales y tesis
consultados. Algunos documentos de referencia no
pudieron ser localizados. Las investigaciones
comprendieron un período de tiempo de 75 años, yendo
desde 1946 hasta 2021.

9. AMPLIACIONES EN LA SEGUNDA EDICIÓN
DEL LIBRO
La revisión del texto de la primera edición ha sido total, con el
reordenamiento, reescritura y ampliación de todo su contenido,
dándole una mayor claridad y coherencia a los temas abordados.
Se ha ampliado el tema de la mortalidad bacteriana, que incluye
la propuesta de una nueva fórmula basada en datos propios de
Nicaragua para el cálculo de la constante de mortalidad
bacteriana (Kb). Adicionalmente, se profundiza el análisis de
incertidumbre con simulaciones de Monte Carlo aplicada a un
caso específico.
Aunque se ha desaconsejado el uso del modelo hidráulico de
mezcla completa para el diseño de lagunas facultativas, este
modelo sigue siendo el único recurso disponible para el cálculo
de la remoción bacteriana en lagunas anaeróbicas, por lo cual se
debe continuar utilizando con este propósito.

10. AMPLIACIONES EN LA SEGUNDA EDICIÓN
DEL LIBRO
Ante la crisis ambiental acentuada por el calentamiento global, el
reúso del agua residual tratada ha venido a ser un punto de
mucho interés bajo el concepto de economía circular; así es que
se ha dedicado un apartado especial a la tecnología de
Reservorios de Estabilización o Reservorios de Almacenamiento y
Tratamiento de aguas residuales, que ha sido desarrollada en
Israel para el reúso en la irrigación agrícola.
También se ha introducido el tema de los filtros de roca para la
remoción de algas del efluente de lagunas de estabilización.
El tema de los modelos mecanicistas fue ampliado, con una
revisión del estado del arte, donde resalta el modelo de
Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), que se proyecta con
mayor intensidad entre los modelos matemáticos.
Finalmente, fue agregado un nuevo Capítulo 18 titulado Pautas
Generales de diseño, con el objetivo de que le puedan servir de
orientación a los ingenieros diseñadores.

11. ALGUNAS REFERENCIAS DE LOS
INVESTIGADORES MÁS DESTACADOS
DR. DAVID DUNCAN MARA,
Británico. Aparece en 1974.
Cuenta en su haber con 306 publicaciones
sobre el tema del saneamiento, citado más
de 9,463 veces, incluyendo entre sus
publicaciones, artículos científicos,
conferencias, manuales de normas y libros
de textos sobre el tratamiento de aguas
residuales.
https://www.researchgate.net/profile/Duncan-Mara
DR. MARCOS VON SPERLING,
Brasileño. Aparece en 1996. Su
actividad ha sido muy extensa,
habiendo sido citado 10,735 veces.
Cuenta con 153 artículos publicados, 60
de otros tipos de producciones, 255
trabajos en eventos y coautor de 366
artículos o libros.
http://somos.ufmg.br/professor/marcos-von-
sperling actualizado al 09.01.2021
DR. JONAH CHUKWUEMEKA
AGUNWAMBA,
Nigeriano. Aparece en 1990. Tiene en su
cosecha 6 libros, 217 publicaciones técnicas,
10 publicaciones varias y 5 informes
técnicos, como autor o co-autor.
https://dokumen.tips/documents/curriculum-vitae-
university-of-nigeria-nsukka-a-wp-content-a-uploads-
a.html
DR. FABIÁN YÁNEZ COSSÍO,
Ecuatoriano. CEPIS/OPS. PERÚ.
Aparece en 1976.
1982. Manual de Métodos Experimentales.
Evaluación de Lagunas de Estabilización.
1993. Lagunas de estabilización: teoría,
diseño, evaluación y mantenimiento

12. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Caldwell
• Parker
1946
1950
• Ludwig
• Oswald
• Gottas
• Lynch
1951
1955
Excreciones bactericidas de las algas: la
clorelina. Si el color de la laguna es
verdoso, el oxígeno disuelto estará
presente y los malos olores estarán
ausentes.
DBO5 total vs. DBO5 soluble.
Sistema australiano: LAN + LF + LA
La fotosíntesis.
Simbiosis de algas y
bacterias. Predominancia de
algunos tipos de algas,
jóvenes y viejas

13. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Levenspiel
• Wehner &
Wilhelm
1956
1962 • G.v.R.
Marais
• V.A. Shaw
1961
1966
1970
Condiciones de frontera de reactores
químicos de flujo disperso.
Levenspiel: Chemical reaction
engineering
Tracer technology
Modelo hidráulico de mezcla
completa.
Uso de lagunas en serie.
Recirculación.
Comportamiento dinámico de las
lagunas de oxidación

14. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Thirumurthi
• Nashashibi
1967
1969
1979 • M.G. McGarry
• M.B. Pescod
1970
Modelo hidráulico de flujo
disperso para la remoción de
materia orgánica, basado en la
Ecuación de límite de frontera de
Wehner & Wilhelm
Ecuaciones de carga orgánica
límite y eficiencia en la
remoción orgánica de
lagunas facultativas

15. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
David
Duncan
Mara
1974
1976
• Gedaliah
Shelef
• Moshe Ronen
• Moshe
Kremen
1977 -
1987
Propuesta de una ecuación modificada de
carga límite y de remoción de carga
orgánica
Libros:
Microbiology (1974)
Sewage treatment in hot climates (1976)
Sistema de lagunas en serie
con recirculación para reúso
del agua y la recuperación del
funcionamiento aeróbico.

16. LOS INVESTIGADORES Y SUS INVESTIGACIONES
PRINCIPALES
• Jack J.
Fritz
• Andrew
Middleton
• Dale D.
Meredith
1979
• Fabián
Yánez
Cossío
1976
1984
Primer modelo matemático de 12
ecuaciones para simular el balance
de masa de: el sustrato, la masa
bacteriana, la masa algar, el
oxígeno, el nitrógeno orgánico, los
nitratos, el fósforo orgánico, el
fósforo inorgánico, el carbón
inorgánico, la alcalinidad y el
detritus.
Determinación de la constante de mortalidad
neta y ecuación de carga orgánica límite por
ganancia de amoníaco y determinación de la
temperatura del agua por el balance calórico
Libros:
Evaluation of the San Juan Stabilization Pond.
Final Research Report of the First Phase.
Manual de métodos experimentales.
Evaluación de lagunas de estabilización

17. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Dissanayake
• Polprasert
• Thanh
• Battharai
1981,
1983, 1985
• Juanico /
Inca Dor
1987 1999
Propuesta del modelo
hidráulico de flujo disperso
para la remoción de
coliformes fecales.
Propuesta de una fórmula
para el Número de
dispersión (d)
Estudio del sistema de reservorios de
estabilización. 130 unidades con
volúmenes de 50,000 – 6 millones de m3
y profundidades de 6 a 15 metros
Libro: Hypertrophic Reservoirs for
Wastewater Storage and Reuse: Ecology,
Performance and Engineering Design

18. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• E. Joe Middlebrooks
• Charlotte H.
Middlebrooks
• James H. Reynolds
et al.
1980 1982
• J.C.
Agunwamba
1990 1993
Recomendaciones de diseño sobre:
Configuración de pantallas, Entrada y Salida,
relación Largo: ancho; efecto del viento,
revestimiento de lagunas, remoción de
nutrientes, filtros de roca.
Wastewater Stabilization Lagoon Design,
Performance and Upgrading
Determinación del número de
dispersión, Optimización del área,
según el método de diseño de flujo
pistón o de mezcla completa, con
variación de la profundidad y el área
superficial.

19. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Marcus
von
Sperling
1996 1999
• Stewart
Oakley et al.
1997 2004
Número de Dispersión (d), Constante de
mortalidad bacteriana (Kb)
Diseño de lagunas de estabilización
basado en el análisis de incertidumbre de
Monte Carlo.
Varios libros
Estudio de lagunas de
estabilización en Honduras
Manual: Diseño, Operación
y Mantenimiento para
lagunas de estabilización
en Honduras

20. LOS INVESTIGADORES Y SUS
INVESTIGACIONES PRINCIPALES
• Andy Shilton
• Jill Harrison
2000 2005
• Mara
• Von Sperling
• Juanico
• Verbyla
• Agunwamba
• Long T. Ho et al
2001 2021
Estudio del uso de pantallas en
modelos de laboratorio.
Libro: Guidelines for the
hydraulic design of waste
stabilisation ponds. New zealand.
2003
Filtros de roca, constante de mortalidad
bacteriana, reservorios de estabilización,
estudio de la carga orgánica máxima, eficiencias
de remoción orgánica, remoción de virus,
modelos computacionales de dinámica de
fluidos (CDF)
Libro Mara: Domestic Wastewater Treatment in
Development Countries

21. LA GALERÍA CIENTÍFICA
EARNEST F. GLOYNA
EUA (SIMBIOSIS)
WILLIAM J. OSWALD
EUA (HRAP)
OCTAVE LEVENSPIEL
EUA (CHEMICAL
REACTION)
DAVID DUNCAN MARA
(UNIV. LEEDS, UK)
FABIÁN YÁNEZ COSSÍO
ECUADOR (CEPIS)
R.H. WILHELM
EUA (BOUNDARY
REACTION)
MICHELLE L. JOHNSON
(UNIV. LEEDS, UK)
EDDIE JOE MIDDLEBROOKS
EUA (PANTALLAS)

22. LA GALERÍA CIENTÍFICA
ANDY SHILTON
NUEVA ZELANDIA
MATTHEW E. VERBYLA
SAN DIEGO (SDSU), USA
STEWART OAKLEY
EUA (HONDURAS)
CHONGRAK POLPRASERT
TAILANDIA
MARCELO JUANICÓ
ISRAEL (RA y T)
JONAH CHUKWUEMEKA
AGUNWAMBA NIGERIA
MARCUS VON SPERLING
BRASIL
GEDALIAH SHELEF
ISRAEL (RA y T)

23. LA GALERÍA CIENTÍFICA
D.H. CALDWELL, SAN
FRANCISCO, PUBLIC
WORKS, U.S.A
D. THIRUMURTHI,
TECHNICAL COLLEGE OF
NOVA SCOTIA, CANADA
J.F. WEHNER,
PRINCETON UNIVERSITY,
N.JERSEY, U.S.A.
M.G. McGARRY, M.B.
PESCOD, ASIAN INSTITUTE
OF TECHNOLOGY,
THAILAND
G.v.R. MARAIS, V.A. SHAW,
UNIVERSITY OF CAPE
TOWN, S.AFRICA
R.M. AYRES ET AL.,
UNIVERSIDAD DE LEEDS, UK
M.G. DISSANAYAKE, ASIAN
INSTITUTE OF
TECHNOLOGY, THAILAND
C.D. PARKER,
MELBOURNE AND
METROPOLITAN
BOARD OF WORKS

24. ERWIN CHARGAFF, (1905 – 2002 †)
PROFESOR DEL INSTITUTO BIOQUÍMICO DE LA UNIVERSIDAD DE
COLUMBIA EN NUEVA YORK.
Una de las propiedades más maliciosas y perniciosas que tienen
los modelos científicos es su capacidad para derribar la verdad y
tomar su lugar. Y, a menudo, estos modelos sirven como
anteojeras, limitando la atención a un área excesivamente
estrecha. La confianza exagerada en los modelos ha contribuido
mucho al carácter afectado e ingenioso de grandes partes de la
investigación natural actual.
Citado en Virus Manía. Torsten Engelbrecht y Claus Köhnlein. 2007

25. Laszlo Somlyôdy, en la sesión plenaria de la celebración del 25 Aniversario de la
Asociación Internacional de la Investigación y Control de la Polución del Agua,
celebrada en Kyoto, Japón, 2 de agosto de 1990, esquematizó la idea de los
grandes retos del Siglo 21, con esta fraseología rimada:
“…Hacia el final de este siglo, vamos a llegar a la conclusión de que la idea de
que la solución de la polución es la dilución es solamente… una ilusión.”
La real solución de la mayoría de la polución ambiental debería estar basada
en las “Grandes Cinco Rs”: reutilizar, reciclar, recuperar, reducir y reparar.
Citas de Wastewater Reclamation and Water Resources
Management. Gedaliah Shelef. 1991.

26. La investigación del desempeño de las lagunas de
estabilización y los factores que lo determinan
continúa.
El Dr. Duncan Mara, un investigador y escritor destacado en el tratamiento
de aguas residuales, lo confirmó con palabras expresadas en el 2o.
Congreso Internacional de Tratamiento de Aguas Residuales en Pequeñas
Comunidades, celebrado en Sevilla, España, 11 - 15 noviembre de 2007: