Un conocimiento fiable de las condiciones existentes del suelo y el agua subterránea es importante en la planificación del saneamiento y un factor clave en la selección de tecnologías apropiadas, en especial cuando se van a utilizar sistemas de saneamiento por infiltración, como las letrinas de pozo simple S.3 o los pozos de absorción D.10 . Los suelos con una alta capacidad de infiltración pueden ser convenientes desde el punto de vista tecnológico, pero pueden ser poco recomendables desde el punto de vista de la salud y la seguridad, ya que aumentan el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. Por otro lado, los suelos más compactos e impermeables, como la arcilla, pueden limitar mucho la infiltración y hacer casi imposible el drenaje. Esto tiene un impacto directo en la tasa de relleno de los pozos y en la calidad de los lodos fecales. El principal peligro es la contaminación de las aguas subterráneas utilizadas como agua potable debido a agentes patógenos de origen fecal. Cuando las letrinas de pozo están muy concentradas en una zona y se utilizan acuíferos superficiales como fuente de agua potable, el nitrato (que no debe superar los 50 mg/l en el agua potable, según las directrices de la OMS) también puede ser un peligro para la salud.

Cuando se construye un asentamiento o campamento y se talan demasiados árboles, el suelo puede perder permeabilidad por compactación, lo que provoca un aumento de la escorrentía y un mayor riesgo de inundaciones. También se puede reducir la infiltración, lo que resulta en una menor recarga de los acuíferos superficiales. Al mismo tiempo, la instalación de infraestructuras de saneamiento aumenta el riesgo de contaminación de la superficie y las aguas subterráneas.

Se deben considerar, de forma simultánea, dos caudales de posible contaminación bacteriológica: la contaminación a través del agua de escorrentía que fluye hacia un pozo de agua potable y la contaminación de las aguas subterráneas. Para evaluar el riesgo de contaminación de la fuente de agua, se recomienda un enfoque basado en el tiempo de recorrido del efluente desde la letrina hasta la fuente de agua. Para reducir el riesgo de contaminación bacteriológica de la fuente, la fase líquida procedente de la letrina se debe desplazar durante 25 días, como mínimo, en la zona saturada de un acuífero. Se debe evaluar el tipo de suelo y la dirección del caudal de las aguas subterráneas. Esta última depende de la pendiente del acuífero, que también influye de forma directa en la velocidad a la que se desplaza el agua subterránea. El agua que se infiltra desde la superficie a través de la zona no saturada suele circular más rápido que el agua subterránea de la zona saturada. En la figura 5, la masa de agua H1 es más elevada que la masa de agua H2, lo que significa que las aguas subterráneas circularán de izquierda a derecha. La bomba manual está más expuesta a la contaminación superficial de la letrina 2, que tiene una mayor altitud topográfica, pero más expuesta a la contaminación de las aguas subterráneas de la letrina 1, ya que el agua fluye de izquierda a derecha debido a la pendiente hidráulica. La bomba manual crea un cono de depresión en la capa freática que puede invertir de manera local el caudal de agua (resaltado en azul oscuro).

Las pequeñas cantidades de aguas residuales que entran en el suelo pueden tardar más tiempo en recorrer la zona no saturada. Sin embargo, si la zona no saturada está lo bastante húmeda, el transporte será mucho más rápido (y la mortandad de microbios menor), por lo que aumentará el riesgo de contaminación. Por lo tanto, es importante tener en cuenta el tamaño de la instalación de letrinas y el volumen de aguas residuales que pueden entrar en el suelo, así como el impacto del agua de lluvia. Las grandes instalaciones de letrinas suponen un riesgo mayor.

Prueba de percolación

Para evaluar la velocidad de movimiento del agua contaminada a través del suelo, se debe realizar una prueba de percolación. El término “percolación” hace referencia al movimiento del agua a través del suelo, y las pruebas de percolación se realizan para determinar el índice al que se infiltra el agua. Se trata de una prueba fácil de realizar en condiciones de campo, que proporciona información crucial a la hora de diseñar una estrategia de suministro de agua y saneamiento. Existen diferentes métodos, cada uno asociado a una tabla específica que relaciona las observaciones con la velocidad de infiltración. Las pruebas de percolación se deben realizar para comprobar la idoneidad de un emplazamiento para proyectos como letrinas, embalses y vertederos sanitarios. Una prueba de percolación se realiza en principio al cavar un hoyo con una pala o una barrena, llenar el hoyo con agua hasta una profundidad determinada y medir cuánto tarda el agua en drenar fuera del hoyo. La base del hoyo de prueba debe estar a la misma profundidad que la base prevista de los pozos de las letrinas para garantizar que la prueba refleje bien las condiciones de percolación a esa profundidad. Después de perforar o excavar el hoyo y limpiarlo de material suelto, se debe cubrir el fondo con 5 cm de grava, para evitar que se obstruya durante la prueba. Esta prueba se debe realizar como mínimo 12 horas después de haber añadido agua al hoyo (en suelo húmedo y saturado, no en suelo seco). Se debe respetar este procedimiento para garantizar que se da tiempo al suelo para expandirse y aproximarse a las condiciones esperadas una vez que el sistema de saneamiento esté en operación.

En el siguiente cuadro, se indica la velocidad de infiltración aproximada para agua limpia y aguas residuales en diferentes tipos de suelo, así como descripciones sencillas para facilitar la identificación del suelo. Los suelos se dividen en dos grandes categorías: (1) suelos granulares y (2) suelos fisurados y fracturados. En el caso de los suelos granulares, hay que tener en cuenta que la velocidad de infiltración de las aguas residuales es mucho más baja que la de las aguas limpias y, además, es probable que disminuya con el tiempo, a medida que el suelo se satura y se obstruye. La infiltración también se produce a través de las paredes del pozo, en un ángulo de unos 45°.

Ejemplo: Si el nivel del agua desciende 12 mm en 30 minutos durante la prueba de percolación, esto indica un valor de percolación (o tasa de infiltración) en mm/día = 12/30 × 60 × 24 = 576 mm/día (valor típico para un suelo franco arenoso; consultar el cuadro 2). Note que el valor en mm/día es siempre igual al valor en l/m²/día. Para que los pozos de absorción o las letrinas de pozo funcionen de forma correcta, la velocidad de infiltración del agua limpia debe ser de 120 mm/día, como mínimo.

Nivel de agua subterránea

El nivel del agua subterránea se puede estimar mediante la observación de los pozos cercanos, de la vegetación cercana (algunas plantas y árboles son indicativos de una capa freática alta) y mediante entrevistas con la población local. También se debe tener en cuenta las variaciones estacionales, ya que los pozos que están secos durante la estación seca pueden llenarse de agua durante los periodos más húmedos del año. En el peor de los casos, se pueden producir inundaciones. La contaminación de las aguas subterráneas se extenderá en la dirección del caudal de las aguas subterráneas (que es principalmente horizontal). Por lo tanto, si se construyen pozos en el mismo acuífero, el agua se debe extraer por debajo de la zona contaminada, siempre que el pozo esté bien sellado en el nivel de contaminación y la tasa de extracción no sea lo suficientemente alta como para arrastrar agua contaminada al pozo. Si la contaminación de una capa freática superficial es motivo de preocupación, puede ser necesario restringir la profundidad de las letrinas y utilizar letrinas elevadas S.7 u otras soluciones sobre el suelo. En general, si una fuente de agua es contaminada por un gran número de letrinas, suele ser más fácil trasladar la fuente de agua que cambiar el sistema de saneamiento. Hay que recordar que la contaminación del agua potable también suele producirse en el punto de extracción, durante el transporte y el almacenamiento, y en el punto de uso, a través de dispositivos de recolección y almacenamiento antihigiénicos y de una higiene personal deficiente.

Medidas de mitigación para reducir el riesgo de contaminación microbiológica

Si la evaluación del suelo y las aguas subterráneas muestra que es probable que las letrinas contaminen una fuente de agua, se pueden considerar las siguientes opciones:

• Implementación de letrinas elevadas S.7 .
• En condiciones de capa freática alta o inundaciones, la infraestructura de contención debe ser impermeable para minimizar la contaminación de las aguas subterráneas y el medioambiente, con un transporte seguro del efluente.
• Las fuentes de aguas superficiales, como los pozos, se deben proteger para reducir el potencial de contaminación a través de la superficie del suelo. Las medidas de protección incluyen la extracción de agua desde una profundidad inferior al nivel de contaminación, la construcción de un muro protector del pozo en la superficie para evitar que el agua de la inundación entre en el pozo y el sellado del pozo con arcilla, o un material similar para evitar que la escorrentía superficial circule por el lateral del pozo a través del espacio anular.
• Cuando las distancias entre los pozos de contención y las fuentes de agua sean inadecuadas, se debe implementar un plan de seguridad del agua para minimizar el riesgo de contaminación.
• Cloración del agua potable
• Traslado de la fuente de agua