Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

71
Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 2019 Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio Ana María Otero Torres Universidad de La Salle, Bogotá Luis Miguel Rodríguez Rivera Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria Part of the Environmental Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Otero Torres, A. M., & Rodríguez Rivera, L. M. (2019). Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ ing_ambiental_sanitaria/1185 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].

Transcript of Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

Page 1: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

2019

Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento

Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio

Ana María Otero Torres Universidad de La Salle, Bogotá

Luis Miguel Rodríguez Rivera Universidad de La Salle, Bogotá

Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria

Part of the Environmental Engineering Commons

Citación recomendada Citación recomendada Otero Torres, A. M., & Rodríguez Rivera, L. M. (2019). Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1185

This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Ambiental y Sanitaria by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].

Page 2: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA PTAP EN EL CORREGIMIENTO PRADILLA

DEL MUNICIPIO DE MESITAS DEL COLEGIO.

ANA MARÍA OTERO TORRES

COD. 41141173

LUIS MIGUEL RODRÍGUEZ RIVERA

COD. 41141022

DIRECTOR:

JULIO CÉSAR RAMÍREZ RODRÍGUEZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

FACULTAD DE INGENIERIA

BOGOTA D.C.

2019

Page 3: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

2

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................... 8

2. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................................. 9

3. OBJETIVOS .................................................................................................................................... 10

3.1 General ....................................................................................................................................... 10

3.2 Específicos .................................................................................................................................. 10

4. ANTECEDENTES ........................................................................................................................... 11

5. MARCO DE REFERENCIA ........................................................................................................... 14

5.1 Información General de la Zona de Estudio.............................................................................. 14

5.1.1 Ubicación general. ................................................................................................................. 14

5.1.2 Climatología. ......................................................................................................................... 15

5.1.3 Planta de potabilización actual ............................................................................................... 17

5.2 Marco Teórico ............................................................................................................................ 18

5.2.1 Almacenamiento. ................................................................................................................... 18

5.2.2 Coagulación. ......................................................................................................................... 18

5.2.3 Desinfección. ......................................................................................................................... 19

5.2.4 Filtración. .............................................................................................................................. 19

5.2.5 Floculación. ........................................................................................................................... 21

5.2.6 IRCA (Índice de Riesgo de Calidad del Agua). ...................................................................... 21

5.2.7 Plantas de Tratamiento Convencional (Potabilizadoras). ........................................................ 22

5.2.8 Plantas de tratamiento de agua potable. .................................................................................. 23

5.2.9 Proyección geométrica de población. ..................................................................................... 23

5.2.10 Sedimentación. .................................................................................................................... 24

5.3 Marco Conceptual ...................................................................................................................... 24

5.3.1 Agua potable o agua para consumo humano ........................................................................... 24

5.3.2 Almacenamiento. ................................................................................................................... 24

5.3.3 Calidad del agua .................................................................................................................... 25

5.3.4 Coagulación .......................................................................................................................... 25

5.3.5 Desinfección. ......................................................................................................................... 25

5.3.6 Filtración. .............................................................................................................................. 26

5.3.7 Floculación ............................................................................................................................ 26

5.3.8 Nivel de complejidad. ............................................................................................................ 26

Page 4: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

3

5.3.9 Operación Unitaria. ............................................................................................................... 27

5.3.10 Planta de tratamiento de agua potable .................................................................................. 27

5.3.11 Población Flotante. .............................................................................................................. 27

5.3.12 Proceso Unitario. ................................................................................................................. 28

5.3.13 Sedimentación. .................................................................................................................... 28

5.3.14 Sulfato de Aluminio Tipo A ................................................................................................. 28

5.3.15 Tiempo de retención. ........................................................................................................... 28

5.4 Marco Legal................................................................................................................................ 29

5.4.1 Ley 142/2017. ....................................................................................................................... 29

5.4.2 Decreto 1575/2007. ............................................................................................................... 29

5.4.3 Resolución 2115/2007. .......................................................................................................... 29

5.4.4 RAS 2017 (Resolución 0330/2017). ....................................................................................... 29

6. METODOLOGÍA ............................................................................................................................ 30

6.1 Muestreo ..................................................................................................................................... 31

6.2 Análisis y caracterización del agua que suministra la planta ................................................... 32

7. RESULTADOS ............................................................................................................................ 36

7.1 Resultados de laboratorio .......................................................................................................... 36

7.2 Resultados técnicos ..................................................................................................................... 39

7.3 Resultados de la fuente de captación ......................................................................................... 41

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................................................... 44

8.1 Análisis de laboratorio ............................................................................................................... 44

8.2 Análisis técnico u operacional .................................................................................................... 52

8.3 Análisis de cobertura .................................................................................................................. 56

9. ALTERNATIVAS DE MEJORA ................................................................................................ 57

9.1 Propuesta de alternativa ganadora ............................................................................................ 58

10. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 62

11. RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 63

12. ABREBIATURAS .................................................................................................................... 64

13. BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................................ 66

Page 5: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

4

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. climática // datos históricos del tiempo Pradilla. ....................................................................... 17

Tabla 2. Asignación de nivel de complejidad. ......................................................................................... 26

Tabla 3. Asignación de nivel de complejidad del sistema. ....................................................................... 27

Tabla 4. Parámetros a analizar y lugares donde se realizará cada uno en la planta. ................................ 33

Tabla 5. Resultados del análisis hecho para las muestras de la época de lluvias. ..................................... 37

Tabla 6. Resultados del análisis hecho para las muestras de la época seca. ............................................ 37

Tabla 7. Resumen de los resultados de cada época. ............................................................................... 38

Tabla 8. Resultados de la revisión de parámetros de diseño. .................................................................. 39

Tabla 9. Comparación de caudal teórico y actual. ................................................................................... 40

Tabla 10. Dosificación de coagulante ..................................................................................................... 40

Tabla 11. Dosificación real aplicada y la descarga diaria a aplicar ........................................................... 41

Tabla 12. Cálculo del consumo de la alcalinidad. .................................................................................... 41

Tabla 13. Clasificación según IRCA. ......................................................................................................... 44

Tabla 14. Puntaje de riesgo a cada parámetro según la Resolución 2115/2007. ...................................... 45

Tabla 15. Descripción de calificaciones ................................................................................................... 57

Tabla 16. Puntajes de la evaluación de alternativas. ............................................................................... 58

Tabla 17. Calculo para regular la alcalinidad con NaOH .......................................................................... 58

Tabla 18. Población proyectada ............................................................................................................. 59

Tabla 19. Dimensiones del nuevo desarenador. ..................................................................................... 60

Tabla 20. Dimensiones del nuevo sedimentador. ................................................................................... 60

Tabla 21. Dimensiones del nuevo cono mezclador. ................................................................................ 61

Page 6: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

5

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1.Georreferenciación de la población beneficiada, la planta de tratamiento y la bocatoma. . 14

Ilustración 2. Climograma Pradilla. ......................................................................................................... 15

Ilustración 3. Diagrama de temperatura Pradilla. ................................................................................... 16

Ilustración 4. Clasificación de coberturas imagen Landsat 8_57 .............................................................. 42

Ilustración 5. Convenciones y firmas espectrales. ................................................................................... 43

Ilustración 6. Clasificación de coberturas en zonas de interés. ................................................................ 43

Ilustración 7. Comparación de tiempos de retención y áreas. ................................................................. 53

Page 7: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

6

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1. Cálculo del IRCA por muestra (1) y mensual (2). ................................................................... 22

Ecuación 2. Proyección geométrica de población. .................................................................................. 23

Ecuación 3. Cálculo de tiempo de retención. .......................................................................................... 28

Ecuación 4. Concentración de dureza por titulación. .............................................................................. 34

Ecuación 5. Determinación de alcalinidad por titulación. ....................................................................... 35

Page 8: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

7

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. Plano de planta actual

Anexo 2. Graficas por parámetro en la época de lluvias

Anexo 3. Graficas por parámetro en la época seca

Anexo 4. Dimensiones actuales de la planta e ideales

Anexo 5. Evaluación de alternativas

Anexo 6. Plano del floculador con reformas

Anexo 7. Plano del segundo desarenador

Anexo 8. Plano de los dos sedimentadores

Anexo 9. Plano de planta con reformas

Anexo 10. Manual de control de caudal de bombas de dosificación

Anexo 11. Manual limpieza y desinfección de tanque de almacenamiento

Page 9: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

8

1. INTRODUCCIÓN

El agua es uno de los requisitos más fundamentales para el ser humano, por lo que es necesario

que este consuma de forma continua y segura el recurso natural, el agua por sí sola no es apta para

que las personas realicen un consumo sin inconvenientes, por lo que se implementan plantas

potabilizadoras de agua (PTAP) para mejorar su calidad y no genera afectaciones a los

consumidores.

Actualmente, el corregimiento de Pradilla del municipio de Mesitas del Colegio en el departamento

de Cundinamarca, cuenta con una planta de potabilización administrada por la empresa Acueducto

de Pradilla E.S.P., con el fin de abastecer a toda la población con agua apta para el consumo

humano; Sin embargo, el funcionamiento de la planta tiene inconvenientes de continuidad debido

a la falta de unidades propias del proceso básico, además del ineficiente almacenamiento por el

poco espacio para realizar una reserva para eventualidades. Por tal motivo, solucionar este

problema es fundamental para garantizar que los habitantes tengan acceso a un sistema de

tratamiento ininterrumpido y de calidad, mediante la elaboración de tres fases correspondientes al

diagnóstico, el estudio/evaluación de alternativas y la formulación de la propuesta.

Page 10: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

9

2. JUSTIFICACIÓN

Este trabajo se realiza con el fin de favorecer a los 670 usuarios en la comunidad de Pradilla del

municipio de Mesitas del Colegio, pues se ven afectados por los cierres de la PTAP, donde según

el registro del acueducto en el año 2018 fueron 70 veces en el año y cada una con una duración

promedio de 5 horas, es decir que aproximadamente se está suspendiendo el funcionamiento de la

planta 6 veces en un mes; Además se tiene el conocimiento que por la ingesta del agua se han

presentado cuadros diarreicos y de gastroenteritis; sin embargo, no se tiene un registro formal dado

que la población es atendida en Bogotá en diferentes centros, haciendo difícil recopilar la

información, por lo tanto, mediante la elaboración de una propuesta de diseño complementario en

la PTAP, se plantea una alternativa de solución que permita mejorarla planta, garantizando que la

empresa pueda usar la planta sin interrupciones y las especificaciones de la calidad del agua

demarcadas en la Resolución 2115/2007; partiendo de la importancia que tiene la potabilización

del agua; la implementación de plantas de tratamiento ha sido un camino viable para controlar el

estado del agua al que tienen acceso las personas y a su vez las posibles consecuencias que esta

pudiera tener sobre su salud (Minsalud, 2015).

Page 11: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

10

3. OBJETIVOS

3.1 General

Realizar una propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento Pradilla del municipio de

Mesitas del colegio, asegurando la continuidad en el funcionamiento de la PTAP y calidad del

agua.

3.2 Específicos

• Identificarlos inconvenientes técnicos que se presentan en la planta de potabilización del

corregimiento mediante un diagnóstico.

• Seleccionar las alternativas de solución más convenientes para el municipio mediante la

realización de una matriz de selección.

• Realizar el dimensionamiento de las alternativas seleccionadas para mejorar el proceso y

la continuidad del servicio.

Page 12: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

11

4. ANTECEDENTES

Varios estudios se han realizado a cerca de la optimización de plantas de potabilización por lo que

se puede decir que es un tema de vital importancia, ya que, muchas personas que se ven

beneficiadas con este tipo de proyectos, a continuación, se presentan algunos de los trabajos con

este tipo de temática.

En el trabajo de grado, Sandra Sánchez y María Peña, decidieron realizar el proyecto de una

propuesta para el mejoramiento de la planta de tratamiento de agua potable del municipio de

Bituima en Cundinamarca, de forma tal, que no solo se mejorara la calidad del agua, sino que

también se elevara la calidad de vida de los habitantes que tiene acceso a este servicio. Las autoras

se basan en unas variables tanto dependientes del proyecto como independientes, para la decisión

de que día se tomaría la muestra para que la muestra se encuentre en el mejor estado para realizar

los correspondientes análisis fisicoquímico y biológico; en lo correspondiente a los resultados, se

propone que se realice un cambio en el coagulante, otra de las propuestas, es el mejoramiento de

la unidad encargada de la desinfección , ya que, según las autoras no funciona de la mejor manera.

Ya con los cambios necesarios establecidos realizan los cálculos y el rediseño de las unidades que

necesitan ser mejoradas, esto se realiza no teniendo en cuenta la población de la época de desarrollo

del proyecto sino una población futura, con los cálculos realizados las autoras proponen varias

alternativas que solucionarían el problema si se aplicaran, y para la selección decidieron realizar

una comparación de las alternativas en términos de costos de implementación y en los términos

ambientales. (Sánchez, et al. 2011)

María Domínguez en su trabajo de grado realiza una mejora en los procesos de coagulación y

floculación en la planta de potabilización ubicada en campo alegre, la metodología utilizada para

la realización de este proyecto por la autora, para empezar, realizó una caracterización de la

Page 13: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

12

ubicación de la planta y de las instalaciones de la misma; según los objetivos planteados por la

autora, se seleccionan el lugar en el que se va a tomar la muestra y en los periodos en los que se va

a realizar la toma, para luego realizar la caracterización del agua de los parámetros establecidos,

con los resultados obtenidos de las pruebas en el laboratorio y mediante diagramas de coagulación

se procede a calcular los gradientes y los tiempos de mezcla para la mezcla rápida y la mezcla

lenta. (M. Domínguez, 2010).

El procedimiento usado en el proyecto de grado de Leonardo Matiz en la universidad de Los Andes

se basa en el seguimiento microscópico de las operaciones realizadas en una planta tratamiento de

agua para comprobar si efectivamente cada una de las operaciones cumplen su función, en el

documento se explica lo que se evidenció en cada una de las fases que realiza la planta y con ayuda

fotográfica se muestra el seguimiento en cada una de estas, ya evidenciado el proceso por medio

de un microscopio, el autor realiza un experimento con diferentes aguas para distinguir cuál de los

floculadores sería la mejor opción para mejorar la operación de la planta, por medio de un análisis

en la turbiedad, observando cuál de los floculadores en cuestión presenta una menor turbiedad al

finalizar el proceso, teniendo un resultado común en todas las pruebas realizadas; el documento

finaliza explicando como la planta se puede mejorar realizando un cambio en el floculador en el

que se presentó la menor turbiedad en las pruebas. (L. Matiz, 2008)

En el trabajo de grado de Carlos Hurtado se busca responder a las necesidades de las personas con

respecto a la continuidad del agua potable y el tratamiento de las aguas residuales que se generan,

buscando una opción en donde se solucionen dichos problemas, además, de los impactos

ambientales generados por la contaminación excesiva de los ríos aledaños a la zona y por el mal

manejo de los suelos cerca de los mismos; el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua

potable se ve afectado principalmente por dos factores: el primero, es la turbiedad asociada con

Page 14: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

13

escorrentías desde la cuenca del rio Cauca, la cual representó aproximadamente el 10% de los

cortes desde 2003; y la segunda es la contaminación desde Cali con aguas residuales y desechos

sólidos principalmente, el cual representó el 90% de los cortes del servicios desde el 2003. La

metodología usada por el autor se basa en la relación de costo-beneficio de los diferentes proyectos

aplicables a la solución de la problemática, en donde cada uno de ellos debe de catalogar los

impactos existentes y los indicadores respectivos, analizar los posibles impactos que se puedan

generar a lo largo de la implementación del proyecto, entre otros factores a tener encuentra. (C.

Hurtado, 2014)

Finalmente, para el corregimiento de Pradilla específicamente en la planta de tratamiento y

potabilización del agua se realizó un trabajo de clase titulado “Determinación del índice de riesgo

de la calidad del agua para consumo humano en el acueducto del corregimiento de Pradilla,

municipio de Mesitas del Colegio”, trabajo elaborado por A. Otero, C. López, J. Marín, J. Muñoz

y S. Ortega. En dicho trabajo se determinó el IRCA, tal como se indica en la resolución 2115 del

2007, como método para la evaluación de la calidad del agua potable, con la cual se evidenció que

el agua que allí se distribuye está en un rango de nivel de riesgo medio que indica “agua no apta

para consumo humano”, lo que implica gestión directa de la persona prestadora; esto representado

por un valor cuantitativo en este índice de 17.55. Cabe destacar que el estudio realizado estuvo

siempre bajo un formato académico y es el que dio inicio al proyecto que acá se propone. (A.

Otero, C. López, J. Marín, J. Muñoz & S. Ortega, 2018)

Page 15: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

14

5. MARCO DE REFERENCIA

5.1 Información General de la Zona de Estudio

5.1.1 Ubicación general.

El corregimiento de Pradilla se encuentra ubicado en la parte nororiental del municipio El Colegio,

de acuerdo con información del Acueducto de Pradilla E.S.P. esta abastece a 670 suscriptores en

el corregimiento, con alrededor de 4 habitantes por vivienda, lo que resultaría un total de alrededor

2700 habitantes en el corregimiento. La planta de potabilización del recurso agua que abastece al

corregimiento se encuentra localizada en la zona accidental del municipio de San Antonio de

Tequendama. En la figura 1 se presenta la ubicación georreferenciada del municipio, de la planta

de potabilización y el punto de captación del agua, además de las convenciones trabajadas.

Ilustración 1.Georreferenciación de la población beneficiada, la planta de tratamiento y la bocatoma.

Fuente: autores

Page 16: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

15

5.1.2 Climatología.

Las condiciones climáticas de la zona de estudio son de alta importancia, ya que, debido a estas se presentan

diferentes problemáticas en el funcionamiento de la planta de potabilización, los principales factores

meteorológicos y climáticos que afectan el funcionamiento de la planta son la precipitación y la temperatura,

a continuación, se realizara una breve descripción de estos factores.

✓ Precipitación:

La precipitación característica del corregimiento de Pardilla se presenta en el diagrama 1, en este se puede

determinar que en las épocas en las que se presentan mayor precipitación durante el año son los meses de

abril, octubre y noviembre, con una precipitación máxima de alrededor 230mm/mes y una precipitación

media de 1593mm durante el año. Este factor es importante tener en cuanta debido a que en épocas en donde

la precipitación es muy alta, esto genera que la afluente contenga una carga demasiado alta de sólidos

suspendidos afectando la efectividad de la planta.

Ilustración 2. Climograma Pradilla.

Fuente: Climate-Data.org

Page 17: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

16

✓ Temperatura

En el diagrama 2 se evidencia un estudio anual sobre la temperatura del corregimiento de Pradilla,

en este diagrama se puede evidenciar que la temperatura de la zona de estudio se mantiene un rango

en donde la temperatura mínima es de 16°C y la máxima 26°C, el clima en general del

corregimiento teniendo en cuenta la temperatura media de 21°C y con la altura promedio de

1309m, se puede decir que es cálido. Este factor es de importancia ya que la población al estar

ubicada en clima cálido la demanda de agua es mayor y la planta no es capaz de subsanar la

necesidad de todos.

Ilustración 3. Diagrama de temperatura Pradilla.

Fuente: Climate-Data.org

✓ Datos históricos.

En la tabla 1 se puede encontrar los diferentes datos de temperatura (°C y °F) y de precipitación

máximos, mínimos y medios para cada uno de los meses del año, además se presenta en una escala

de colores donde la tonalidad más clara indica que el valor es bajo y entre más oscura sea la

Page 18: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

17

tonalidad indica que es alto el valor del dato. Los valores que se presentan en la tabla de los datos

históricos de Pradilla fueron tomados según información del 2005.

Tabla 1. climática // datos históricos del tiempo Pradilla.

Fuente: Climate-Data.org

5.1.3 Planta de potabilización actual

La planta de potabilización que abastece a la población del corregimiento de Pradilla cuenta con

las siguientes unidades para el tratamiento de agua: desarenador, mezcla rápida, sedimentador,

cuatro filtros, un tanque de cloración por medio gaseoso, un tanque de almacenamiento principal

y dos adicionales para casos extraordinarios. El funcionamiento de la planta se da principalmente

por la fuerza de gravedad y por la presión dentro de las tuberías, actualmente la planta trata un

caudal de 12 litros por segundo, información obtenida del administrador del acueducto.

En el anexo 1 se presenta la distribución actual de la planta de potabilización, en esta figura no se

tiene en cuenta la ubicación de la bocatoma y el desarenador. Actualmente la planta está construida

a partir de cemento y la parte en donde se encuentran los filtros está recubierta con baldosa. Estas

dimensiones se obtuvieron mediante una visita de campo donde se realizó el dimensionamiento de

cada una de las unidades y edificios que se encontraban dentro del área dispuesta para la planta.

Page 19: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

18

5.2 Marco Teórico

5.2.1 Almacenamiento.

El autor, menciona que “es importante que la planta de potabilización disponga de una instalación

con la capacidad suficiente para poder satisfacer la demande del recurso por parte de los

usuarios. La instalación destinada para el almacenamiento debe de estar protegidas contra las

posibles contaminaciones secundarias y deben someterse a actividades sanitarias con cierta

frecuencia.” (A. Prada, 2009, pág. 31)

5.2.2 Coagulación.

Según Hernán Restrepo en uno de sus trabajos en el año 2009 menciona que “las partículas que se

encuentra en el agua poseen cargas negativas y/o positivas, que generan fuerzas de repulsión

entre ellas manteniéndolas dispersas y suspendidas; así mismo, evitan la rápida sedimentación de

estas. Lo anterior se denomina como sistema coloidal conformado por la doble capa de iones,

sometida al potencial Z producido en la exposición en la superficie inferior de la doble capa;

siendo este el reto de la coagulación,” al tratar de disminuirlo mediante dos tipos de métodos:

➢ Coagulación por neutralización de la carga: Se logra a través de la adición de coagulantes

con diferente signo al agua, como el alumbre o las sales de hierro.

➢ Coagulación por la disminución de la doble capa: Se incrementa la concentración de iones

en el agua, permitiendo que la distancia entre las partículas disminuya, hasta hacer el valor

del potencial Z inferior al punto crítico.

Cabe aclarar que las reacciones químicas en este proceso generar acidez en el agua por lo cual es

importante agregar productos que neutralicen el pH sin afectar el proceso. (H. Restrepo, 2009)

Page 20: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

19

5.2.3 Desinfección.

Teniendo en cuenta lo que dice el Docente Bienvenido Marín en su Manual de química del agua

teoría y práctica, “la desinfección es uno de los últimos pasos a realizar dentro de la planta de

potabilización, esto se hace para prevenir que el agua sea dañina para el consumo humano. En la

mayoría de los casos, al tratarse de un agua proveniente de manantiales o pozos, la desinfección

es el único tratamiento necesario aplicar a dicha agua para obtener agua potable.” (2009, pág.

161)

El autor menciona que para realizar el proceso de desinfección se puede hacer por dos medios el

físico y el químico.

➢ Desinfección por medios físicos:

❖ Luz ultravioleta.

❖ Radiación electrónica.

❖ Rayos gamma.

❖ Sonido.

❖ Calor.

➢ Desinfección por medios químicos:

❖ Cloro.

❖ Bromo.

❖ Yodo.

❖ Ozono.

5.2.4 Filtración.

Teniendo en cuenta lo que dice la ingeniera Rosalina González en su libro Apuntes de Clase.

“Operaciones y procesos unitarios, la filtración es el procedimiento que se encarga de separar las

Page 21: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

20

partículas no sedimentables en un flujo de agua, este se realiza a través de un medio poroso

principalmente. Existen dos mecanismos de filtración, el mecanismo de transporte y el mecanismo

de adherencia.” (2015, pág. 57)

➢ Mecanismos de transporte de partículas:

❖ Cernido: las partículas de mayor tamaño que los poros del lecho filtrante pueden

quedar atrapadas en los intersticios, principalmente en las capas superficiales del

lecho.

❖ Sedimentación: los sólidos suspendidos quedan depositados por sedimentación en

el medio filtrante, que ofrece una gran área para ello.

❖ Intercepción: la remoción de partículas de floc no sedimentado dentro del lecho se

lleva a cabo por contacto de estas con la superficie de los granos de lecho o con floc

ya depositado, al quedar interceptadas por estos.

❖ Impacto inercial: las partículas que tienen altas velocidades por efecto de la inercia

pueden atravesar las suspensiones y continuar con su trayectoria original, hasta

chocar con los granos del filtro y quedar adheridas a él.

❖ Difusión: existe una tendencia de las partículas pequeñas a difundirse desde las

áreas de mayor concentración a las de menor concentración.

➢ Mecanismos de adherencia de partículas:

❖ Fuerzas de Van der Waals.

❖ Fuerzas electrostáticas.

❖ Puentes químicos.

Page 22: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

21

5.2.5 Floculación.

Hernán Restrepo en el 2009, menciona que “la floculación se logra a partir de los resultados de

la coagulación ya que la rapidez con que se da la agrupación de las partículas depende de su

tamaño y la relación con el estado de agitación del líquido, debido a las reacciones hidrolíticas

anteriormente generadas que facilitan la formación de flóculos los cuales aumentan su tamaño

conforme pasan por el floculador debido al tiempo de retención.” La floculación se puede dar de

dos maneras:

➢ Pericinética: Contacto de las partículas producido por el movimiento de las moléculas del

agua, este solo influye en las menores a un micrón y ocurre en los primero 6-10 segundos

del proceso.

➢ Ortocinetica: Contacto entre las partículas por la turbulencia generada por la diferencia de

direcciones y velocidades dentro de la unidad, es solo efectivo para las partículas mayores

a un micrón y se produce en los 20-40 minutos restantes del proceso.

5.2.6 IRCA (Índice de Riesgo de Calidad del Agua).

Se define el Índice de Riesgo de la Calidad del Agua para Consumo Humano, IRCA como el grado

de riesgo de ocurrencia de enfermedades relacionadas con el no cumplimiento de las características

físicas, químicas y microbiológicas del agua para consumo humano. La Resolución 2115 de 2007,

Por medio de la cual se señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de

control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano. En el Artículo 15° se presenta

la Clasificación del Nivel de Riesgo, y se establecen los rangos del IRCA y el nivel de riesgo

correspondiente: 0% - 5% Sin Riesgo-Agua Apta para Consumo Humano 5.1% - 14% El nivel de

riesgo es Bajo 14.1% – 35% El nivel de riesgo es Medio 35.1% - 80% El nivel de riesgo es Alto

Page 23: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

22

80.1% - 100% El nivel de riesgo es Inviable sanitariamente. (Observatorio Ambiental de Bogotá,

2019)

Ecuación 1. Cálculo del IRCA por muestra (1) y mensual (2).

𝐼𝑅𝐶𝐴(1) = 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠

𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠∗ 100

𝐼𝑅𝐶𝐴(2) =IRCAs obtenidos en cada muestra realizada en el mes

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠∗ 100

Fuente: Resolución 2115/2007

5.2.7 Plantas de Tratamiento Convencional (Potabilizadoras).

Sistema de tratamiento integrado diseñado de acuerdo al análisis de agua, que incluye todos los

procesos para la obtención de agua potable, como los son:

➢ Bocatoma: Punto de captación de un cuerpo de agua superficial el caudal a tratar en la

planta de potabilización.

➢ Desarenador: Es una estructura diseñada para retener la arena que traen aguas superficiales

a fin de evitar que ingresen al canal de aducción.

➢ Cámara de mezcla: Adición de productos químicos que faciliten la coagulación (sulfato de

aluminio y alcalinizantes (cal) como reguladores del pH.

➢ Decantador: Cambio de velocidad de llegada del agua, donde de una mezcla rápida pasa a

una mezcla lenta permitiendo la formación de flocs y sedimentos.

➢ Filtro: Unidad de sucesivas capas de arena de distinta granulometría o combinadas con

otros materiales (antracita/gravillas).

➢ Desinfección: Adición de un agente químico desinfectante para eliminar bacterias y su

desarrollo durante la distribución.

➢ Tanque de almacenamiento: Almacenamiento que sumisita agua a la red de distribución.

Page 24: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

23

➢ Control final: Sistema de control de calidad del agua antes de la distribución.

5.2.8 Plantas de tratamiento de agua potable.

“Son un conjunto de sistemas y operaciones unitarias de tipo físico, químico y/o biológica cuya

finalidad es eliminar reducir la contaminación o las características no deseables en el agua. Las

mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el

consumo humano y animal, por ende, para dar respuesta a estas se llevan a cabo los tratamientos

de potabilización.” (Acuasistec, s.f.)

5.2.9 Proyección geométrica de población.

A continuación, se presenta la ecuación obtenida en el RAS (2017) para realizar la proyección

poblacional para el corregimiento de Pradilla, esta proyección se realizó con el fin de determinar

la cantidad de población la cual se vería beneficiada por el servicio que ofrece la empresa de

Acueducto de Pradilla a una proyección de 25 años. En esta fórmula se ven inmersa la población

y el año en el que se realizó el último censo, la población y el año del censo inicial y el año para el

cual se quiere proyectar la ecuación. La ecuación 2 es la siguiente:

Ecuación 2. Proyección geométrica de población.

Fuente: RAS 2017

Page 25: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

24

5.2.10 Sedimentación.

De acuerdo con el ingeniero Abelardo Prada en su libro Soluciones individuales en potabilización

de agua a pequeña escala menciona que “después de haberse realizado la mezcla rápida en el

tratamiento del agua, se requiere de un tiempo para que las sustancias que se generaron en el

proceso de coagulación se sedimenten. Para lograr dicho procedimiento se debe establecer

espacios en los que la materia coagulada se desplaza hacia la parte inferior, de donde puede ser

evacuada, para así ser retirada del agua que se está tratando. Además, se eliminarán los coágulos

formados anteriormente, alguna partícula en suspensión y las soluciones que están presentes en

el agua cruda, y parte importante de la contaminación biológica.” (2009, pág. 28)

5.3 Marco Conceptual

5.3.1 Agua potable o agua para consumo humano

“Es aquella que, por cumplir las características físicas, químicas y microbiológicas, en las

condiciones señaladas en el Decreto 1575 del 2007 y demás normas que la reglamenten, es apta

para consumo humano. Se utiliza en bebida directa, en la preparación de alimentos o en la higiene

personal.” (Dec.1575/07)

5.3.2 Almacenamiento.

De acuerdo con el RAS 2000 en la página 88 menciona que el tanque de almacenamiento debe

estar disponible para suministrar agua en horas de máxima demanda y a la vez debe mantener

presiones adecuadas en la red de distribución. Es necesario tener en cuenta las siguientes

condiciones:

➢ Realizar la operación de las válvulas según el régimen de servicio.

➢ Medir el caudal distribuido.

Page 26: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

25

➢ Aforar el caudal de ingreso al tanque.

➢ Controlar la calidad del agua almacenada.

➢ Vaciar y lavar el tanque cuando se detecten sedimentos, en especial residuos de cal.

➢ Desinfección de tanques.

5.3.3 Calidad del agua

Es el resultado de comparar las características físicas, químicas y microbiológicas encontradas en

el agua, con el contenido de las normas que regulan la materia. (Dec.1575/07)

5.3.4 Coagulación

“Es el proceso mediante el cual se desestabiliza las partículas mediante la adición de químicos

coagulantes a través de la mezcla rápida para homogenizar la dispersión de dichos productos en

el agua a tratar en el menor tiempo posible. Es importante para este proceso, disponer de la

caracterización del agua entrante para la dosificación y concentración del coagulante, además de

la intensidad y tiempo de mezcla en la unidad para conseguir”: (H. Restrepo, 2009)

• Remover la turbiedad que no sedimente rápidamente.

• Retirar el color verdadero y aparente.

• Eliminar las partículas que generen sabor u olor en el agua.

5.3.5 Desinfección.

Proceso unitario el cual consiste en la introducción de reactivos químicos desinfectantes, que al

contacto con el agua reduzcan, en un alto porcentaje, las especies patógenas que generan las,

comúnmente conocidas, enfermedades de origen hídrico. (A. Prada, 2009, pág. 30)

Page 27: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

26

5.3.6 Filtración.

“Operación unitaria que consiste en la retención y eliminación de sólidos suspendidos o flotantes

en el agua a tratar, esto se realiza a partir de una malla filtrante en donde los parámetros a tener

en cuenta son el diámetro del espaciado de la malla y la velocidad con la que el flujo tiene que

pasar la malla.” (B. Marín, 2009, pág. 162)

5.3.7 Floculación

La ingeniera Yolanda Andia define a la floculación como “el proceso que le sigue a la coagulación,

este proceso consiste en la agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento

y aglomeración de los flóculos recién formados con el fin de aumentar su tamaño y peso para así

poder sedimentar más fácil.” (2000, pág. 33)

5.3.8 Nivel de complejidad.

El nivel de complejidad de una población es determinado por la cantidad de habitantes de dicha

población. En la tabla 2 se puede encontrar los niveles de complejidad en los cuales puede

pertenecer una población y el rango respectivo para cada uno de los niveles. En la tabla 3 se

presentan los años que deberá tener el diseño planteado según el nivel de complejidad al que

pertenezca la población.

Tabla 2. Asignación de nivel de complejidad.

Fuente: titulo A, RAS 2017

Page 28: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

27

Tabla 3. Asignación de nivel de complejidad del sistema.

Fuente: título B, RAS 2017

5.3.9 Operación Unitaria.

Son aquellas unidades de proceso o tratamiento que pueden estudiarse de manera independiente,

generalmente asociadas con cambios físicos de la materia que es procesada o tratada allí (R.

González, 2015a, pág. 9)

5.3.10 Planta de tratamiento de agua potable

“Para el desarrollo de una planta de tratamiento de agua potable es necesario tener en cuenta

estudios y diseños de los componentes de un sistema de potabilización de agua, dirigido ya sea a

la construcción de obras nuevas, ampliaciones y/u optimización de las ya existentes: prefiltros,

micro tamices, trampa de grasas, aireadores, unidades de mezcla rápida, floculadores,

sedimentadores, flotación, filtración, desinfección, estabilización, ablandamiento, adsorción

sobre carbón activado, desferrización, desmagnetización, manejo de lodos, tanque de contacto del

desinfectante, dispositivos de control de las unidades de la planta e instrumentación, laboratorios,

salas de dosificación, almacenamiento de los productos, igualmente se deben referenciar los

productos químicos que pueden ser empleados en el tratamiento de agua potable.” (E. Hernández,

C. Corredor, 2017, pág. 26)

5.3.11 Población Flotante.

Se ha definido como “aquella que viaja de un lugar a otro y se encuentra en un momento dado en

un lugar, independientemente del tiempo que tiene de vivir en el mismo, pero cuyo lugar de

residencia habitual no es dicho lugar.” (Chávez y Corona, 2006)

Page 29: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

28

5.3.12 Proceso Unitario.

Cuando se habla de cambios químicos o biológicos de la materia se hace referencia a procesos

unitarios; sin embargo, una notación muy común en el área de tratamiento de agua en particular

para potabilización es denominarlas como una operación unitaria. (R. González, 2015b, pág. 9)

5.3.13 Sedimentación.

Operación unitaria la cual se lleva a cabo en los decantadores primarios donde se separa por

gravedad las partículas y sólidos en suspensión de mayor densidad. (B. Marín, 2009, pág. 159)

5.3.14 Sulfato de Aluminio Tipo A

El sulfato de aluminio es una sal inorgánica que por sus propiedades físico-químicas, se caracteriza

por agrupar los sólidos suspendidos en el agua y acelerar la sedimentación, contribuyendo a la

disminución de la caga bacteriana, así como la remoción del color y sabor. (Aquaquimi, 2013)

5.3.15 Tiempo de retención.

Parámetro que mide la relación expresada en horas entre el caudal a tratar y el volumen del depósito

de aireación, en el tratamiento de aguas residuales. (RAI, s.f.)

Ecuación 3. Cálculo de tiempo de retención.

𝑄 =𝑉

𝑡 𝑡 =

𝑉

𝑄

Q= Caudal V= Volumen t= Tiempo

Fuente: Romero, J. (1999)

Page 30: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

29

5.4 Marco Legal

5.4.1 Ley 142/2017.

Ley de Servicios Públicos. En el artículo 11 del capítulo 1 en el título preliminar se establecen las

obligaciones que deben cumplir las entidades, tanto públicas como privadas, al momento de prestar

un servicio público; como lo es la prestación continua del servicio y de forma equitativa.

5.4.2 Decreto 1575/2007.

Normativa de la calidad del agua. Por el cual se establece el sistema para la protección y control

de la calidad del agua para consumo humano.

5.4.3 Resolución 2115/2007.

Normativa de la calidad del agua. Por medio de la cual se señalan características, instrumentos

básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo

humano.

5.4.4 RAS 2017 (Resolución 0330/2017).

Documentación técnico-normativa del sector de agua potable y saneamiento básico.

Page 31: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

30

6. METODOLOGÍA

Para el desarrollo de la investigación y diseño de la propuesta de mejora de la PTAP capaz de

garantizar la operación continua de la planta perteneciente al Acueducto de Pradilla E.S.P., se

desarrollaron tres fases; la primera consistió en un diagnóstico donde se realizó, el reconocimiento

del lugar de estudio y los problemas que impiden el buen servicio, mediante:

➢ La revisión de libros de registro, el comportamiento del consumo de agua en las

diferentes épocas del año época seca/lluvia (Base de datos niveles máximos y mínimos

de consumo)

➢ La búsqueda de estudios topográficos previos de la zona; sin embargo, al no

encontrarse nada en la oficina del acueducto de Pradilla, se tomaron de las bases

cartográficas del IGAC, además se tuvieron en cuenta las alturas de varios puntos a la

redonda del terreno medidas con el GPS para tener mayor exactitud en cotas de

elevación del terreno.

➢ Se evaluó la capacidad espacial del lugar donde se encuentra la PTAP para la posible

instalación de las reformas en el actual diseño se obtuvieron del trajo de campo,

mediante la medición de área a partir de los puntos tomados con el GPS y su

interpretación en el programa ArcGIS.

Así mismo, se llevaron a cabo dos visitas técnicas; la primera los días sábado 11 y domingo 12 de

mayo del 2019 (época lluvia) y la segunda visita, los días martes 4 y miércoles 5 de junio del 2019

(época seca). Cabe destacar que el realizar dos días las muestra, esto permitía ejecutar un análisis

por duplicado de cada temporada teniendo en cuenta los siguientes puntos

Page 32: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

31

6.1 Muestreo

Del agua que abastece la PTAP y en partes estratégicas de la planta, se hizo bajo la guía del

“Manual de instrucciones, preservación y transporte de muestras de agua de consumo humano para

análisis de laboratorio” elaborado por el instituto nacional de salud y contemplado en el artículo

27 del decreto 1575 de 2017. Del cual se contemplaron las siguientes consideraciones:

1. Tipo de recipiente a usar para análisis fisicoquímicos: Para la toma de muestras se

seleccionó envases de vidrio ámbar, ya que, son lo que menos posibles reacciones con la

muestra genera, además evita las actividades fotosensibles.

2. Tipo de recipiente para análisis microbiológico: Para este tipo de muestra requiere

condiciones especiales, que consisten en el uso de envases de vidrio borosilicatado o Pyrex

debido a su resistencia a choques térmicos generados durante la esterilización, que en el

caso de agua potable se le agrega Tiosulfato de sodio para retirar el cloro de la muestra y

evitar que este acabe con los microorganismos.

3. Desinfección del punto de muestreo: En este estudio se tienen dos tipos de punto de

muestreo lo cuales son:

• Accesorio o grifo: Dentro de los puntos de muestreo solo existe uno de este tipo el

cual se encuentra en la parte inicial de la tubería que abastece la red de distribución.

Por lo cual se le hace la desinfección mediante la limpieza con hipoclorito de sodio,

además de someter a altas temperaturas durante 1 minuto para finalmente dejar

correr el agua por un minuto antes de tomar la muestra para evitar tomar lo retenido

en las tuberías.

Page 33: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

32

• Directo: Dada la falta de llaves o sitios de control en cada unidad el muestreo se

hace mediante un balde el cual es lavado antes y después de cada muestreo con

jabón biodegradable y agua destilada.

4. Limpieza de recipientes para análisis fisicoquímicos: Estas se les hizo un lavado con agua

hirviendo, jabón neutro y un enjuague con agua destilada, para finalmente dejar escurrir.

5. Limpieza de recipientes para análisis microbiológico: Se realizó la esterilización conforme

lo estipulado al manual, respecto a la temperatura de 121°C.

6. Conservación de las muestras: Para todas las muestras se realizó la conserva mediante la

refrigeración a 4°c aproximadamente, sin embargo, a las muestras biológicas se les agrego

0.5ml de tiosulfato de sodio para eliminar el cloro y evitar que destruyera los

microorganismos presentes en el agua.

6.2 Análisis y caracterización del agua que suministra la planta

Para determinar las condiciones de llegada del agua en cada temporada y siguiendo la relevancia

de cada parámetro según su afectación a la salud, para calcular el IRCA (Índice de Riesgo de la

Calidad del Agua) expuesto en la resolución 2115/2007, se seleccionaron los parámetros

estipulados en la tabla 4. Por otro lado, se definió el lugar de medición a partir de la importancia

de cada parámetro para la operación y eficiencia de cada unidad de la planta.

Page 34: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

33

Tabla 4. Parámetros a analizar y lugares donde se realizará cada uno en la planta.

Fuente: Autores

Por otro lado, para la caracterización del agua en el laboratorio o en campo se emplearon las

siguientes condiciones de medición:

➢ Color

Este parámetro se elaboró in-situ bajo las indicaciones del kit de color, el cual consta

de dos cilindros de vidrio y un disco que permite la comparación de colores entre el de

la muestra y el estándar para cada UPC.

➢ Turbiedad

Mediante el uso de turbidímetro este parámetro fue medido in-situ; tomando de cada

sitio predeterminado (Tabla 3) 10ml de muestra en una celda de vidrio la cual fue leída

en el equipo.

➢ pH

En este muestreo se tomó el parámetro a la llegada del laboratorio, la lectura se hizo

con el potenciómetro waterproof.

Page 35: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

34

➢ Cloro residual libre

Debido a la importancia de este parámetro para el agua potable y su rápido consumo

este se realizó in-situ, mediante el kit de cloro libre el cual cuenta de una rueda de

comparación colorimétrica.

➢ Nitritos

Los nitritos se realizaron debido a su importancia en la salud de las personas, este

parámetro se mido con la metodología estándar de HACH, e interpretado en el

espectrofotómetro que realizó las lecturas en rango bajo, debido a la naturaleza del

agua.

➢ Dureza

La dureza es la principal causa del taponamiento de las tuberías, por lo cual, se tomó a

la salida de la planta tratamiento para relimar sospechas de obstrucción en la red por

este. Para la medición se hizo a través de la titulación con EDTA al 0.01M y su

interpretación se hizo a partir de la siguiente ecuación:

Ecuación 4. Concentración de dureza por titulación.

Fuente: autores

➢ Coliformes

La presencia de coliformes en agua apta para consumo humano es sumamente

peligrosa, ya que son los principales causantes de enfermedades gastrointestinales y

Page 36: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

35

por ello se realizó su medición por el método de ausencia presencia de Colitag expuesto

en el manual elaborado por la empresa distribuidora Servimatic.

➢ Alcalinidad

La alcalinidad es parte fundamental del proceso de tratamiento del agua, ya que de esta

depende que los reactivo (Floculante y Coagulante) funcionen adecuadamente para

que la eficiencia de remoción sea aquella con la que se diseñó cada unidad y no afecte

las otras. Es por esto que mediante la titulación con Ácido sulfúrico (H2SO4) a

concentración 0.02N y su interpretación se hizo a partir de la siguiente ecuación:

Ecuación 5. Determinación de alcalinidad por titulación.

Fuente: autores

➢ COT

Este parámetro se determina por el método 10229, del manual de Hach, para este caso

es de najo rango, entre 0.0-20.0 mg/LC, está diseñado para agua potable, aguas

residuales, su metodología de medición es por espectrofotometría y se relaciona como

un indicador no especifico de la calidad del agua, se relaciona directamente con la DBO.

Finalmente, para valorar la calidad del agua actual se calcula el IRCA (Índice de Riesgo

de la Calidad del Agua) ecuación 1.

Page 37: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

36

7. RESULTADOS

7.1 Resultados de laboratorio

Luego del trabajo en campo donde se realizó el reconocimiento general de la zona de estudio y la

toma de muestras, se procedió con la caracterización del agua, dando como resultado lo expuesto

en las tablas 5 y 6; así mismo, es importante mencionar que los resultados de DQO en las dos

épocas analizadas, fueron descartadas debido a su incoherencia, por lo cual, se empleó el resultado

de COT elaborado por la gobernación de Cundinamarca en monitoreos que hace al acueducto.

También, se creó un código numérico para facilitar el reconocimiento de la unidad de la cual

procede la muestra, el cual se muestra a continuación:

• Entrada1: número 1

• Desarenador: número 2

• Mezcla Rápida: número 3

• Floculador2: número 4

• Sedimentador: número 5

• Filtro: número 6

• Cloro: número 7

• Salida3: número 8

1 Se denomino a la muestra tomada antes de entrar a la bocatoma 2 Dada la falta de puntos de control esta muestra no se pudo tomar en la primera visita 3 Este punto es el de control ubicado al inicio de la tubería que abastece la red de distribución

Page 38: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

37

Teniendo en cuenta lo anterior, se expone la tabla 5 que contiene los resultados de cada uno de los

parámetros estipulados en la metodología; vale aclarar que esta tabla hace referencia a la época de

lluvia siendo esta la representante de los niveles altos de carga contaminante.

Tabla 5. Resultados del análisis hecho para las muestras de la época de lluvias.

Parámetro Unidad de

medición

Unidad de operación unitaria

1 2 3 5 6 7 8

Sáb

ad

o

Color UPC 12 --- --- --- --- --- 2

Turbiedad UNT 2.42 3.85 12.46 1.61 0.15 1.22 2.98

pH Campo --- 6 7 6 7 6 6 7

Laboratorio --- 5.99 6.45 6.67 6.8 6.88 6.87 6.86

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 0.8

Cloro Residual Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 0.7

Nitritos mg/L 0.043 0.006 0.007 0.004 0.002 0.024 0.019

Dureza mgCaCO3/L --- --- --- --- --- --- 27.4

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 19 --- --- --- --- --- 25.9

Dom

ingo

Color UPC 11 --- --- --- --- --- 8

Turbiedad UNT 2.05 16.3 11.58 1.18 2.83 1.54 1.04

pH Campo --- 6 6 7 7 7 7 6

Laboratorio --- 6.98 7.16 7.19 7.21 7.28 7.25 7.17

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 0.9

Cloro Residual Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 0.8

Nitritos mg/L 0.006 0.003 0.004 0.005 0.027 0.004 0.015

Dureza mgCaCO3/L --- --- --- --- --- --- 24.3

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 21.4 --- --- --- --- --- 20.8

Fuente: autores

Siguiendo las aclaraciones ya hechas, la tabla 6 presenta los resultados de la época seca, de los

cuales solo se logró realizar duplicado para los parámetros de entrada y salida, ya que la bocatoma

se encontraba en cambio de tuberías y la planta se encontraba detenida desde el día anterior a las

10 de la noche, por lo cual sería la misma muestra del martes.

Tabla 6. Resultados del análisis hecho para las muestras de la época seca.

Parámetro Unidad de

medición

Unidad de operación unitaria

1 2 3 5 6 7 8

Mart

es

Color UPC 2 --- --- --- --- --- 5

Turbiedad UNT 1.59 1.56 2.13 0.69 1.09 0.89 1.13

pH Campo --- 7 7 6 7 6 6 7

Laboratorio --- 7.52 7.25 6.99 7.02 6.91 6.85 6.85

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 1.4

Cloro Residual Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 1.0

Page 39: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

38

Nitritos mg/L 0.005 0.008 0.003 0.005 0.001 0.00 0.001

Dureza mgCaCO3/L --- --- --- --- --- --- 30.1

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 26.2 --- --- --- --- --- 23.3

Mié

rcole

s

Color UPC 10 --- --- --- --- --- 5

Turbiedad UNT 5.85 --- --- --- --- --- 1.08

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 1.3

Cloro Residual Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 0.9

Nitritos mg/L 0.006 0.003 0.003 --- --- --- 0.004

Dureza mgCaCO3/L --- --- --- --- --- --- 30.7

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 21 --- --- --- --- --- 18.6

Fuente: autores

A partir de las tablas anteriores, se elaboró la tabla 7 la cual correspondiente al resumen de los

resultados de cada época, obtenidos mediante el promedio de los dos muestreos, con el fin de

analizar y comparar los resultados de salida con la resolución 2115 del 2007. Para ello, se propuso

un código de colores donde el rojo hace referencia al cumplimiento de la norma y el verde a

cumplimiento.

Tabla 7. Resumen de los resultados de cada época.

Parámetro Unidad de

medición

Unidad de operación unitaria

1 2 3 5 6 7 8

Ép

oca

Llu

via

s

Color UPC 11.5 --- --- --- --- --- 5

Turbiedad UNT 2,24 10,08 12,02 1,40 1,49 1,38 2,01

pH --- 6,24 6,65 6,72 7,00 6,79 6,78 6,76

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 0,85

Cloro Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 0.75

Nitritos mg/L 0,0245 0,0045 0,0055 0,0045 0,0145 0,014 0,017

COT mg/L --- --- --- --- --- --- 8.3

Dureza mgCaCO3/L --- --- --- --- --- --- 25.9

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 20,2 --- --- --- --- --- 23,4

Ép

oca

Sec

a

Color UPC 6 --- --- --- --- --- 5

Turbiedad UNT 3,72 1,56 2,13 0,69 1,09 0,89 1,11

pH --- 7,26 7,13 6,50 7,01 6,46 6,43 6,93

Cloro Total mg/L --- --- --- --- --- --- 1,35

Cloro Libre mg/L --- --- --- --- --- --- 0,95

Nitritos mg/L 0,0055 0,0055 0,003 0,005 0,001 0,001 0,0025

COT mg/L --- --- --- --- --- --- 8.3

Dureza mgCaCO3/L --- 0 --- --- --- --- 30,7

Coliformes --- Presencia --- --- --- --- --- Ausencia

Alcalinidad mg/L 23,6 --- --- --- --- --- 20,95

Fuente: autores

Al revisar los resultados de las tablas, se observa que los parámetros que presentan inconvenientes

son la turbiedad en época de lluvia y COT en las dos; por lo tanto, procedió a calcular los tiempos

Page 40: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

39

de retención en cada unidad, dosificaciones de coagulante y cloración, además de realizar una

revisión a la ronda de la quebrada de la cual captan.

Finalmente se realizaron gráficos, para cada parámetro estudiado en su respectiva época de

medición (anexo 2 y 3), los cuales fueron comparados con la norma y analizados dependiendo el

comportamiento representado en las gráficas de puntos en los casos que se lograron varios puntos

de muestreo y las gráficas de barras para aquello en puntos específicos.

7.2 Resultados técnicos

Una vez realizado el estudio de las condiciones actuales del agua, se deben determinar las

especificaciones de diseño, ya que estas pueden identificar las causantes de los anteriores

resultados. De las condiciones técnicas, el primer aspecto a evaluar fue tiempos de retención en

cada una de las unidades de tratamiento, partiendo de las dimensiones de cada una, el caudal

máximo de 12 L/s y la ecuación 2, tal como se evidencia en el anexo 4. Así mismo, se realizó la

revisión de los parámetros que establece el RAS en cada unidad ya que dentro de los criterios de

cada una hay variaciones las cuales dependen de la operación que se realiza en cada una; como

resultado se obtuvo la tabla 8, en la cual se especifica el estado actual y el ideal.

Tabla 8. Resultados de la revisión de parámetros de diseño.

Actual Ideal

Desarenador

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica

(m3/m2*d)

Velocidad horizontal

(m/s)

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica

(m3/m2*d)

Velocidad horizontal

(m/s)

5.0 6.00 172.80 0.15 3.0 2.70 700-1600 0.2-0.4

Mezclador circular

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Gradiente de velocidad (s-1)

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Gradiente de velocidad (s-1)

0.8 0.74 353.71 0.05 0.49 1000-2000

Floculador

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Gradiente de velocidad (s-1)

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Gradiente de velocidad (s-1)

36.9 9.03 15.35 30.0 7.35 5-100

Page 41: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

40

Sedimentador

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica (m3/m2*d)

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica (m3/m2*d)

23.6 5.77 179.69 15.0 3.67 120-185

Filtro

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica (m3/m2*d)

Tiempo retención (min)

Área (m2)

Carga hidráulica (m3/m2*d)

14.2 0.89 291.24 10.0 0.62 180-350

Cloración Tiempo retención (min) Área (m2) Tiempo retención (min) Área (m2)

34.6 12.71 27.85 10.2

Fuente: autores

También, se verificó el caudal que actualmente tratan y se comparó con la teoría que menciona,

cuál debe ser la dotación por habitante según su nivel de complejidad, dando como resultado la

tabla 9, donde se evidencia el año, la población sin y con población flotante, el caudal teórico (Q

máx.) y el actual.

Tabla 9. Comparación de caudal teórico y actual.

Característica Habitantes Suscriptores Dneta

(L/hab*d) Dbruta

(L/hab*d) Qmd (L/s)

Qmáx (L/s)

Q actual (l/s)

Sin ajuste 2680

670 120

123,66 3,72 4,84

12 Con ajuste (24%

población flotante)

2981 123,66 4 5,55

Fuente: autores.

Por otro lado, se hizo una revisión de las dosificaciones de coagulante que aplican según registro

de la planta (tabla 10), en el cual establecen una dosis optima dictada por la prueba de jarras que

ejecutan a diario. Cabe destacar, que esto se realiza con el caudal medio que trata la planta es decir

8 L/s. La información del coagulante y su dosificación fueron suministradas por la empresa del

acueducto de Pradilla.

Tabla 10. Dosificación de coagulante

COAGULANTE UTILIZADO

D.O 1.5 ml/L D.O 2.0 ml/L

DESCARGA DIARIA (ml/día)

Sulfato de Aluminio Tipo A Al2(SO4)3

100.8 129.6

Fuente: acueducto de Pradilla

Page 42: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

41

Sin embargo, al comparar la dosis óptima y las descargas que realizan diariamente, estas no

concuerdan al aplicarlos al caudal medio, dando como resultado que la dosis son muy bajas

comparado a la óptima que estableció el acueducto. Por tal motivo, se realiza la tabla 11 para

establecer la dosificación real aplicada y la descarga diaria que deberían reportar acorde a la

información suministrada.

Tabla 11. Dosificación real aplicada y la descarga diaria a aplicar

COAGULANTE Dosificación

óptima (ml/L) Concentración

(mg/L) Dosis (mg/L) Caudal (L/s)

Descarga óptima diária

(Kg/dia)

Descarga actual diária

(ml/dia)

Descarga actual diária

(mg/dia)

Descarga faltante (Kg/día)

1,5 1335 2,003 12 2,08 100,8 134,57 2,08

Fuente: autores

Otro parámetro evaluado fue la alcalinidad, la cual, hay que tener en cuenta el parámetro de

alcalinidad, ya que este se ve afectado con lo dosificación del coagulante, ya que la aplicación del

químico consume el doble en el parámetro de alcalinidad, en la tabla 12 se establece la perdida de

la alcalinidad por parte de la aplicación del coagulante en cada uno de los días en el que se midió

este parámetro.

Tabla 12. Cálculo del consumo de la alcalinidad.

Dosis de

coagulante

(ml/L)

Consumo

de

CaCO3 (mg/L)

Consumo

total de

CaCO3 (mg/L)

Alcalinidad Inicial

(mg/L)

Alcalinidad Final

(ml/L)

Alcalinidad

Final

promedio (ml/L)

Época

seca

Día 1

2,0025 2 4,005

23,3 19,295

18,145 Día 2 18,6 14,595

Época de

lluvias

Día 1 25,9 21,895

Día 2 20,8 16,795

Fuente: autores

7.3 Resultados de la fuente de captación

Para poder identificar las coberturas que se encuentran adyacentes al punto de captación, en el que

la planta toma el agua que se va a tratar, la herramienta utilizada fue el programa ERDAS, en el

Page 43: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

42

que se utilizó la función de clasificación supervisada, esta clasificación se dividió en los seis tipos

de coberturas más comunes que se pueden encontrar en una imagen satelital, los cuales son: ciudad,

vegetación, agua, cultivos, nubes y sombras. En la ilustración 5 se puede evidenciar la clasificación

de la imagen satelital, esta corresponde a la ubicación 8_57 en la grilla del satélite Landsat, ya que

en esta ubicación se puede encontrar la zona de estudio, además se encontrará en la ilustración 6

las convenciones trabajadas en la imagen satelital y las firmas espectrales de cada una de las

coberturas.

Ilustración 4. Clasificación de coberturas imagen Landsat 8_57

Fuente: Autores

Page 44: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

43

Ilustración 5. Convenciones y firmas espectrales.

Fuente: Autores

En la imagen 8_57 de la cuadrilla de Landsat, se encuentra ubicada la zona de estudio y la zona

beneficiada por el proyecto, en la ilustración 7 se encuentra de manera más clara dichas zonas, en

esta imagen se puede identificar que la mayoría de cobertura presente en la zona es la cobertura

vegetal, también se logran identificar presencia de cultivo, construcciones y cuerpos de agua.

Ilustración 6. Clasificación de coberturas en zonas de interés.

Fuente: Autores.

Page 45: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

44

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS

8.1 Análisis de laboratorio

Los resultados de laboratorio, fueron fundamentales para identificar la verdadera problemática

dentro de la planta, ya que, al ser comparados con la normativa colombiana vigente, se observó

niveles altos de COT y turbiedad (época de lluvias). Sobrepasaba la concentración mínima

permitida para agua potable. Siendo el primero el más preocupante debido a las afectaciones a la

salud que podrían generar.

Por lo anterior, se calcula el índice de riesgo de la calidad del agua para consumo humano “IRCA”

(Ecuación 1), con el fin de clasificar el nivel de riesgo en salud, además, de estudiar la viabilidad

de seguir con la planta realizando reformas que suplan las deficiencias encontradas. Este se ejecutó,

por contenido de muestra (1) y por época (2), teniendo en cuenta que se realizaron dos muestras y

cada una se tomó en un mes específico; dando como resultado la siguiente tabla:

Tabla 13. Clasificación según IRCA.

IRCA

Muestra 1 Muestra 2 Mensual Clasificación

Época de lluvia 29,75 4,96 17,36 Medio

Época seca 29,75 4,96 17,36 Medio

Fuente: autores

La clasificación determinó, que el agua en ninguno de los casos es apta para consumo humano, por

lo cual se deben realizar acciones correctivas, ya que, aún es viable para su potabilización, esta

calificación se apoyó con los puntajes de riesgo establecidos en la resolución 2115 del 2007, los

puntajes utilizados se presentan en la siguiente tabla:

Page 46: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

45

Tabla 14. Puntaje de riesgo a cada parámetro según la Resolución 2115/2007.

PARAMETROS PUNTAJE DE

RIESGO

Alcalinidad 1

Carbono Orgánico Total 3

Cloro Libre 15

Coliformes 15

Color 6

Dureza 1

Nitritos 3

pH 1.5

Turbiedad 15

Fuente: autores

A continuación, se realizará una explicación más detallada de cada uno de los parámetros

analizados, la razón de la presencia de estos en el recurso hídrico, las afectaciones a la salud que

estos representan, y se explicaran los resultados obtenidos por cada uno de estos en las dos épocas

en los que fueron analizados.

• Cloro Libre.

La presencia del cloro en el recurso agua se debe al mismo proceso de tratamiento, ya que uno de

las unidades es la encargada de dosificar el químico para loa reducción de diferentes contaminantes

en el agua, principalmente los coliformes, lo ideal es que en el tratamiento se dosifique lo necesario

para que en la última casa se encuentre una concentración mínima de cloro y así garantizar la

calidad del recurso durante toda la distribución.

Los resultados obtenidos en campo demuestran la existencia de cloro libre para ambas épocas, por

lo que se ve relacionado la reducción en su totalidad de los coliformes durante el tratamiento de la

planta, dicho lo anterior se presenta una relación inversamente proporcional, si hay cloro libre no

Page 47: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

46

hay coliformes, por esto es importante este parámetro, la simple presencia de cloro libre al final

del tratamiento, garantiza casi que por completo la remoción de los coliformes en su totalidad.

De acuerdo con la página Lenntech (s.f.) los efectos del cloro en la salud humana dependen de la

cantidad de cloro presente, y del tiempo y la frecuencia de exposición. Los efectos también

dependen de la salud de la persona y de las condiciones del medio cuando la exposición tuvo lugar.

La respiración de pequeñas cantidades de cloro durante cortos periodos de tiempo afecta

negativamente al sistema respiratorio humano. Los efectos van desde tos y dolor pectoral hasta

retención de agua en los pulmones. El cloro irrita la piel, los ojos y el sistema respiratorio. No es

probable que estos efectos tengan lugar a niveles de cloro encontrados normalmente en la

naturaleza. Los efectos en la salud humana asociados con la respiración o el consumo de pequeñas

cantidades de cloro durante periodos prolongados de tiempo no son conocidos. Algunos estudios

muestran que los trabajadores desarrollan efectos adversos al estar expuestos a inhalaciones

repetidas de cloro, pero otros no.

• Color.

De acuerdo con la guía de Calidad del Agua para Consumo Humano (2010), el color es el resultado

de la presencia de materiales finos suspendidos, hierro y manganeso en forma coloidal (sistema

conformado por dos o más fases) y materia orgánica. La unidad en la que se utiliza para medir la

cantidad de color en el agua es la unidad de platino cobalto (UPC).

La coloración presente el agua es en su mayor parte cristalina, pero la presencia de diferentes

partículas en el recurso aumenta su coloración y mediante el transcurso de este por la planta el

color se ve reducido por más del 50%, en comparación que cuando entro en la planta; la reducción

del color se realiza por medio del sedimentador y los filtros.

Page 48: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

47

Este parámetro no se considera de gran importancia en un agua para consumo humano ya que no

presenta afectaciones a la salud de los consumidores de forma directa, el parámetro se tiene más

en cuenta en un enfoque de gusto, es decir que tan bien se ve el recurso al ojo del consumidor.

• Carbono Orgánico Total (COT).

La guía de la Calidad del Agua para Consumo Humano define a este parámetro como el carbón

que forma parte de las sustancias orgánicas de los cuerpos de agua. Es un indicador de la presencia

de materia orgánica natural en descomposición y, en general, de compuestos orgánicos como el

ácido húmico, pesticidas y fertilizantes.

Las altas concentraciones de COT encontradas en el análisis de laboratorio y que sobrepasa el

límite máximo permisible de la normativa correspondiente, hace correspondencia a la presencia de

fertilizantes y plaguicidas que se usan en la zona.

De acuerdo con el ministerio para la transición ecológica de España, sobre el carbono orgánico

total no existe conocimiento de que provoque efectos adversos sobre la salud humana. Sin

embargo, elevadas concentraciones de COT en las aguas superficiales generan una disminución

muy importante del oxígeno disuelto, teniendo como consecuencia la pérdida de biodiversidad

marina. (2017)

• Nitritos.

De acuerdo con H. Rosas en al año 2001, menciona que la presencia de nitritos en el agua es un

indicativo de contaminación de carácter fecal reciente. Cabe especificar que los nitritos se hallan

en un estado de oxidación intermedio entre el amoniaco y el nitrato.

Page 49: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

48

El análisis de nitritos realizado muestra que el agua que está tratando la planta no presenta

contaminación reciente por materia fecal de los diferentes animales que se encuentran en la zona,

por lo que la contaminación por coliformes en el agua, se genera en algún punto más alto en la

cuenca, en donde se encuentra el cuerpo hídrico.

Los nitritos son de gran importancia para la salud humana ya que estos convierten la hemoglobina

de la sangre en metamoglobina, la cual, reduce la cantidad de oxígeno en la sangre, dando como

resultado, que las células no tienen suficiente oxígeno para funcionar adecuadamente en el

organismo, esta condición es conocida como metamoglobinemia. A demás de que en altas

concentraciones puede llegar a ser toxico para el consumidor (Calidad de Agua para Consumo

Humano, 2010)

• Alcalinidad

Teniendo en cuenta un informe elaborado por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios

Ambientales - (IDEAM) sobre la determinación de parámetros fisicoquímicos en la calidad del

agua. De acuerdo con R. Bojacá en el año 2005, menciona que la alcalinidad en el agua es la

capacidad de neutralizar ácidos, y es la suma de todas las bases titulables. Es decir que este

parámetro está directamente relacionado de pH del agua y su concentración depende

significativamente de las variaciones del pH en el punto final empleado. Además, este parámetro

al actuar como amortiguador de los cambios del pH al agua es por esto que conocer la alcalinidad

de un cuerpo es fundamental para determinar su capacidad de mantener procesos biológicos en el

agua.

La alcalinidad determinada por medio de los análisis de laboratorio realizados, permiten identificar

que la alcalinidad del recurso es muy baja y no supera la normativa, ya que esta propone que no se

Page 50: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

49

debe de pasar la alcalinidad de 200 mgCaCO3/L y los resultados obtenidos se encuentran entre 20

y 25 mgCaCO3/L.

De acuerdo con el documento de Esteban Pérez Por su parte, la alcalinidad expresa la capacidad

que tiene el agua de mantener su pH a pesar de recibir una solución ácida o alcalina. Corresponde

principalmente a los hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de los iones Ca2+, Mg2+, Na+, K+ y

NH+4; los más comunes son los de calcio y magnesio (2016). Este parámetro es importante ya que

es necesario mantener los niveles de pH neutros, para que no afecte a las personas.

• PH.

Este parámetro es una medida del potencial de iones de hidrógeno (H +), indica la acidez o

alcalinidad del agua. Las mediciones de pH se establecen frente a una escala de 0 a 14, tomado 7

como neutro. Los valores con un pH inferior a 7 se consideran ácidos. Como se menciona

anteriormente, el pH en el agua es un parámetro que interfiere en el comportamiento de los demás

parámetros que se tuvieron en cuenta en este informe.

En los diferentes muestreos realizados en el recorrido de la planta, se puede determinar que el pH

se encuentra en un rango neutro, pasando en algunos casos el límite mínimo que este debería tener,

por lo que se puede decir que el pH del recurso que se trata en la planta es aceptable y no presente

riesgos para la salud de los usuarios.

Este parámetro es de importancia en la calidad del agua, ya que si este se encuentra en un rango de

pH muy acido, esto puede facilitar la reproducción de bacterias y virus que pueden llegar a las

personas y finalmente contraer diferentes enfermedades.

• Dureza.

Page 51: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

50

La dureza del agua está definida por la cantidad de iones de calcio y magnesio presentes en ella,

evaluados como carbonato de calcio y magnesio. Las aguas con bajas durezas se denominan

blandas y biológicamente son poco productivas, por lo contrario, las aguas con dureza elevada

duras son muy productivas, la productividad está generalmente dada por unas pocas especies que

se han adaptado a estas condiciones, aguas con durezas intermedias pueden poseer fauna y flora

más variada, pero son menos productivas en términos de biomasa (Roldán, 2003).

El análisis realizado al recurso hídrico con respecto al nivel de dureza que este presenta, dio

resultados de que el agua en el que se trata la planta es de carácter blanda, ya que teniendo en

cuanta la teoría encontrada en Waterlogic, especifica que un agua es blanda cuando su nivel de

contenido de cal está en un rango menor a 150 mgCaCO3/L, teniendo en cuenta que para las dos

épocas los valores obtenidos se encuentran entre 25 y 30 mgCaCO3/L. (2016)

Este parámetro no presenta ninguna afectación considerable para la salud de las personas, por la

que están permisible con su valor máximo establecido en la normativa correspondiente.

• Coliformes.

Este parámetro indica presencia de Escherichia coli indica contaminación fecal en agua, ya que

este microorganismo es habitante normal del tracto digestivo de animales de sangre caliente y rara

vez se encuentra en agua o suelo que no haya sufrido algún tipo de contaminación fecal, por ello

se considera como indicador universal.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos se puede evidenciar que a la entrada de la planta se

halla la presencia de Coliformes en la muestra de agua, esta contaminación se puede estar

presentando, debido que en la parte superior en donde se encuentran variedad de fincas y por ello

animales que pueden estar aportando estas bacterias el recurso hídrico; en la salida de la planta ya

Page 52: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

51

no se encuentra la presencia de este contaminante, la remoción de estas bacterias se da en el proceso

de la desinfección con el cloro gaseoso que se dosifica durante el tratamiento

De acuerdo con el Community Water Center, los efectos hacia la salud que se pueden presentar por

la presencia de Coliformes son la diarrea, retorcijones, náuseas, ictericia (coloración amarillenta

de la piel y los ojos), dolores de cabeza, fatiga e insuficiencia renal, además de que los principales

afectados por este tipo de contaminación son los niños y el adulto mayor. (CWC, s.f.)

• Turbiedad.

La turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia

de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión haya en el agua, más sucia parecerá

ésta y más alta será la turbidez. La turbidez es considerada una buena medida de la calidad del

agua. Las partículas suspendidas absorben calor de la luz del sol, haciendo que las aguas turbias se

vuelvan más calientes, y así reduciendo la concentración de oxígeno en el agua (el oxígeno se

disuelve mejor en el agua más fría). Además, algunos organismos no pueden sobrevivir en agua

más caliente. (Lenntech, 2019)

La alta turbiedad que se presenta al ingreso de la planta se debe a la gran cantidad de partículas

suspendidas con la que el recurso viene de aguas arriba, esta turbiedad a lo largo de su recorrido

por la planta se ve reducida en principalmente en el desarenador y en el sedimentador en la época

seca ya que esta época no se encuentra una alta presencia de partículas suspendidas y es más fácil

su remoción, en cambio, en la época de lluvias solo se evidencia remoción en el sedimentador ya

que esta viene con una alta concentración de partículas por lo que se hace difícil la remoción de

este contaminante. En ambos casos tiene sentido la remoción de las partículas suspendidas ya que

Page 53: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

52

estas dos unidades son las encargadas de remover cualquier tipo de solido en el agua que se está

tratando.

El principal impacto es meramente estético: a nadie le gusta el aspecto del agua sucia. Pero,

además, es esencial eliminar la turbidez para desinfectar efectivamente el agua que desea ser

bebida. Esto añade costes extra para el tratamiento de las aguas superficiales. Las partículas

suspendidas también ayudan a la adhesión de metales pesados y muchos otros compuestos

orgánicos tóxicos y pesticidas, lo cual, es de carácter toxico para los seres vivos. (Lenntech, 2019)

Para finalizar se realizaron unas gráficas en donde se puede evidenciar de una manera más clara

los resultados obtenidos por cada uno de los parámetros realizados, en la sección de anexos, los

cuales corresponden a cada uno de los parámetros en la época de lluvias y en la época seca

respectivamente.

8.2 Análisis técnico u operacional

Para ello, lo primero que se llevó a cabo fue la comparación entre la estructura actual de la planta

y los tiempos de retención, ya que depende de estos, la correcta remoción de contaminantes en

cada unidad, además de ser el parámetro que el RAS solicita a todas las unidades empleadas en la

potabilización del agua; sin embargo, tal como se evidencia en la ilustración 9, las unidades de

floculación y sedimentación cumplen, y el área excedente para que completar la capacidad total es

considerable.

Page 54: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

53

Ilustración 7. Comparación de tiempos de retención y áreas.

Fuente: autores

Por lo tanto, los cierres no son provocados por problemas relacionados a tiempos insuficientes de

remoción en la planta, tal como se observó en la gráfica. Sin embargo, al realizar la revisión de

otros de los criterios de diseño, si se hallaron inconsistencias en el gradiente de velocidad del

mezclador y la cantidad de bafles en el floculador. En el caso de la primera observación, el valor

tan bajo del gradiente de velocidad puede determinar una mezcla heterogénea del coagulante y por

ende, el que las concentraciones ideales del químico obtenido en jarras no sea suficiente y en días

de alta turbiedad se deba cerrar la planta; ya que al no ser homogénea la mezcla las partículas no

son desestabilizadas lo suficiente para que en la siguiente operación se logre la generación del floc,

que finalmente traduce en la sobre carga del sedimentador; debido al exceso de concentración de

turbiedad en el agua no disminuye en las dos unidades anteriores.

También, la cantidad de bafles en el floculador es uno de los resultados de diseño que expresa una

posible causa de la insuficiencia de la planta, debido a que, se determinó que este no contaba con

los requeridos, teniendo en cuenta de la distancia máxima entre estos y el cálculo de la cantidad

con la que deberían contar por lo menos; a lo cual, se le puede atribuir una incorrecta formación

Page 55: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

54

del floc, puesto que al tener una gran distancia entre la entrada, el primer bafle y de este a la salida

no permite que las partículas desestabilizadas se agrupen nuevamente, debido a la falte de variación

de velocidades lentas que generan los bafles, permitiendo que la remoción disminuya al pasar

prácticamente derecho por esta unidad.

Otro de los factores a destacar, es la imposibilidad que tiene la planta de seguir operando en caso

de requerirse mantenimientos o limpieza de unidades, por lo cual, la planta debe ser cerrada

momentáneamente mientras esto se lleva a cabo; esto se debe a que no cuentan con un desarenador

ni sedimentador adicional tal como lo recomienda el RAS, ya que si se tuvieran se podría disponer

de uno mientras se limpia el otro, esto dado a que son las unidades donde más se generan lodos y

los que requieren ser limpiados con mayor frecuencia, ya que de no hacerse pueden generarse

resuspensión de lo sedimentado.

No obstante, la ineficiencia de la planta no se debe solamente a la calidad del agua de captación y

a las características físicas de la construcción, sino que también, a su sobreuso, ya que, como lo

muestra la tabla 9, el caudal que tratan es mayor a la demanda que debería tener. Esto se puede

considerar consecuencia de dos factores. El primero es que se encuentren perdidas en el sistema

de distribución, por lo cual se debe tratar más de lo planeado para que al consumidor le llegue la

cantidad pertinente; o, por el contrario, en el segundo de los casos es que no se posea una claridad

de los usuarios reales, ya que determinados usuarios tengan conexiones anexas a las que tiene

contabilizada el acueducto de Pradilla. Lo anterior, se determinó debido a que el caudal de salida

no coincide con el tratado y teniendo en cuenta que una parte del volumen total permanece

almacenado en tanques de la planta, sigue siendo mayo el caudal tratado que el de demanda y

almacenamiento.

Page 56: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

55

De acuerdo con los con los datos proporcionados por la planta de potabilización en la tabla 10 y

los resultados obtenidos en la tabla 11, los resultados en la parte de dosificación, claramente se

evidencia la desproporción al momento de aplicar el coagulante, ya que actualmente se están

dosificando 100,8 ml/día lo que equivale alrededor de 0,00013 Kg/día y teniendo en cuenta la dosis

óptima proporcionada por la planta de tratamiento y realizando los cálculos respectivos, se pudo

determinar la cantidad de coagulante que se debería de estar aplicando al agua en su proceso para

el tratamiento, esta cantidad dio como resultado un valor de 2,08Kg al día, este valor resultante se

obtuvo mediante la operación de la dosis optima, la concentración del coagulante y la unidad

temporal en la que se quiso trabajar que fue en días. Como se puede comparar los dos resultados

son extremadamente diferentes, ya que prácticamente no se está dosificando ni siquiera el 1% de

lo que se necesita la planta para lograr extraer todos los sólidos y partículas que se encuentran

presentes en el recurso, esta puede ser una de las razones por la cuales la planta tiende a parar el

servicio, cuando el agua captada llegue con una turbiedad mayor a 20 UNT.

Dadas la bajas concentraciones de coagulante en el agua y la ineficiencia en la mezcla rápida y la

floculación, la PTAP de Pradilla no opera continuamente ya que al llegar a niveles elevados de

turbiedad como se mencionaba, impiden que se reduzca la cantidad de carga contamínate y que

esta termine en el sedimentador o en algunos casos los filtros generando que se colmaten e impidan

un buen tratamiento y posterior desinfección, ya que si los niveles de turbiedad son muy elevados

en el momento de la adición de cloro, puedo impedir la eliminación de los microorganismos que

afectarían a la salud de la vereda o simplemente se podrían formar compuestos de alto riesgo

toxico; esto último dependiendo del tipo de sustancias que tenga el agua a tratar.

Finalmente, hay que tener en cuenta el parámetro de alcalinidad, ya que ya que “el principal efecto

de la alcalinidad es que reacciona con ciertos cationes que se encuentran en el agua, lo que

Page 57: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

56

provoca precipitados no deseados en las tuberías de agua (Jiménez, 2001)” (Pérez-López. E,

2016) lo que podría generar obstrucciones en la tubería dificultando el flujo del agua; además, y

siguiendo las ideas de Esteban López “cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores son

propensas a la contaminación, porque no tienen la capacidad para oponerse a las modificaciones

que generen disminuciones del pH.” (Pérez-López. E, 2016), una alcalinidad dentro del rango de

20-200 mg de CaCO3 /L, ayudara durante el almacenamiento y distribución a evitar la que se contamine

el agua; actualmente como se evidencia en la tabla 12 está por debajo del rango por lo cual el incremento

y decrecimiento de algunos parámetros durante el tratamiento se deba a contacto con contaminantes

adherido dentro de las unidades y/o tuberías; que por la baja alcalinidad pueden contaminar con mayor

facilidad el agua y vuelve a bajar debido a la remoción de la otra unidades.

8.3 Análisis de cobertura

La clasificación de la cobertura de suelo, cabe aclarar que los resultados de esta clasificación

realizada en el programa ERDAS de la imagen satelital 8_57, pudieron ser mejores, ya que las

firmas espectrales de algunas de las cuberturas son muy parecidas, por lo que en los resultados se

confundían unas con otras. De acuerdo con los resultados obtenidos en la clasificación, se

evidencia que en la zona en la que está ubicada la bocatoma hay mucha presencia de cobertura

vegetal, con ayuda de las visitas se pudo determinar la presencia de árboles, al estar estos ubicados

en esa zona impiden el arrastre de diferentes sólidos que puedan ser transportados en la escorrentía

y llegar finalmente a la bocatoma.

Page 58: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

57

9. ALTERNATIVAS DE MEJORA

De acuerdo a los resultados y el análisis de estos se plantearon cuatro posibles alternativas las

cuales fueron evaluadas bajo los siguientes criterios: requerimientos de diseño, requerimientos de

funcionamiento, costos, facilidad de uso, mantenimiento y respuesta a las necesidades de la planta

(anexo 5); así mismo, se les asigno una puntuación explicada en la tabla 15 de 1-3 donde tres es la

mejor y 1 el peor con el fin de conseguir en la sumatoria de estos la mayor puntuación y que esta

dictamine la alternativa a emplear.

Tabla 15. Descripción de calificaciones

Calificación Requerimientos

de diseño

Requerimientos de

funcionamiento Costos Facilidad de uso Mantenimiento

Respuesta a la

demanda de la

planta

1

Requiere una gran cantidad de

requerimientos.

Requiere de condiciones

especiales o externas para funcionar.

Sus costos son

elevados.

Requiere personal capacitado y

especializado.

Requiere revisiones

especializadas y más técnicas.

No satisface las necesidades de la

planta.

2

Requiere una moderada cantidad de requerimientos.

Requiere de

condiciones especiales para

funcionar.

Sus costos son

moderados.

Requiere personal medianamente

capacitado

Requiere mantenimiento de

limpieza con frecuencia moderada

Satisface

parcialmente las necesidades de la

planta.

3

Requiere poca cantidad de

requerimientos.

No Requiere de condiciones

especiales o externas para funcionar.

Sus costos son bajos.

No requiere capacitación

alguna.

Requiere mantenimiento de limpieza con baja

frecuencia

Satisface las necesidades de la

planta.

Fuente: autores

Teniendo en cuenta lo anterior, se obtuvieron los puntajes expuestos en la tabla 16 donde se logra

observa que la alternativa 2 es la que mayor puntuación recibió, seguida por la alternativa 3 y luego

la alternativa 4; sin embargo, se selecciona como ganadora la alternativa 4 debido a que de las tres

es la que satisface en mayor medida los requerimientos de la planta, que al fin al cabo es lo que

busca este proyecto.

Page 59: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

58

Tabla 16. Puntajes de la evaluación de alternativas.

Alternativa Requerimientos

de diseño

Requerimientos de

funcionamiento Costos

Facilidad de

uso Mantenimiento

Respuesta a la

demanda de la

planta

Total

1 2 1 1 2 1 3 10

2 2 2 3 3 2 2 15

3 3 2 2 3 2 2 14

4 2 2 1 3 2 3 13

Fuente: autores

9.1 Propuesta de alternativa ganadora

Para disminuir el índice de riesgo en la calidad del agua para consumo humano, se revisó la forma

y frecuencia en que se llevan a cabo las dosificaciones de coagulante y cloro. Para el primer caso,

el test de jarras se efectúa adecuadamente; sin embargo, el problema estaría en el caudal de la

bomba, por lo cual, la solución, es la elaboración de una curva de calibración donde se exponga

cuanto coagulante es adicionado realmente en cada secuencia que tiene el dosificador, ya que,

actualmente la información suministrada (tabla 11) no concuerda con los datos de dosis óptimas

en los ensayos.

También, como alternativa se propone la dosificación de NaOH con el fin de asegurar que las

tuberías no sufran daños por corrosión o similares; el rango que recomienda la teoría de alcalinidad

y se debe lograr con la adición de este compuesto, es de 30-40 mg/L. Además, es importante no

olvidar realizar la misma curva de calibración en la bomba para certificar que las adiciones

recomendadas (tabla 17) se cumplan.

Tabla 17. Calculo para regular la alcalinidad con NaOH

Alcalinidad

Final (mg/L) Alcalinidad

Inicial (mg/L) Consumido

(mg/L) Alcalinidad

Faltante (mg/L)

NaOH a agregar (mg/L)

Caudal (L/día)

NaOH a agregar (Kg/día)

NaOH a

agregar (Kg/día) promedio

35

19,295

4,005

19,71 15,768

1036800

16,3

17,3 14,595 24,41 19,528 20,2

21,895 17,11 13,688 14,2

16,795 22,21 17,768 18,4

Fuente: autores

Page 60: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

59

En cuanto a la cloración no se tiene ninguna recomendación ya que la dosificación que se realiza es la

idónea, tal como lo indican los resultados de laboratorio en parámetros como el cloro total y el cloro libre

residual.

El RAS especifica que, para realizar el diseño de una planta de tratamiento o cualquier mejora, es

necesario que esta sea proyectada para suplir las necesidades de los usuarios hasta 25 años en un

sistema complejo medio; por lo cual, se realizó la proyección de población y caudal, partiendo de

un crecimiento anual del 1% y un incremento por población flotante del 11%; esto con el fin de

revisar la vida útil del diseño actual y si requiere mejoras en un periodo cercano. Los resultados

obtenidos están expuestos en la tabla 18, donde se observa, que la diferencia entre los caudales es

poca en 25 años.

Tabla 18. Población proyectada

r = 0.01

Año Habitantes Habitantes + P. Flotante Q máx. (l/s)

1979 200 ---- ---

2019 2680 2981 12,0

2024 2707 3011 12,1

2029 2735 3041 12,2

2034 2763 3072 12,4

2039 2791 3102 12,5

2044 2819 3133 12,6

Fuente: autores

Para lo anterior, solo se requirió como parámetro de diseño el largo del floculador actual dividido

en 0.45m referentes a la distancia que debe haber entre bafle y bafle, dando como resultado un total

de tres bafles, por lo cual solo sería necesario la adición de dos más. Además, se obtuvo que la

apertura entre la unidad y el bafle en la parte inferior y superior de forma intercalada al tratarse de

un floculador de flujo vertical, debe ser de 0.16m asegurando que el floc no se va a desarmar,

Page 61: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

60

donde vale aclarar que en el caso de medir para los de flujo superior debe hacerse en luego del

borde libre. (anexo 6)

A partir del caudal proyectado, se plantean como parte de la alternativa de mejora la adición de un

desarenador tal como lo sugiere el RAS y que permita el mantenimiento del ya existente si detener

el flujo; teniendo en cuenta las condiciones de diseño expuestos en la tabla 19 y se encuentran

ilustrado den el anexo 7.

Tabla 19. Dimensiones del nuevo desarenador.

Desarenador

Carga hidráulica (m3/m2*d) Velocidad horizontal

(m/s) Tiempo retención (min)

120-185 0.2-0.4 3.0

Área (m2)

Diámetro orificio regulador de caudal (m)

Largo (m) Alto (m)

0.25 3.78 2.08

1.89 Ancho (m)

Volumen zona de lodos (m3)

Altura vertedero de salida (m)

0.5 0.45 1.38

Fuente: autor

Siguiendo las recomendaciones dadas por el RAS, se plantea también la adición de otro

sedimentador el cual se diseñó como una réplica del actual, dado que cumple con todos los parámetros

de diseño dando como resultado las siguientes dimensiones expuestas en la tabla 20. Cabe destacar que al

ser este auxiliar se mantendrá inactivo o se podrá dividir el flujo mediante compuertas manuales. Tal como

se muestra en el anexo 8.

Tabla 20. Dimensiones del nuevo sedimentador.

Sedimentador

Tiempo retención (min)

Carga hidráulica (m3/m2*d) Velocidad de flujo (m/s)

23.6 179.69 0.01

Área (m2) Largo (m) Ancho (m) Ancho vertedero

5.77 2.2 2.71 0.42

Canal de distribución de flujo

Ancho (m) Largo (m) Largo celda de entrada al

sedimentador (m) Ancho celda de entrada al

sedimentador (m)

0.60m 5.87 2m 0.6

Fuente: autores

Page 62: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

61

Otro factor a mejorar, es la tubería que conecta la mezcla rápida y el floculador ya que, al ser de

flujo vertical, la entrada inicial según la dirección del flujo actual debería ser desde la parte inferior

y actualmente, está muy superficial lo cual, impide la correcta circulación del agua y por ende una

buena remoción de contaminantes. Por esto, se establece que la mejor forma de realizarlo es

prolongar la tubería de salida hasta los 0.16m antes del fondo asegurando el flujo ascendente y no

solo de desbordamiento. También, debe reducirse el tiempo de retención ya que según la resolución

0330/2017, este debe ser menor a un segundo para asegurar el cumplimiento del gradiente de

velocidad por lo cual se propone cambiar el tanque que actualmente tienen por uno que cumpla las

Sifuentes especificaciones:

Tabla 21. Dimensiones del nuevo cono mezclador.

Mezclador circular

Tiempo retención (min)

Gradiente de velocidad (s-1)

0.05 1118.54

Área (m2) Diámetro (m)

0.04 0.242

Fuente: autores

Por lo anterior en el anexo 9, se presenta el plano de la disposición de la nueva planta con las

reformas elaboradas, esta se hizo teniendo en cuenta el terreno que dispone actualmente la PTAP

con el fin de mantener el flujo del agua en el mismo sentido y sin necesidad de adicionar bombas

que incrementen la complejidad de la propuesta.

Finalmente, se elaboran dos manuales, donde uno de ellos, es el referente al paso a paso de como

calcular el caudal de la bomba para determinada concentración requerida (anexo 10); cabe destacar

que este se hizo de forma genérica de tal manera si cambian de bomba lo puedan aplicar también.

El segundo consta de la guía para la limpieza y desinfección de los tanques de almacenamiento

(anexo 11), el cual se elaboró a partir de las especificaciones del RAS; para facilitar este proceso

se recomienda pañetar las unidades en general y el tanque principal de almacenamiento.

Page 63: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

62

10. CONCLUSIONES

• La planta trabaja con exceso de caudal para el demandado por los usuarios, lo cual está

relacionado a una pérdida de 24% que de ser comercial (red de distribución) sobrepasa el

máximo estipulado (7%) por el RAS.

• Al evaluar alternativas se vio la necesidad de adicionar un mejoramiento de diseño, el cual

hace referencia a la verificación de dosificaciones, debido a la incongruencia de las dosis

óptimas y las adicionadas, para lo que se estableció un paso a paso para así lograr mejorar

lo dosificación realizada en la planta de potabilización.

• Se determinó que los diseños presentados y la alternativa seleccionada son los

requerimientos que se necesitan implementar, para que con estos se puede garantizar el

tratamiento continuo y mejorar la calidad del recurso tratado, debido a que no se están

cumpliendo estos requisitos en la planta de potabilización.

• Teniendo en cuenta el análisis fisicoquímico realizado recurso a través de la planta, se

evidencia que la planta actualmente posee la capacidad de presentar a los usuarios un agua

de buena calidad, aunque se cumpla este criterio, se diseñaron un desarenador y un

sedimentador extra, debido a que según la bibliografía es necesario tener dos de estas

unidades para no detener el proceso y poder realizar el mantenimiento de estas unidades de

manera intercalada.

• Al implementar los diseños presentados, se está garantizando un tratamiento continuo y

una mejora en la calidad del agua, durante 30 años, ya que los diseños realizados se

proyectaron hasta el 2049, y no se vería la necesidad de realizar ninguna nueva reforma a

la planta hasta esa fecha.

Page 64: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

63

11. RECOMENDACIONES

• A la mayoría de las unidades de las que está compuesta la planta se puede acceder

fácilmente, pero para tomar una muestra de agua en cada unidad se recomienda instalar

puntos estratégicos para facilitar la toma de muestra y realizar el análisis de laboratorio

correspondiente, estos puntos estratégicos se refieren a la localización de puntos de muestra

durante el proceso donde no hay fácil acceso, como por ejemplo el fondo del floculador es

un punto de muestreo al cual no se tiene acceso.

• La implementación de las unidades adicionales del desarenador y el sedimentador, a pesar

de no ser obligatorias, se sugiere si llevarlas a cabo ya que les garantiza un respaldo para

casos de eventuales en los que deba cerrarse dichas unidades, sin afectar la continuidad del

tratamiento del agua, ya que son la que por contener depósito de solidos pueden ser más

propensas a la detención de sus funciones.

• Se les sugiere implementar los manuales propuestos para garantizar buenas prácticas en las

actividades concernientes a cada manual y evitar que de no hacerlo ya no sea problema de

diseño sino de manejo la discontinuidad o baje eficiencia la potabilización del agua.

• El que realicen una revisión a las redes de distribución y a la cantidad de suscriptores

realmente beneficiados, es una alternativa que se les recomienda para identificar donde se

pueden estar presentando las posibles pérdidas de agua tratada mencionadas en los

resultados técnicos del documento.

Page 65: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

64

12. ABREBIATURAS

• CaCO3: Carbonato de calcio.

• COD: Código.

• COT: Carbono orgánico total.

• D: Dotación.

• DQO: Demanda química de oxígeno.

• E.S.P.: Empresa de servicios públicos.

• EDTA: Ácido etilendiaminotetraacético

• GPS: Sistema de posicionamiento global

• IGAC: Instituto Geográfico Agustín Codazzi

• IRCA: Índice de riesgo de calidad del agua.

• Kg: Kilogramos

• L: Litros

• m: Metro

• máx.: Máximo.

• md: Media

• mg: Miligramos

• min: Minutos

• ml: Mililitros

• PTAP: Planta de tratamiento de agua potable.

• Q: Caudal.

• r: Tasa de crecimiento.

Page 66: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

65

• sus: Suscriptores

• RAS: Reglamento técnico para el sector agua potable y saneamiento básico.

• T: Tanque.

• UNT: Unidades nefelométricas de turbidez

• UPC: Unidad de platino cobalto

Page 67: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

13. BIBLIOGRAFÍA

• Andia, Y. (2000). Pág. 33, Floculación. Tratamiento de agua coagulación y floculación.

SEDAPAL. Consultado en:

http://www.sedapal.com.pe/c/document_library/get_file?uuid=2792d3e3-59b7-4b9e-

ae55-56209841d9b8&groupId=10154

• Aquaquimi, (2013). Sulfato de Aluminio. Sulfato de aluminio Tipo A. Consultado en:

http://www.aquaquimi.com/Paginas/productos_quimicos/cat_floculantes/sulfato_de_alum

ina.html

• Chávez, A, Rodolfo C., (2006). La Población Flotante en México, Documento de Trabajo,

Consejo Nacional de Población, México. Consultado en:

https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/328284/Poblaci_n_flotante_GarrochoIS

BN.pdf

• CWC, (s.f.). Community Water Center. Bacterias Coliformes. Consultado en:

https://d3n8a8pro7vhmx.cloudfront.net/communitywatercenter/pages/51/attachments/orig

inal/1490120342/Coliform_(espanol).pdf?1490120342

• DISEPROSA. (s.f.), Plantas de tratamiento de plantas de tratamiento de aguas. Recuperado

de

https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/87264/Plantas_de_

Tratamiento_de_Aguas.pdf

• Domínguez, M. (2010), Optimización de la coagulación – floculación en la planta de

tratamiento de agua potable de la sede recreacional Campoalegre – Cajasan (Trabajo de

Grado). Universidad Pontifica Bolivariana, Bucaramanga.

Page 68: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

67

• E. Pérez, (2016). Control de calidad en aguas para consumo humano en la región occidental

de Costa Rica. Consultado en: https://www.scielo.sa.cr/pdf/tem/v29n3/0379-3982-tem-29-

03-00003.pdf

• González, R. (2015) pág. 57, Filtración. Operaciones y procesos de tratamiento de origen

terciarios. Operaciones y procesos unitarios Agua para potabilización. Documento N°83.

Universidad de La Salle.

• González, R. (2015a) pág. 9, Conceptos fundamentales. Operaciones y procesos unitarios

Agua para potabilización. Documento N°83. Universidad de La Salle.

• González, R. (2015b) pág. 9, Conceptos fundamentales. Operaciones y procesos unitarios

Agua para potabilización. Documento N°83. Universidad de La Salle.

• H. Rosas, (2001). Nitritos. Consultado en:

https://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6978/04ComponentesAguas05.pdf?se

quence=8&isAllowed=y

• Hernández, E. Corredor, C. (2017). pág. 26. Planta de Tratamiento de Agua Potable

(PTAP). Dis0eño y construcción de una planta modelo de tratamiento para la potabilización

de agua, se dispondrá en el laboratorio de aguas de la universidad católica de Colombia.

Consultado en:

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/14556/1/DISE%C3%91O%20Y%20C

ONSTRUCCION%20DE%20UNA%20PLANTA%20MODELO%20DE%20TRATAMI

ENTO%20PARA%20LA%20POTABILIZACION%20DE%20AGUA.pdf

• Hurtado, C. (2014), Análisis de alternativas de solución al problema de discontinuidad en

el servicio de agua potable en Cali. (Trabajo de Grado). Universidad del Valle

Page 69: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

68

• IDEAM, (2005). Determinación de alcalinidad en agua por potenciometría. Consultado en:

http://www.ideam.gov.co/documents/14691/38155/Alcalinidad+total+en+agua+por+elect

rometr%C3%ADa..pdf/dd9a3610-8ff7-49bc-97eb-5306362466df

• Lenntech, (s.f.). Cloro – Cl. Propiedades químicas del Cloro - Efectos del Cloro sobre la

salud - Efectos ambientales del Cloro. Consultado en:

https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cl.htm

• Lenntech. (s.f.), Coagulación y Floculación. Recuperado de:

https://www.lenntech.es/floculacion.htm#ixzz5eVWFZ1ml

• Lenntech, (s.f.). Turbides. ¿Qué es la turbidez? ¿Cuáles son los impactos de la turbidez?

Consultado en: https://www.lenntech.es/turbidez.htm

• Marín, B. (2009). pág. 159, Sedimentación primaria. Tratamiento primario. Manual de

química del agua teoría y práctica. Universidad del Magdalena.

• Marín, B. (2009). pág. 161, Desinfección del agua potable para uso humano. Manual de

química del agua teoría y práctica. Universidad del Magdalena.

• Marín, B. (2009). pág. 162, Filtración. Tratamiento físico. Tratamiento del agua antes del

uso industrial. Manual de química del agua teoría y práctica. Universidad del Magdalena.

• Matiz, L. (2008), Optimización del proceso de floculación en la planta de tratamiento de

agua potable el Dorado de Bogotá (Trabajo de Grado). Universidad de los Andes, Bogotá.

• Ministerio para la transición ecológica, (2017). Carbono orgánico total (COT) (como C

total o DQO/3). Consultado en: http://www.prtr-es.es/Carbono-organico-total-COTComo-

C,15663,11,2007.html

Page 70: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

69

• Observatorio Ambiental de Bogotá. (2019). Datos e indicadores para medir la calidad del

ambiente en Bogotá. Alcaldía Mayor de Bogotá. Recuperado de:

http://oab.ambientebogota.gov.co/es/indicadores?id=249

• Prada, A. (2009), pág. 28, La Sedimentación. Soluciones individuales en potabilización de

agua en pequeña escala. Unillanos. Villavicencio, Meta.

• Prada, A. (2009), pág. 30, La Desinfección. Soluciones individuales en potabilización de

agua en pequeña escala. Unillanos. Villavicencio, Meta.

• Prada, A. (2009), pág. 31, Almacenamiento y Distribución. Soluciones individuales en

potabilización de agua en pequeña escala. Unillanos. Villavicencio, Meta.

• Pérez-López, (2016). Control de calidad en aguas para consumo humano en la región

occidental de Costa Rica. Consultado en: https://www.scielo.sa.cr/pdf/tem/v29n3/0379-

3982-tem-29-03-00003.pdf

• RAI. (s.f.), tiempo de retención hidráulico. Real Academia de Ingenieros. Consultado:

http://diccionario.raing.es/es/lema/tiempo-de-retenci%C3%B3n-hidr%C3%A1ulico

• RAS, (2017). Titulo A. Documentación técnico normativa del sector de agua potable y

saneamiento básico. [online]. Consultado en:

http://www.minvivienda.gov.co/Documents/ViceministerioAgua/010710_ras_titulo_a_.p

df

• RAS, (2017). Titulo B. Sistemas de acueducto. [online]. Consultado en:

http://www.minvivienda.gov.co/Documents/ViceministerioAgua/TITULOB%20030714.

pdf

Page 71: Propuesta de mejoramiento de la PTAP en el corregimiento ...

70

• RAS. (2000). Pág. 88, Control de procesos y operación. Reglamento técnico del sector de

agua potable y saneamiento básico. Consultado en: http://procurement-

notices.undp.org/view_file.cfm?doc_id=16483

• Restrepo, H. (2009), Evaluación del proceso de coagulación – floculación de una planta de

tratamiento de agua potable (Trabajo de investigación). Universidad Nacional de

Colombia, Medellín.

• Romero, J. (1999), Purificación del Agua. Tercera edición. México DF, México: Editorial

Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V.

• Sánchez, S., Peña, M. (2011), Propuesta para el mejoramiento de la planta de tratamiento

de agua potable del municipio de Bituima, Cundinamarca (Trabajo de Grado). Universidad

de La Salle, Bogotá.

• Waterlogic, (2016). Agua dura: ¿Qué es y qué la diferencia del agua blanda?, Consultado

en: https://www.waterlogic.es/blog/agua-dura-que-es-y-que-la-diferencia-del-agua-

blanda/