Universidad de La Salle Universidad de La Salle

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Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

1-1-2005

Diseño de un sistema de filtración lenta para la retención de Diseño de un sistema de filtración lenta para la retención de

quistes cloro resistentes de giardia lamblia y ooquistes de quistes cloro resistentes de giardia lamblia y ooquistes de

cryptosporidium parvum en aguas superficiales cryptosporidium parvum en aguas superficiales

Andrea Garcia Gutierrez Universidad de La Salle, Bogotá

Maria Ines Martelo Torres Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Garcia Gutierrez, A., & Martelo Torres, M. I. (2005). Diseño de un sistema de filtración lenta para la retención de quistes cloro resistentes de giardia lamblia y ooquistes de cryptosporidium parvum en aguas superficiales. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1627

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DISEÑO DE UN SISTEMA DE FILTRACION LENTA PARA LA RETENCION DE QUISTES CLORO RESISTENTES DE GIARDIA LAMBLIA Y OOQUISTES DE

CRYPTOSPORIDIUM PARVUM EN AGUAS SUPERFICIALES

ANDREA GARCIA GUTIERREZ

MARIA INES MARTELO TORRES

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

SANTA FE DE BOGOTÁ. D.C 2005

DISEÑO DE UN SISTEMA DE FILTRACION LENTA PARA LA RETENCION DE QUISTES CLORO RESISTENTES DE GIARDIA LAMBLIA Y OOQUISTES DE

CRYPTOSPORIDIUM PARVUM EN AGUAS SUPERFICIALES

ANDREA GARCIA GUTIERREZ 41982058

MARIA INES MARTELO TORRES

41982086

Tesis de grado para optar el título de Ingeniero ambiental y Sanitario

Director, OSCAR PEREZ

Ingeniero Especialista

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

SANTA FE DE BOGOTÁ. D.C 2005

Nota de aceptación

_________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _______________________________________ Firma del Director _______________________________________ Firma del jurado _______________________________________ Firma del jurado Bogotá, Agosto 2005

AGRADECIMIENTOS

Damos gracias a Dios por darnos la fuerza de seguir adelante e iluminarnos en los momentos difíciles. Agradecemos a la Facultad de Ingeniería ambiental y Sanitaria especialmente al Decano Camilo Guaqueta por su colaboración y apoyo durante el desarrollo de esta investigación. Al Ingeniero Eliecer Vargas por sus consejos y orientaciones. A la Ingeniera Yaneth Parra por su ayuda durante el tiempo de trabajo en el laboratorio de Ingeniería Ambiental. Expresamos nuestra gratitud muy especialmente a Jorge Otero por su paciencia, comprensión, apoyo incondicional, su empeño para seguir adelante, su firmeza en los momentos difíciles, por no dejarnos desfallecer y continuar luchando. Al Ingeniero Oscar Pérez, por aceptar la dirección de este proyecto y por su ayuda. A nuestros compañeros de laboratorio Gabriel, Jessica, Ivonne, Felipe, José Luis, Natalia, Andrés, Carolina F, Claudia, Carolina, David O, David T, Luisa, Magda, Angélica, Carlos quienes nos apoyaron desinteresadamente en este proceso. A los profesores: Roberto Balda, Rosalina Gonzalez, Cesar Bejarano por compartir sus conocimientos. Al Departamento de Ciencias Básicas en especial a Ricardo Montealegre por su contribución en el desarrollo de la investigación. A Hoover, German, Giovanni, Máximo y Jimmy por facilitarnos los materiales y medios, por sus cooperación en este año de trabajo. Agradecemos a los señores de Caryfilco Ltda por su asesoramiento en la elección de los medios filtrantes. A la doctora de la clínica San Rafael por facilitarnos la obtención de muestras. A compañeros tesistas que estuvieron acompañándonos en esta investigación, amigos y demás.

CONTENIDO

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INTRODUCCION 15 1. MARCO DE REFERENCIA 16 1.1ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA FILTRACION 16 1.2 DESCRIPCION DEL PROCESO DE LA FILTRACION 18 1.2.1 Mecanismos físicos y químicos que actúan en el proceso de filtración lenta. 18 1.2.2 Mecanismo biológico de remoción 19 1.3 CRITERIOS Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA LA FILTRACION LENTA 20 1.31 Tasa de filtración. 20 1.3.2 Tipos de lechos filtrantes. 20 1.3.3 Capa de agua sobrenadante. 22 1.3.4 Estructuras de entrada y salida. 23 1.3.5 Sistema de drenaje. 23 1.3.6 Sistema de control de flujo. 23 1.3.7 Dirección de flujo y fuerza impulsadota. 23 1.38 Pérdida de carga. 24 1.3.9 Carrera de filtración. 24 1.3.10 Operación y limpieza de los filtros lentos. 24

1.4 FILTROS PILOTO 25 1.5 CONTAMINACION DE AGUAS SUPERFICIALES POR ALGUNOS PROTOZOOS 26 1.5.1 Características de la Giardia lamblia y el Cryptosporidium parvum. 26 2. MARCO LEGAL 32 3. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 36 3.1 PASO 1. RECOPILACIÓN BIBLIOGRÁFICA 36 3.2 PASO 2. PREEXPERIMENTACIÓN 36 3.3 PASO 3. DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN LENTA 40 3.4 PASO 4. EXPERIMENTACION 42 3.4.1 Puesta en marcha del sistema de filtración lenta. 43 3.4.2 Comparación de las velocidades de filtración. 45 4. DISEÑO, CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EXPERIMENTAL DE FILTRACION LENTA 48 4.1 DISEÑO Y CONSTRUCCION 48 4.1.1 Columnas de filtración. 48 4.1.2 Sistema de entrada. 49 4.1.3 Filtro de Arena. 50 4.1.4 Filtro Dual. 51 4.1.5 Filtro de fibras de polipropileno. 52 4.2 TOMA DE MUESTRAS DEL CANAL DEL RIO SAN FRANCISCO 53 4.2.1 Generalidades del río San Francisco. 54

4.3 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE FILTRACION LENTA 56 4.3.1 Variables del sistema experimental. 57 4.3.2 Criterios de diseño. 58 5. PLANTEAMIENTO DE LAS PRUEBAS DE CLORO RESITENCIA 65 5.1 PRUEBAS DE CLORO RESISTENCIA 65 5.1.1 Valores de inactivación para Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum. 66 6. ANALISIS DE RESULTADOS 68 6.1 RECOPILACION BIBLIOGRAFICA 68 6.2 PRE EXPERIMENTACION 68 6.2.1 Caracterización de afluentes. 68 6.2.2 Caracterización de muestras fecales. 69 6.3 DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE FILTRACION LENTA 69 6.4 EXPERIMENTACION 70 6.4.1 Primera etapa de experimentación: puesta en marcha del sistema de filtración. 70 6.4.2 Segunda etapa: comparación de las velocidades de filtración. 86 7. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LOS FILTROS LENTOS DE ARENA, DUAL Y FIBRAS DE POLIPROPILENO PARA UNA POBLACION RURAL DE VILLETA 109 8. CONCLUSION 112 9. RECOMENDACIÓN 116

GLOSARIO 117 BIBLIOGRAFIA 121 ANEXOS 124

LISTA DE TABLAS

Pág

Tabla 1. Criterios de diseño para filtros lentos. 22 Tabla 2. Descripción de lugares de muestreo en fase de pre experimentación. 38 Tabla3. Métodos utilizados en la medición de parámetros fisicoquímicos. 44 Tabla 4. Concentraciones de quistes y ooquistes agregados en cada cada columna de filtración. 64 Tabla 5. Concentraciones y tiempos de contacto para inactivar quistes De Giardia lamblia a 15 °C y pH de 7. 66 Tabla 6. Concentraciones y tiempos de contacto para inactivar ooquistes de Cryptosporidium parvum a 15°C y pH 7. 66 Tabla 7. Comparación de los porcentajes de remoción de turbiedad en los filtros de arena, Dual y Fibras de Polipropileno. 76 Tabla 8. Porcentajes de remoción de color en los filtros de Arena, dual y Fibras de Polipropileno. 80 Tabla 9. Porcentaje de muestras positivas de quistes y ooquistes observados en el efluente de cada filtro. 100 Tabla 10. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum. 101 Tabla 11. Composición de los filtros evaluados en el estudio de Prefactibilidad. 111 Tabla 12. Comparación de los costos de los sistemas de filtración lenta. 111

LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. forma enquistada de Giardia lamblia Spp. Evidenciados Por inmunoflorecencia directa. 27 Figura 2. Ciclo epidemiológico de la Giardia lamblia. 28 Figura 3. Cryptosporidium parvum a microscopía óptica. 29 Figura 4. Ciclo epidemiológicos del Cryptosporidium parvum. 30 Figura 5. Diagrama de flujo de la fase de pre experimentación. 37 Figura 6. Sistema de filtración lenta. 41 Figura 7. Desarrollo del paso 3. 42 Figura 8. Descripción del paso 4. 43 Figura 9. Foto formación de la capa biológica en las columnas de Filtración. 44 Figura 10. Descripción de la fase de comparación de velocidades. 47 Figura 11. Esquema de los componentes del filtro de Arena. 50 Figura 12. Esquema de filtro Dual. 52 Figura 13. Esquema del filtro de Fibras de Polipropileno. 53 Figura 14. Lugar de muestreo. 54 Figura 15. Foto del canal del río San Francisco. 54 Figura 16. Columnas de filtración. 56 Figura 17. Comparación de turbiedad en el efluente y afluente del filtro de Arena. 71

Figura 18. Comparación de turbiedad en el afluente y efluente del Filtro Dual. 72 Figura 19. Comparación de turbiedad en el afluente y efluente del Filtro de Fibras de Polipropileno. 73 Figura 20. Comparación de la turbiedad en el efluente de las tres columnas de filtración. 75 Figura 21. Comparación de color en el afluente y efluente del filtro de Arena. 77 Figura 22. Compasión del color en el afluente y efluente del filtro Dual. 77 Figura 23. Comparación del color en el afluente y efluente del filtro de Fibras de Polipropileno. 78 Figura 24. Comparación del color efluente para los filtros de Arena, Dual y Fibras de polipropileno. 79 Figura 25. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro de Arena. 81 Figura 26. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro Dual. 82 Figura 27. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro de Fibras de Polipropileno. 82 Figura 28. Pérdida de carga de las tres columnas de filtración. 83 Figura 29. Análisis de turbiedad con relación a las tres columnas de filtración. 87 Figura 30. Análisis de turbiedad con relación al tipo de filtro. 88 Figura 31. Análisis de turbiedad comparando los tipos de filtros y las velocidades. 88 Figura 32. Análisis de la turbiedad con relación al tiempo. 90 Figura 33. Análisis de color comparando las velocidades. 91 Figura 34. Análisis de color con relación al tiempo. 92

Figura 35. Análisis de color con relación a las velocidades y el tiempo. 93 Figura 36. Análisis de pH comparando las velocidades. 94 Figura 37. Análisis de pH comparando las velocidades y el tiempo. 95 Figura 38. Análisis de pH comparando los tipos de filtro. 96 Figura 39. Análisis de pH comparando las velocidades y el tipo de filtro. 97 Figura 40. Análisis de pH comparando los tipos de filtros y el tiempo. 97 Figura 41. Pérdida de carga para los tres tres filtros. 98 Figura 42. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes en la velocidad de 0.05 m/h. 102 Figura 43. Porcentaje de retención para quistes y ooquiste en la Velocidad de 0.10 m/h. 103 Figura 44. Porcentaje de retención para quistes y ooquistes en la velocidad de 0.15 m/h. 103

LISTA DE ANEXOS

Anexo A. Proyecto de ley del agua. Anexo B. Esquema Hemocytometer. Anexo C. Plano del sistema de filtración lenta. Anexo D. Especificaciones de los lechos filtrantes. Anexo E. Tabla caracterización del canal del Río San Francisco. Anexo F. Tabla perdida de carga. Anexo G. Tablas variables fisicoquímicas. Anexo H. Tabla datos microbiológicos. Anexo I. Valores de la EPA para CT y Procedimiento para realizar pruebas de cloro resistencia. Anexo J. Análisis descriptivo de la variable turbiedad. Anexo K. Análisis descriptivo de la variable color. Anexo L. Análisis estadístico para el pH. Anexo M. Prueba de Duncan para el pH. Anexo N. Análisis de Duncan para turbiedad con relación a las tres velocidades. Anexo O. Análisis de color con las tres velocidades. Anexo P. Prueba de Duncan de pH. Anexo Q. Análisis de pH prueba de Duncan. Anexo R. Fotografías cultivo de Coliformes totales y E coli. Anexo S. Costos de los tres sistemas de filtración para una población rural de Villeta.

Anexo T. Sistema de potabilización para una población rural de Villeta. Anexo U. recopilación fotográfica.

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INTRODUCCIÓN

La filtración lenta es un mecanismo eficiente para la retención de organismos patógenos entre ellos la Giardia lamblia y el Cryptosporidium parvum que sobreviven a los procesos de desinfección y en las últimas décadas han provocado epidemias por contaminación hídrica a nivel mundial. En Colombia en 1999 se presentaron brotes de giardiasis provocados por los asentamientos después del terremoto en Armenia, por el uso de baños comunitarios y la provisión de agua del acueducto. Los más afectados fueron los niños. En Piedecuesta Santander se han presentado casos de cryptosporidiosis en niños entre los ocho y los trece años por el consumo de agua potable. En este estudio se diseñó un sistema de filtración lenta para la retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum en aguas superficiales, para las comunidades que no cuentan con acueductos apropiados. Para ello se implementó un sistema piloto, compuesto por tres columnas de filtración con lechos diferentes como son Arena, Dual y fibras de Polipropileno ubicado el laboratorio Ingeniería Ambiental de la Universidad de La Salle, tomando como afluente el canal del río San Francisco, en la ciudad de Bogotá. Este proyecto fue desarrollado en dos fases de experimentación, para evaluar el comportamiento de cada columna de filtración teniendo en cuenta parámetros fisicoquímicos y microbiológicos y posteriormente se analizaron estadísticamente. Además se trabajaron tres tasas de filtración con el fin de determinar la eficiencia de retención de los organismos cloro resistentes. Se plantearon ensayos de cloro resistencia teniendo en cuenta estudios realizados en otros países sobre la inactivación de los quistes y ooquistes. Finalmente se elaboró un estudio de prefactibilidad para determinar la viabilidad de los filtros en una población rural de Villeta.

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1. MARCO DE REFERENCIA

En este capítulo se describe la evolución histórica de la filtración como un proceso de tratamiento de agua potable, a través del cual se pueden observar grandes beneficios para comunidades de bajos recursos económicos en cuanto a prevención de enfermedades, bajos costos de operación y en general mejora de la calidad de vida. De igual forma, se detalla el proceso de filtración lenta de flujo descendente que es la base de investigación de este proyecto, con el propósito de retener los quistes de protozoos cloro resistentes de la Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum en aguas superficiales. 1.1 ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA FILTRACION Desde el momento en que se descubrió que la contaminación del agua ocasionaba problemas en la salud pública, se buscaron alternativas para su purificación, empleando filtros de carácter doméstico resultaban muy económicos y fáciles de diseñar. Estos filtros se difundieron mucho en los siglos XVIII y XIX los filtros de esponja, paño, lana y otros materiales. Los primeros filtros estaban construidos por un cono truncado de hierro fundido con tapa semiesférica, en cual había 0.70 m de lecho filtrante compuesto de 0.25 m de esponjas marinas, 0.25 m piedra caliza, se lavaban extrayendo el material filtrante. Los segundos estaban constituidos por tres lechos de paño de 0.20 m de espesor. El objeto de estos era colar los sedimentos del agua. Fue en Inglaterra (Paisley, Escocia) en 1804, cuando John Gibb por primera vez pensó en hacer una instalación de filtros para toda la población. Luego en 1829, en Londres se construye la primera planta de filtros lentos en arena hecha por

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“The Chelsea Water Co”1 ; posteriormente en 1852 la filtración se convirtió, en esta ciudad, en un requisito legal para toda agua captada de fuentes superficiales. A medida que transcurría el tiempo se crearon dos tipos de diseños en la filtración los cuales consistían en la filtración de flujo ascendente (filtración de abajo hacía arriba) y flujo descendente (desde arriba hacía abajo) estos últimos impulsaron la filtración lenta en arena la cual permite desde entonces mejorar la calidad física y microbiológica del agua. Algunos de las ciudades que implementaron esta tecnología fueron Berlín en el año 1856, en Altona en 1860 y en Zurich en 1871. En 1893, en Hamburgo se construyó la planta de filtración a causa de la epidemia de cólera presentada en 1892, en la cual ocurrieron cerca de 7500 muertes. En EE UU, se reporta la primera aplicación de la filtración lenta en arena en Poughkeepsie, New York, en 1872 y para el año 1940 ya se registraban cerca de 100 plantas de tratamiento utilizando este sistema.2 La filtración lenta en arena fue usada en América Latina para el tratamiento de aguas, en ciudades como buenos Aires y Kingston, aunque la mayoría de las ciudades que utilizaron esta tecnología en la primera mitad del siglo XX, lo hicieron sin un procedimiento apropiado de adaptación y su aprovechamiento ha sido limitado. Los países que construyeron el mayor número de plantas son Brasil y Perú, obteniendo resultados deficientes.3 Debido a la poca eficiencia del tratamiento del agua, se despertó el interés mundial por crear unidades de potabilización que complementaron el proceso de filtración mejorando la calidad del agua para los consumidores.

1 ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y práctica de la purificación del agua. Bogotá: Nomos. S.A., 2000.p.365. 2 GALVIS CASTAÑO, Gerardo. LATORRE MONTERO, Jorge. Filtración en múltiples etapas tecnología innovativa para el tratamiento de agua. Santiago de Cali : Cinara. Univalle. 1999. p. 50 3 Ibid., p. 50

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1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FILTRACION La filtración es el proceso mediante el cual se hace pasar un fluido a través de uno o varios medios filtrantes que poseen características de porosidad, tamaño y forma determinados para separar partículas suspendidas y microorganismos que se encuentran en el agua que se va a potabilizar. La dirección del flujo ocurre en forma ascendente o descendente a una velocidad o tasa de filtración determinada (lenta o rápida). Los filtros pueden trabajar a presión o por gravedad dependiendo de la magnitud de la carga hidráulica que existe sobre el lecho filtrante. 1.2.1 Mecanismos físicos y químicos que actúan en el proceso de la filtración lenta. El proceso de la filtración lenta corresponde a un conjunto de mecanismos de naturaleza física y química que interactúan de manera compleja, ya que las partículas que entran al filtro son de tamaños muy variados desde algunos milímetros de diámetro hasta algunas micras, entre los cuales se encuentran las bacterias, virus, protozoos y coloides. Este conjunto de partículas quedarán retenidas o adheridas al hacer contacto con la superficie de los granos del medio; debido a la fuerza que poseen según sus propiedades electronegativas, electropositivas o neutras que permiten la eficiencia de la adhesión teniendo en cuenta el tamaño, forma y la densidad del medio filtrante. En la filtración también ocurre el transporte de partículas que se presenta por los fenómenos físicos e hidráulicos relacionados con la transferencia de masa y son: Cernido: el cual permite retener las partículas de mayor tamaño en las primeras capas del lecho. Sedimentación: las partículas más pequeñas son retenidas por oportunidad de contacto. Intercepción: se presenta cuando las partículas que se mueven a través de una línea de corriente se ven forzadas a ponerse en contacto entre sí y con el medio filtrante quedando obstaculizadas por este.

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Acción hidrodinámica: las partículas grandes que están en movimiento pueden tener en sus extremos velocidades diferentes, la diferencia de estas velocidades hace girar a la partícula conduciéndola a una zona de velocidad más baja. Impacto inercial: los microorganismos o coloides pesados y de gran tamaño no siguen las líneas de corriente que se presentan en el filtro. Difusión: el movimiento de las partículas pequeñas en el filtro tiende a difundirse desde las áreas de mayor concentración a las áreas de menor concentración4. Fuerzas de van der Waals: son responsables de la adhesión de las partículas a los granos del lecho debido al movimiento de los electrones, en el cual se crea un campo magnético complejo dando origen a las fuerzas atractivas que puede existir entre partículas de carga opuesta, neutra y con la misma carga. 1.2.2 Mecanismo biológico de remoción. En la filtración lenta los microorganismos forman una capa biológica o schmutzdecke, en la parte superior del lecho filtrante. Esta capa delgada se compone de organismos biológicamente activos: protozoos, rotíferos, bacterias rizópodos, ciliados, gusanos acuáticos, nemátodos, hongos y algas. La superficie del medio filtrante cuenta también con organismos predatorios que se alimentan de bacterias. En las capas más profundas se presentan reacciones de oxido – reducción y por lo tanto la materia que entra al sistema es metabolizada y transformada en compuestos como agua, dióxido de carbono, nitratos, sulfatos y fosfatos, que son descargados en el efluente. Según Hendricks (1991) el agua cruda puede contener las siguientes partículas: minerales arcillas (0.0001-1.0 µm) silicatos, no siliceas; biológicas: virus (0.01-1.0 µm), bacterias (0.3-1.0 µm), Giardias (10 µm), Algas (30-50 µm), huevos de nemátodos (10 µm), Cryptosporidium ( 4-5 µm); además de material amorfo y coloides orgánicos.

4 ARBOLEDA, Op.cit.,p.371

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1.3 CRITERIOS Y CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA LA FILTRACIÓN LENTA

Los filtros lentos son tanques abiertos de forma rectangular, cuadrangular o circular, con paredes inclinadas o verticales, construidos en concreto reforzado en hierro, piedra o mampostería y sus muros pueden variar entre 1.90 a 2.50 m de alto. Este sistema de filtración debe ser diseñado teniendo en cuenta ciertos parámetros ya establecidos por estudios y experiencias de diferentes autores, los cuales se explican a continuación. 1.3.1 Tasa de filtración. La filtración lenta debe operarse a velocidades muy bajas ya que al mantenerla dentro de los rangos sugeridos (ver Tabla 1) garantizan un efluente con características físicas, químicas y microbiológicas aceptadas por la legislación vigente Decreto 475 de 1998. 1.3.2 Tipos de lechos filtrantes. Los medios filtrantes pueden estar constituidos por arena, antracita, ilmenita y fibras. Pueden ser de un solo lecho o dos (dual) o uno mezclado dependiendo del criterio del diseñador, que permita obtener un efluente satisfactorio. Por lo tanto este material debe ser duradero para que exista la máxima retención de sólidos. El lecho filtrante se describe en función de su tamaño efectivo (TE) y coeficiente de uniformidad (CU), siendo el primero, el tamaño del tamiz en milímetros que permite el paso del 10% del medio filtrante, y el segundo, la relación del tamaño de granos que tiene el 60% más fino que el mismo, al tamaño que tiene un 10% más fino que el mismo.5 La porosidad del medio es importante debido a la relación entre el volumen del vacío y el volumen total del lecho, además afecta la pérdida de carga del lecho y su capacidad de retención.

5 ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Purificación del agua. Bogotá: Litoesfera Ltda., 2000. p. 223

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A continuación se describen los lechos filtrantes más comunes

• Lecho de Arena Es un lecho compuesto de material silíceo, para el uso de los filtros debe tener una dureza de 7 en la escala de Moh, un peso específico no menor de dos y una solubilidad en HCl al 40%.6 Es el lecho filtrante que más se ha usado en el mundo, debido a su economía. Los valores del TE y CU se pueden observar en la tabla 1.

• Lecho de Antracita Se clasifica un carbón antracítico cuando tiene carácter no aglomerante y cumple especificaciones de la tabla 1. La antracita para filtros debe ser limpia, tener una dureza de 2.7 ó mayor en la escala de Moh y peso específico no debe ser menor de 1.40, solubilidad en HCl menor del 1%.

• Lecho de Arena-antracita Según Romero:”Un filtro de medio dual usa típicamente 60 cm de antracita de 1 mm, sobre 15 cm de arena. Debido a la diferencia de densidades antracita 1.4 y arena 2.65, la antracita, de tamaño apropiado según el tamaño de la arena, permanece encima de la arena durante el lavado y permite purificar aguas con turbiedades menores a 15 NTU”. Ver el parámetro en la tabla 1.

• Lecho de soporte ( ver Tabla 1) La grava sirve para soportar el medio filtrante y recolectar el agua filtrada. El tamaño y la profundidad de la capa inferior de grava depende del sistema de drenaje usado; así mismo, el tamaño y la profundidad de la capa superior de grava depende del tamaño de la capa inferior de medio fino (arena o antracita) que soporte. El lecho de grava ideal es en el cual esta es casi esférica en forma y existe un incremento uniforme en tamaño desde el techo hasta el fondo; la profundidad del lecho de grava puede variar entre 15 y 60 cm.

6 ARBOLEDA, Op.cit., p.443.

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A continuación se muestran en la tabla 1 los criterios de diseño para los filtros lentos. Tabla 1. Criterios de diseño para filtros lentos.

PARAMETRO7 VALOR

Tasa de filtración * 0.04 a 0.4 m3/m2/ h

Altura del lecho filtrante de arena ** 0.6 m -1.2 m

Altura del lecho filtrante de antracita y arena ** 0.4 m- 0.6 m antracita 0.15m – 0.30 m arena

Tamaño efectivo filtro de arena ** 0.15 – 0.35 mm

Tamaño efectivo de antracita ** 0.8- 2 mm

Coeficiente de uniformidad para la arena ** 2-5, preferiblemente < 3

Coeficiente de uniformidad para antracita ** 1.4 – 1.8 Lecho de soporte (grava) ** 0.30 m

Altura de agua sobrenadante ** 0.6 m -1.5 m Duración de la carrera de filtración *** 1-3 meses

Periodo de operación *** 24 h/d

Fuente: Las Autoras, 2005

1.3.3 Capa de agua sobrenadante. Esta capa proporciona una carga hidráulica suficiente para hacer pasar el agua a través del lecho filtrante, creándose un periodo de retención de varias horas para el agua. La profundidad apropiada para la capa de agua sobrenadante se encuentra entre 0.6 y 1.5 m como se referencia en la tabla1.

7 * AWWA. Calidad y tratamiento del agua.2002

** ROMERO ROJAS, Jairo. Purificación del agua.2000

*** GALVIS CASTAÑO, Gerardo. La filtración gruesa, el tratamiento de aguas de fuentes superficiales.2000

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1.3.4 Estructuras de entrada y salida. La estructura de entrada consta de canales o conductos de acceso para medición del flujo, cumple con la función de asegurar el suministro continuo del agua al filtro sin dañar la biocapa a una tasa constante. El agua filtrada es recolectada por los drenes y sale por la tubería efluente que debe situarse (cuando no hay control de flujo a la salida) por encima de la superficie del medio filtrante a fin de evitar las pérdidas de cargas negativas. 1.3.5 Sistema de drenaje. La función del drenaje en los filtros es la de proveer una distribución uniforme del agua de lavado y recoger el agua filtrada. La mayoría de los falsos fondos requieren del uso de la grava para soportar el medio fino. El falso fondo se puede clasificar en fondo Weeler, fondo Leopold (plástico y cerámico) y el fondo de boquillas. Los sistemas de drenaje pueden ser principalmente:(1) ladrillos tendidos de canto, con otros ladrillos encima tendidos de plano, dejando 1 cm. entre lados. (2)Bloques de concreto poroso en forma de puente. (3) tuberías de drenaje perforadas con orificios no mayores de 1”. 1.3.6 Sistemas de control del flujo. Para mantener la tasa de filtración lenta es necesario regular la entrada y/o salida con una válvula. Esta debe ir abriéndose a medida que va pasando el tiempo para mantener la carga hidráulica sobre el lecho ya que el filtro se colmata. 1.3.7 Dirección del flujo y fuerza impulsora. La filtración puede efectuarse con flujo ascendente, de abajo hacia arriba o descendente, de arriba hacia abajo y mixto (parte ascendente y parte descendente). La fuerza impulsadora es aquella que se utiliza para vencer la resistencia friccional ofrecida por el lecho filtrante.

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1.3.8 Pérdida de carga. La pérdida de carga (es decir, la caída de presión) que ocurre cuando el agua limpia fluye a través de un medio filtrante. Para un lecho limpio, esta depende de la tasa de flujo, tamaño del grano, porosidad, esfericidad y viscosidad del agua. A medida que el filtrado progresa y los sólidos se depositan dentro de los espacios vacíos del medio, la porosidad disminuye y la esfericidad se altera, produciendo un aumento en la pérdida de carga.8 Esta pérdida varía entre 0.2 y 0.30m y se incrementa gradualmente a lo largo de la carrera de filtración. 1.3.9 Carrera de filtración. La carrera de filtración es el tiempo que transcurre entre dos raspados o limpieza consecutivos del lecho del filtro. La carrera varía de 1 a 3 meses, dependiendo de la calidad del afluente a tratar. Con el fin de que estas carreras sean más largas el agua que entra al sistema debe tener turbiedades menores a 10 NTU, idealmente menores a 5 NTU. 1.3.10 Operación y limpieza de los filtros lentos. Según Cinara, los filtros lentos operan continuamente para obtener mejores eficiencias debido a que la capa biológica se mantiene, por lo tanto la retención de entero bacterias, quistes y protozoarios puede llegar a ser del 99.99% Debe verificarse la tasa de filtración y el flujo constante diariamente, regular la capa de agua sobrenadante y retirar el material flotante. Además deben realizarse pruebas de turbiedad, color y microbiológicas que indican el funcionamiento y la eficiencia del filtro. La limpieza del filtro debe realizarse cuando el agua sobrenadante ha alcanzado su nivel máximo, es decir, que ha llegado a valores de 0.60m- 1.0 m.

8 AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION. Calidad y tratamiento del agua. Manual de suministro de agua comunitaria. Madrid: Mc Graw Hill, 2002. p. 465.

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Esta se inicia con el drenaje del agua sobrenadante y la reducción del nivel del agua hasta unos pocos centímetros por debajo del nivel de la superficie del medio, posteriormente se realiza el raspado o remoción de la capa biológica y una pequeña parte del lecho que la soporta (1 ó 2 cm de la parte superior). Después de varios raspados, cuando la altura del manto llegue a 50 cm., se requiere rearenamiento, es decir, reponer la arena retirada previamente del filtro, una vez lavada, colocándola debajo de la arena que no se había removido durante los raspados. Generalmente esta actividad se realiza una vez cada tres o más años. 1.4 FILTROS PILOTO Al igual que un sistema de filtración lenta, los filtros piloto tienen columnas de filtración, un sistema de control del flujo, sistema de lavado, tablero de piezómetros. Las columnas de filtración están diseñadas en materiales opacos o translúcidos, recomendándose el plástico y su forma puede ser prismática o cilíndrica. Se puede aforar el caudal en cm3/ min. o L /min., para esto se pueden utilizar rotámetros. El medio filtrante se coloca de igual forma que en un filtro convencional, preferiblemente se usan alturas de 1.60- 2.0 m, para que quede amplio espacio para expandir el lecho sin que pierda medio filtrante. La alimentación del filtro puede realizarse por gravedad o bombeo, en el primer caso es necesario dejar un tanque de carga constante para mantener el nivel. El sistema de control puede hacerse a la entrada o a la salida empleando una válvula que se ajuste a la necesidad del filtro piloto. Cuando el control se realiza en la entrada se divide el flujo entre las distintas unidades que tenga la planta piloto.

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Para controlar la pérdida de carga en diferentes niveles del lecho, es necesario instalar varios piezómetros, que constan de mangueras de plástico transparente que penetran el filtro y que por lo general tienen 0.5-1mm de diámetro interno. Cuando se hace el lavado del filtro se cierra el paso del agua a ellos para evitar el taponamiento. 1.5 CONTAMINACIÓN DE AGUAS SUPERFICIALES POR ALGUNOS

PROTOZOOS Aunque la calidad del agua ha mejorado a través del tiempo, se han presentado epidemias de origen hídrico ocasionados principalmente por el agua de suministro. Casos como el de Milwaukee en Estados Unidos, en 1993, donde 403000 personas9 fueron infectadas al consumir los ooquistes de Cryptosporidium parvum, y otros brotes ocasionados por la ingesta de quistes de Giardia lamblia que son más comunes de presentarse en niños y ancianos. Debido a las deficiencias de los procesos de tratamiento del agua se han generado estos tipos de enfermedades, no solo en Estados Unidos y España, Reino Unido sino en países en vía de desarrollo como son Argentina, Brasil y Colombia siendo este un motivo para mejorar la calidad del agua a través de procesos más eficientes y seguros para la comunidad. 1.5.1 Características de la Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum de

protozoos. Los quistes y ooquistes de estos protozoos tienen tres características que los hace importantes agentes causales de enfermedades trasmitidas por el agua: son estables en el medio ambiente, efectivos aún en bajas dosis infecciosas y no son destruidos por el cloro en las concentraciones permitidas para la potabilización del agua10.

9 ROSE, Joan B. LISLE, John T. and LECHEVALLIER, Mark. Waterborne Cryptosporidiosis: incidence,outbreaks, and treatment strategies. Crc.1997. p. 93 10 LURA, María C. BELTRAMINO, Daniel. ABRAMOVICH, Beatriz, CARRERA«et al.». El agua Subterránea como agente transmisor de protozoos intestinales [online]. Argentina. 2002, www.pediatríaconosur.org.

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• Giardia lamblia La Giardia lamblia es un protozoo parásito (ver figura 1) que tiene dos formas: trofozoíto y quiste. El trofozoíto es la forma mótil, activa, residente intestinal, con un largo de 15 µm, ancho de 8 µm.

Figura 1. Forma enquistada de Giardia spp. Evidenciados por inmunofluorecencia directa.

Fuente: Colegio de Medicina Veterinaria del Estado de Nueva York, Universidad Cornell, Ithaca, Nueva York. Compendium Continuing Education; Vol. 16, Nº 5, 1994. El quiste es el estadio inactivo, resistente por la membrana que lo recubre, responsable de la transmisión, tiene forma ovalada con un largo de 10 - 12 µm y ancho de 7 µm. Contiene dos trofozoítos formados, pero no del todo separados, y pueden verse los axonemas, fragmentos de los discos ventrales y hasta 4 núcleos. El quiste es susceptible a la desecación en condiciones cálidas y secas. Los trofozoítos se localizan en el intestino delgado, principalmente en el duodeno, donde se fijan a la mucosa y se multiplican por división binaria, los que caen a la luz intestinal dan origen a quistes. Estos últimos son eliminados con la materia fecal. La giardiasis se transmite por medio de la ingestión de los quistes presentes en aguas contaminadas fecalmente, aguas de recreación, alimentos contaminados o por malos hábitos higiénicos. Ver figura 2.

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Las rutas de transmisión son: oro-fecal, contacto persona-persona, ocasionando epidemias por la contaminación de acueductos, aún en aquellos con tratamiento de cloración. Estudios realizados han demostrado la resistencia al cloro debido a la forma compleja de su membrana.11 En países tropicales es una parasitosis frecuentemente en niños y ha aumentado su incidencia en países desarrollados debido al aumento de viajeros a zonas endémicas y la contaminación del agua de bebida. En todas las edades se pueden encontrar casos asintomáticos, las manifestaciones clínicas presentan grados variables de acuerdo a la intensidad de la infección y a la deficiencia inmunológica. Los síntomas se caracterizan por dolores abdominales, dolor epigástrico, flatulencia, y la diarrea puede ser abundante, pastosa o líquida, de mal olor. En casos crónicos los niños presentan retardo del crecimiento y pérdida del peso.

Figura 2. Ciclo epidemiológico de la Giardia lamblia.

Fuente: ANTONIO R. Martínez Fernández. Agua y Transmisión Parasitaria. Académico de número de la Real Academia de Farmacia.2002

11 MARTINEZ FERNANDEZ, Antonio. Agua y transmisión parasitaria. [online]. España. 2002. p. 13

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• Cryptosporidium parvum. El Cryptosporidium parvum es un protozoo, es uno de los parásitos responsables de la diarrea en humanos y en el ganado vacuno. Sus ooquistes miden entre 4.5 a 5.5 µm de diámetro en promedio (ver figura 3) y están provistos de una pared ooquística que encierra 4 esporozoitos en forma de plátano.

Figura 3. Cryptosporidium Parvum a microscopía óptica. Su tamaño de 4 a 5 micras.

Fuente: C@mpus Digital-UGR. Carmen Mascaró y María José Rosales.2003

La criptosporidiosis se puede transmitir por contacto animal-persona, persona-persona, tacto de superficies e ingestión de alimentos y agua fecalmente contaminados.

Sin embargo, el mayor riesgo de exposición para poblaciones en vías de desarrollo está en fuentes de abastecimiento de agua potable, ya que sus deficiencias en tratamiento y sistema de distribución contaminan y generan brotes epidémicos.

Comúnmente, los brotes están asociados a factores como agua recreativa fecalmente contaminada (parques y albercas públicas); centros de cuidado infantil; hospitales; animales de laboratorio; turistas o negociantes viajeros enfermos de diarrea y prácticas sexuales que implican contacto oral con heces de personas infectadas. Aún no se aprueba la transferencia de mascotas a humanos, pero se sospecha la ocurrencia de tales episodios.

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Figura 4. Ciclo epidemiológico del Cryptosporidium parvum.

Fuente: ANTONIO R. Martínez Fernández. Agua y Transmisión Parasitaria. Académico de número de la Real Academia de Farmacia.2002 Las genevariedad I parece netamente zoonótica ( antropo y zooantroponótica). Su circulación es animal-animal, animal-hombre, hombre-hombre y viceversa.La variedad II solo afecta al hombre y la transmisión es hombre-hombre.

Según Sanchez Ramos12: la cryptosporidiosis es una enfermedad cosmopolita, más frecuente en zonas con clima tropical o templado. Gracias a su pared gruesa, los ooquistes de Cryptosporidium resisten los tratamientos químicos usuales: no sufren alteración después de ser expuestos a 80 ppm de cloro/30 min, e incluso resisten 24 h en el cloro. Debido a su tamaño, únicamente los filtros capaces de remover partículas de 1 µm resultan confiables.

La prevalencia de la enfermedad en países industrializados oscila entre 0.1 y 27.1%, con una media de 4.9%, mientras que en países en desarrollo los resultados son de 0.1 a 31.5% con una media de 7.9%, excluyendo los brotes epidémicos específicos y a los sujetos con SIDA. Aún cuando los estudios epidemiológicos han demostrado que la parasitosis está más difundida de lo que anteriormente se pensaba, es difícil determinar la extensión del problema, tanto a nivel veterinario como médico (ver figura 4).

12 SANCHEZ Ramos, Jaime. Origen infeccioso de Cryptosporidium parvum [online]. Rev Mex Puer Ped 2002;9(53):146-151

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En países con mayor desarrollo, la incidencia es baja, presentándose principalmente en la forma de brotes epidémicos debidos a fuentes de agua contaminada, ya sea redes de agua potable, de superficie o recreativas.

En países en desarrollo, en los que prevalece una sanidad deficiente y hacinamiento, es más frecuente la transmisión oral-fecal, directa o indirecta, con brotes a nivel familiar o institucional, sin olvidar factores significativos como la ingesta de agua no potable.

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2. MARCO LEGAL

En la normatividad colombiana aún no se ha especificado sobre el control de quistes de protozoos, por lo tanto es importante nombrar algunos países de Latinoamérica, Europa y Estados Unidos que desde hace un tiempo atrás han realizado estudios sobre estos microorganismos patógenos que afectan la salud humana, debido a la frecuente incidencia de infecciones gastrointestinales que se transmiten a través del agua o los alimentos; algunos países latinoamericanos no especifican el numero de quistes que deben existir después del tratamiento del agua, simplemente se nombra en la ley que los microorganismos (Giardia lamblia y Cryptosporidium Parvum), causan daño al ser consumidos en el agua. En Colombia se ha propuesto una ley (proyecto de ley del agua Octubre 15/2004), en esta norma se nombran los entes encargados de definir los estándares de calidad del agua según su uso, pero no especifica la cantidad mínima de microorganismos cloro resistentes que se deben encontrar en el agua potable, o microorganismos patógenos que afectan la salud publica. Ver anexo A. En este capítulo se nombrarán algunos países Europeos que hablan sobre control y prevención de los quistes de protozoos resistentes al cloro en aguas destinadas al consumo humano, al igual que los países latinoamericanos, Estados Unidos, y finalmente Colombia.

• Europa. La Unión Europea se rige por el decreto “Europa 98/83/CE 3 de noviembre 1998 relativa calidad de aguas destinadas al consumo humano, esta ley especifica los parámetros a seguir, para garantizar la salubridad del agua de consumo; estos países pueden modificar esta norma e implementar nuevas leyes según la conveniencia y las necesidades de cada uno de ellos. A continuación se especifica algunos de los países en los que se encontró reglamentación sobre Giardia y Cryptosporidium.

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• España. En España la legislación sobre la calidad del agua potable se rige según La Directiva 98/83/CE del 3 de noviembre 1998 relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano, del consejo de la Unión Europea, esta se centra en el cumplimiento de unos parámetros de calidad y salubridad y ofrece a la vez la posibilidad a los Estados Miembros de añadir otros parámetros, si lo consideran oportuno. Esta Directiva tiene por objeto (art.1) proteger la salud de las personas de los efectos adversos derivados de cualquier tipo de contaminación de las aguas destinadas al consumo humano, garantizando su salubridad y limpieza. En otro de los artículos de la Directiva se establece que las aguas destinadas al consumo humano deben ser "salubres y limpias". Se deduce por tanto que el "agua salubre y limpia" es el nuevo concepto de agua potable. Las aguas son salubres y limpias, cuando no contienen ningún tipo de microorganismo, parásito o sustancia, en una cantidad o concentración que pueda suponer un peligro para la salud humana, y cumple con unos requisitos mínimos en cuanto a parámetros químicos y microbiológicos que especifica13. La legislación española de agua potable se guía por el” Real decreto 140/2003 de febrero criterios sanitarios del agua de consumo humano BOE n° 45 de 21 de febrero de 2003”. Este decreto especifica que si la prueba de E coli es positiva y la turbidez da mayor a 5 NTU se debe realizar prueba de microorganismos como el Cryptosporidium14.

• Panamá. La normatividad de Panamá dice textualmente lo siguiente: Los protozoarios patógenos debido a conocimientos actuales no han permitido establecer valores guías para las características biológicas. No obstante la presencia de cualquiera de estos microorganismos en el agua es indicativa de contaminación y causa de enfermedad. Por lo tanto no deben estar presentes en el agua de consumo humano15. 13 CONSEJO DE LA UNION EUROPEA. Directiva 98/83/CE relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano. [on line].España, 1998. www.hispagua.cedex.es 14 MINISTERIO DE LA PRESIDENCIA. Real decreto 140/2003 7 de febrero, por el que se establecen los criterios del a calidad de agua de consumo humano. [on line].España, 2003. www.msc.es 15 MINISTERIO DE COMERCIO E INDUSTRIAS DIRECCION GENERAL DE NORMAS Y TECNOLOGIA INDUSTRIAL.Gaceta oficial, reglamento técnico, agua potable [on line]. Panamá.1999. www.ersp.gov.pa.agua.anexos

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• Méjico. En Méjico se han realizado estudios en aguas para la detección de Cryptosporidium parvum y Giardia lamblia: actualmente no hay lineamientos de calidad que especifiquen la concentración mínima aceptable16

• Argentina. Este país se rige por la ley 11.220 del 30 de noviembre de 1994 de la Provincia de Santa Fe, que fija como límite obligatorio ausencia de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum en el agua potable, ya que en Argentina existe un alto nivel de prevalencia de las enfermedades causadas por estos dos protozoos17. Organismos como la CEPIS, OMS, OPS, se han encargado de fijar los niveles de inactivación y remoción de los ooquistes y quistes de Cryptosporidium y Giardia que se deben tener en cuenta para diseñar y operar un sistema de potabilización de aguas.

• Estados Unidos y Puerto Rico. Estos dos países se rigen por los estándares primarios del reglamento nacional para agua potable, son normas legales que se aplican a los sistemas públicos de los Estado Unidos; esta norma la estableció la Agencia de protección ambiental de los EEUU (USEPA) La norma protege la calidad del agua potable al limitar los niveles de contaminantes específicos que pueden afectar la salud pública. En el año 2002 se incorporó en la norma los valores de ooquistes de Cryptosporidium. Los valores son muy estrictos con respecto al número de microorganismos presentes en el agua. La meta del nivel máximo del contaminante u organismo para el Cryptosporidium, como para la Giardia lamblia es de cero (mg/L). El nivel

16 GARZA, Victoriano, Revista salud y nutrición, vol1 N°3julio-septiembre.[ on line] . Méjico. 2000. www.uanl.mx 17 LURA, María C. BELTRAMINO, Daniel. ABRAMOVICH, Beatriz, CARRERA«et al.», Op.cit.,p. 86.

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máximo de contaminante para el Cryptosporidium Parvum es del 99% de remoción y la Giardia lamblia es del 99.9% de remoción18.

• Colombia. La legislación colombiana actualmente no cuenta con parámetros que indiquen la cantidad mínima de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum en el tratamiento de agua potable. En el decreto 475/1998 solo se tiene en cuenta los valores admisibles desde el punto de vista microbiológico para las bacterias (E. coli, y coliformes totales). El proyecto de ley del agua propone un desarrollo sostenible para administrar de forma correcta los recursos hídricos comprendiendo todo tipo de aguas, según el artículo 20 las entidades encargadas definirán los estándares permitidos para el consumo humano y no afecten a la salud.19 Es importante que los países que no controlen la calidad parasitológica del agua potable, incluyan en su normatividad parámetros como lo recomienda la USEPA y los entes reguladores anteriormente mencionados, para evitar epidemias.

18 USEPA. Estándares Primarios del Reglamento Nacional para agua potable de los Estados Unidos. [on line].EE.UU. 2001.www.acsmedioambiente.com. 19 MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Proyecto ley de agua. Colombia.Octubre 15, 2004.

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3. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

Esta investigación se elaboró teniendo en cuenta la problemática que se ha generado en diferentes países de Europa, Asia y América con respecto a las epidemias que han emergido durante las últimas décadas por la presencia de protozoos en el agua tratada, los alimentos, aguas de recreación y plantas de tratamiento de agua residual. Para el desarrollo de la investigación se realizaron diferentes pruebas en aguas superficiales que pudieran estar contaminadas con los quistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum, con el fin de utilizarlas en el diseño y puesta en marcha de los filtros lentos para la retención de los microorganismos anteriormente mencionados, y así verificar la eficiencia de los tres sistemas de filtración, los cuales se ubicaron en el laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria. A continuación se mencionan detalladamente los pasos que se tuvieron en cuenta para el desarrollo del proyecto. 3.1 PASO 1. RECOPILACION BIBLIOGRAFICA La recopilación bibliográfica se baso en la búsqueda de la información del sistema de filtración lenta y tipos de lechos filtrantes que se iban a diseñar, además se investigaron los microorganismos cloro resistentes que podrían causar epidemias en Colombia y los diferentes entornos en los cuales los quistes habitan, para la documentación se visitó la biblioteca de la Universidad de los Andes, la Luis Ángel Arango, sitios de Internet, (revistas de investigación microbiológica), biblioteca de la universidad de La Salle, la biblioteca de la empresa del Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, ACODAL, y libros de Ingeniería. Sin lugar a dudas esto permitió el desarrollo del proyecto de investigación en todos los aspectos descritos en el mismo. 3.2 PASO 2. PRE EXPERIMENTACION En la fase de pre experimentación se analizaron diferentes tipos de agua (potable, recreacional, superficial,) para determinar la presencia o ausencia de los quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum, debido a los

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resultados obtenidos, y a la cantidad de muestras a analizar se determinó que el sitio de muestreo sería solamente el de agua superficial. A continuación se presenta un diagrama de flujo explicando la fase de pre experimentación (figura 5). Figura 5. Diagrama de flujo de la fase de pre experimentación.

Fuente: Las Autoras, 2005 Las muestras se tomaron en las piscinas del Club Militar en Bogotá, la planta de tratamiento de agua potable en Funza, y en la quebrada Cune (ver tabla 2). En estos muestreos se analizaron los parámetros microbiológicos como se muestra

MUESTREO

1. Análisis microbiológicodirecto en fresco y tinciónZiehl Neelsen; tinción de gramm. 2. Flotación en sulfato de cinc.

Determinación de Giardia y

Cryptosporidium

Club militar (piscina adultos y niños); Planta de tratamiento de agua potable de Funza; Quebrada Cune parte alta y baja; río Fucha; Río San Francisco

CARACTERIZACIÓN

Análisis de muestras fecales para identificación

microscópica de quistes de Giardia y

ooquistes Cryptosporidium

Análisis microbiológicos

1. Filtración por membrana 2. Flotación en sulfato de Cinc 3. Análisis microscópico

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en la Figura 5. Estos análisis se llevaron a cabo con el fin de buscar los quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum. Debido a que los quistes y ooquistes de protozoos se encuentran en muy bajas concentraciones en aguas contaminadas, el volumen de las muestras analizadas en total fue de 132 litros aproximadamente, cabe destacar que esta cantidad de agua es tomada de estudios realizados en otros países donde el volumen mínimo es 100 litros para agua superficial y aún no se ha estandarizado. 20 Tabla 2. Descripción de lugares de muestreo en fase de pre experimentación.

LUGARES DE MUESTREO PUNTO DE TOMA DE MUESTRA

Club militar Las muestras son tomadas en cinco puntos en la Piscina

de adultos y piscina de niños, para obtener un barrido total de las piscinas y las muestras sean representativas.

Muestra total analizada 2 litros

Planta de tratamiento de agua potable(Funza) Las muestras fueron tomadas antes del tratamiento y

después del tratamiento, 2 veces por semana. Total de muestra analizada 24 litros.

Quebrada Cune (Villeta) La muestra de la quebrada Cune se tomó en el punto de la Estación de bomberos dentro del casco urbano de Villeta;

La segunda muestra se tomó en la parte alta de la quebrada cune. Muestra analizada 7 litros

Río Fucha (Escuela de Logística del ejercito) La muestra se recolectó antes del proceso de la planta de tratamiento de agua potable que esta ubicada dentro de la

Escuela de logística del ejército en la localidad de San Cristóbal en Bogotá. Muestra total analizada 60 litros

Río San Francisco El muestreo fue puntual en la Avenida Jiménez con carrera tercera en la localidad de Santa Fe, Bogotá. Muestra total

analizada 40 litros.

Fuente: Las Autoras, 2005.

Las muestras fueron analizadas mediante el mismo procedimiento para determinar la presencia o ausencia de quistes de protozoos, teniendo en cuenta que los laboratorios de la Universidad de la Salle no poseen equipos y técnicas especializadas en la identificación de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum, fue necesario compilar varias técnicas confiables y sencillas que permitieran el análisis parasitológico de las muestras. Este procedimiento se describe a continuación:

1. Se filtra la muestra por medio del equipo de filtración por membrana (millipore), empleando un filtro de 0.45 micras, a la cual se le agregaba una

20 Rose, Joan B.,Lisle, John T.,LeChevallier, Mark. Cryptosporidium and Cryptosporidiosis. New York: Ronald Fayer, 1997.Cap. 4, p.98.

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sustancia llamada tween 80 o polisorbato 80 (sustancia tensoactiva caotrópica, que interrumpe las interacciones hidrofóbicas que constituyen un importante factor de adhesión de los quistes a la fibras del filtro, facilitando su atrapamiento físico).

2. Después de filtrar, la membrana se corta en trozos pequeños y se

sumerge en solución Locke, se agita con el fin de desprender los quistes de la membrana y queden en esta solución.

3. Se agregan 2 ml de muestra en 15 ml de sulfato de zinc para realizar la flotación, técnica que permite concentrar y resuspender los quistes presentes en la muestra, centrifugando a 1500 rpm, durante 5 minutos.

4. Posteriormente se analiza el sobrenadante y el sedimento de cada tubo de

ensayo, mediante exámenes microscópicos directos en fresco y por medio de tinción de Ziehl Neelsen para observar el Cryptosporidium parvum y tinción de Gramm para la Giardia lamblia.

Para realizar el reconocimiento de los quistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum como se explica en la figura 5, se recolectaron tres muestras fecales infectadas con giardiasis en diferentes Hospitales de Bogotá, para la identificación de los microorganismos se siguieron los pasos 3 y 4 descritos anteriormente. Las muestras negativas para Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum se fueron descartando al igual que el punto de muestreo, finalmente se determinó presencia de Giardia lamblia en el río San Francisco, aunque en bajas concentraciones. Por lo tanto se seleccionó este sitio como fuente superficial para realizar el estudio, además de ser un sitio de muestreo cercano a los laboratorios de la Universidad de La Salle.

40

3.3 PASO 3. DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL SISTEMA DE FILTRACION LENTA Al terminar la fase de pre experimentación y con los datos obtenidos se procede a diseñar y construir un sistema de filtración lenta, en el laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de la Salle. Se diseñó un sistema de tres columnas diferentes, la primera de arena, la segunda de antracita y arena, y la tercera de fibras de polipropileno. Este diseño se realizó teniendo en cuenta los parámetros mínimos requeridos para los filtros lentos que garantizarán los resultados de la calidad del agua tratada. Los lechos filtrantes se seleccionaron teniendo en cuenta su tamaño efectivo, en el caso del filtro de arena y el filtro dual. Las fibras de polipropileno se eligieron por ser un material plástico inerte, duradero y de fina porosidad, el cual permite una mejor retención de las partículas. En la figura 6 se observa un esquema del sistema de filtración lenta y sus componentes.

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Figura 6. Sistema de filtración lenta A: Tanque de alimentación B: Bomba sumergible C: Tanque de entrada D: Control de nivel de agua eléctrico o flotador E: Filtro de Arena F: Filtro dual (antracita y arena)

G: Filtro de fibras de polipropileno H: Lecho de arena I, K: Material de soporte (grava) J: Lecho de antracita y arena L: Lecho de fibras de polipropileno M: Falso fondo N: Manguera de alimentación

O: Manguera de entrada con válvula reguladora (4 mm diámetro). P: Manguera de salida con válvula de drenaje (1/2” diámetro). Q: Tanque de salida 1: Capa de agua sobrenadante

B

1 1

1

2 22

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6

6

A

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

MM M

N

O

P Q

42

2, 3, 4 y 5: Piezómetros, puntos de muestreo (4 mm diámetro). 6: Punto de muestreo del efluente Fuente: Las Autoras, 2005. Figura 7. Desarrollo del paso número 3.

Fuente: Las Autoras, 2005. En la figura 7 se muestra detalladamente las actividades que se realizaron para llevar a cabo el diseño y construcción del sistema de filtración lenta.

DISEÑO

Selección de medios filtrantes

Diseño sistema de entrada o alimentación

Elección del sistema de control de velocidad de filtración

CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN

LENTA

Ubicación y distribución de los medios filtrantes y material de

soporte

Instalación del sistema de control del nivel del agua en

el tanque de entrada

Conexión de manguera con control de entrada del tanque alimentador a cada columna

Ubicación del sistema de control en la salida de cada unidad y

tanques de salida

Conexión de bomba sumergible en

tanque alimentador

Instalación de piezómetros y cinta métrica en cada

filtro

Localización y reparación de

fugas

43

3.4 PASO 4. EXPERIMENTACION En la experimentación se evaluó el comportamiento de los filtros en dos etapas, la primera denominada puesta en marcha del sistema y la segunda comparación de las velocidades de filtración en cuanto a la retención de los quistes y ooquistes de protozoos. 3.4.1 Puesta en marcha del sistema de filtración lenta. Luego de construir el sistema de filtración lenta se inició la puesta en marcha del sistema explicada en la Figura 8. Figura 8. Descripción del paso 4. Fuente: Las Autoras, 2005.

PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN

LENTA

Arranque del proceso

1. Llenado de los filtros 2. Calibración de caudales 3. Inicio formación capa biológica 4. Medición de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos 5. Control de la pérdida de carga

Estabilización del sistema de filtración

Maduración de la capa biológica

1. Medición de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos 2. Calibración de caudales 3. Control de la pérdida de carga

Muestreos periódicos en el Río San Francisco

Búsqueda de muestras fecales infectadas con quistes

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El arranque del sistema tenía dos propósitos, los cuales eran permitir la formación y el desarrollo gradual de la capa biológica o “Schmutzdecke” hasta llegar a la maduración, y regulación de la velocidad de filtración. Figura 9. Foto formación de la capa biológica en las columnas de filtración.

Fuente: Las Autoras, 2005. Para la estabilización del sistema fue necesario realizar varias mediciones diarias de parámetros fisicoquímicos (ver Tabla 3) como turbiedad, color y pH, así mismo la pérdida de carga y el caudal ver figura 8; también mediciones eventuales de sólidos totales, nitritos y nitratos, oxígeno disuelto, coliformes totales y E.coli. Tabla 3. Métodos utilizados en la medición de parámetros fisicoquímicos.

PARAMETRO METODO NUMERO EQUIPO

Turbiedad Nefelométrico * 2130B Turbidímetro Hach modelo 2100N

Color Método de comparación visual * 2120B Kit de color Hach

Sólidos Totales Gravimétrico * 2540B

Conductividad Electrométrico * 2510B Electrodo de membrana de platino Hach CO150

PH Electrométrico * 4500H+ B Potenciometro

Oxígeno Disuelto Electrométrico * Potenciometro

Temperatura Dilatación-sensibilidad * 2550B Termómetro de Mercurio

Nitratos Método colorimétrico

(reducción de Cadmio) **

8192 Espectrofotómetro HachDR/2500

Nitritos Método colorimétrico 10019 Espectrofotómetro HachDR/2500 * Standar Methods for Examination of Water and Wastewater ** USEPA accepted or approved for watwr or wastewater analysis Fuente: Las Autoras, 2005.

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3.4.2 Comparación de las velocidades de filtración. En esta etapa de la experimentación se evaluó el comportamiento de los filtros para tres velocidades determinadas a partir de otras investigaciones sobre filtración lenta (0.05 m/h,0.10m/h, 0.15 m/h) en cuanto a la retención de los quistes y ooquistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum, cada velocidad se analizó durante una semana, para esto fue necesario muestrear en cada uno de los puntos donde estaban ubicados los piezómetros, y así permitir observar donde se encontraban adheridos los quistes, además el afluente y el efluente de cada columna. También se realizó el monitoreo del comportamiento de las columnas de filtración, por medio de los análisis fisicoquímicos (turbiedad, color, pH) se realizaron cada 3 horas, teniendo en cuenta los procedimientos del Estándar Métodos para examinación de agua y agua residual, y los análisis microbiológicos se efectuaron diariamente con el fin de evaluar la contaminación fecal que puede indicar la presencia de quistes y ooquistes al sistema de filtración. Debido a las bajas concentraciones de quistes presentes en el canal del Río San Francisco y a veces nulas determinadas en la fase de pre experimentación, se tomaron muestras fecales, contaminadas con Cryptosporidium parvum y Giardia lamblia, de terneros de tres, seis meses de edad y vacas, los cuales son utilizados en la producción de leche y reproducción. Las muestras fueron llevadas al laboratorio para determinar la presencia o ausencia de los quistes de los protozoos a estudiar, estos análisis se realizan por medio de tinción y observación al microscopio, posteriormente se realiza la concentración de quistes en sulfato de cinc y el conteo por medio de observación microscópica con una cámara especial llamada Hemacytometer. Ver Anexo B Posteriormente se calibraron cada unos de los filtros para iniciar el estudio de la primera velocidad (0.05m/h) y así ir aumentando de velocidad para evitar la colmatación rápida de los filtros, la siguiente velocidad fue de (0.10 m/h) y la última velocidad a analizar es de (0.15m/h), con cada tasa de filtración se realizaron los mismos procedimientos, como son los análisis fisicoquímicos y microbiológicos.

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Luego de terminados los análisis con cada velocidad se realizó un raspado en los primeros centímetros de los lechos filtrantes de cada columna de filtración y así determinar de que estaba compuesta la capa biológica y observar si había presencia de quistes en las primeras capas del lecho. Los datos obtenidos de turbiedad, pH, color, coliformes totales y E. coli, en la primera etapa se evaluaron estadísticamente de forma descriptiva ya que se realizaron representaciones gráficas de la información recopilada, puesto que es un método rápido y eficiente para analizar datos. Para el análisis estadístico de la segunda etapa de recolección de datos se realizaron pruebas de rangos múltiples de Duncan21 en los parámetros de turbiedad, pH, color con el fin de comparar las diferentes variables. Los resultados obtenidos en los análisis microbiológicos de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum se evaluaron por medio de estadística descriptiva, debido a que los intervalos que se manejan en la escala de medición (valores que van de cero cuando hay ausencia de organismos y aumenta con la cantidad observada, multiplicando este valor por un factor de 106), por lo tanto no es posible promediar los datos y realizar un análisis inferencial. El desarrollo de esta fase se puede apreciar en la figura 10.

21 La prueba de rangos múltiples de Duncan consiste en comparar todos los pares de medias, cuando los tamaños de las muestras son iguales, además esta prueba es muy eficaz para detectar diferencias entre medias cuando existen diferencias reales.

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Figura 10. Descripción de la fase de comparación de las velocidades.

Fuente: Las Autoras, 2005.

EXPERIMENTACIÓN

Muestreos en el Río San Francisco

Caracterizaciones

Recolección de muestras fecales contaminadas con

quistes

Preparación de muestra con quistes que se agregarán a cada filtro. Conteo de quistes antes de agregarlos al sistema.

Introducción de quistes al sistema

Calibración de caudales Medición de pérdida de carga

Muestreos en cada piezómetro, entrada y salida

de las columnas

Análisis microbiológicos (Giardia, Cryptosporidium, Coliformes totales y E.coli)

Análisis fisicoquímicos en afluente y efluente de los filtros

Inicio de experimentación con la velocidad a analizar

Análisis estadístico descriptivo de los datos recolectados, durante la experimentación

48

4. DISEÑO, CONSTRUCCION Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA EXPERIMENTAL DE FILTRACION LENTA

4.1 DISEÑO Y CONSTRUCCION El diseño del sistema se realizó teniendo en cuenta las dos columnas existentes en el laboratorio de Ingeniería Ambiental. Fue necesario construir otra columna con las mismas características que las existentes puesto que el objetivo era comparar tres tipos de filtros. Con las dimensiones de las tres columnas de acrílico y los parámetros de diseño establecidos por diferentes autores como Jorge Arboleda Valencia, Jairo Alberto Romero y Cinara descritos en la Tabla 1; se determinaron factores como la altura de los lechos y medio de soporte, la capa sobrenadante y velocidades de filtración. A continuación se explican detalladamente cada componente de este diseño. 4.1.1. Columnas de filtración. El sistema de filtración lenta se ubicó en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de la Salle, esta unidad estaba conformada por tres columnas en acrílico con las mismas dimensiones, un sistema de entrada, y tres tanques de salida. Ver Anexo C Cada filtro está compuesto por:

a) El lecho filtrante: tiene la misma altura para cada filtro y está compuesto por uno o dos materiales granulares como la arena y la antracita y fibras como el polipropileno. La arena y la antracita se eligieron teniendo en cuenta el cumplimiento de los estándares para materiales de filtración. Ver Anexo D.

b) Material de soporte: en los filtros de arena y antracita se utilizó grava de diferentes tamaños como medio soporte, para impedir que estos fueran arrastrados a través del sistema de drenaje.

49

c) Piezómetros: en todas las columnas se colocaron cuatro piezómetros que tenían dos funciones, medir la pérdida de carga y servir como punto de muestreo para los análisis microbiológicos. Los piezómetros se construyeron con mangueras de 4 mm de diámetro y en material transparente para facilitar la lectura.

d) Sistema de control de entrada y salida: para mantener la capa de agua

sobrenadante y controlar el caudal en cada sistema se instalaron válvulas en la entrada y salida.

e) Capa de agua sobrenadante: tiene la misma profundidad para cada una de las columnas (0.62 m), se determinó esta altura en base a parámetros ya establecidos.

f) Tanque de salida: para almacenar el agua tratada por día se ubicó un

tanque en las salidas de cada filtro.

g) Falso fondo perforado: soporta la grava y sirve como sistema de drenaje para la recolección uniforme del agua filtrada, el diámetro de los orificios es de 4 mm.

4.1.2. Sistema de entrada. Este sistema consta de: a) Un taque de alimentación: tiene una capacidad de 70 litros, el cual abastece al

sistema de filtración por tres días. El agua almacenada se conduce desde el tanque de alimentación al tanque de entrada por medio de una bomba sumergible (modelo 2E-38N) a través de una manguera de 1/2” de diámetro. ver figura 6

b) Un tanque de entrada: tiene la función de recibir el agua bombeada desde el

tanque de alimentación y distribuirla a cada columna durante las 24 horas del día, ya que el funcionamiento de los filtros era continuo. El nivel del agua en éste recipiente es controlado por un flotador eléctrico conectado en serie a la bomba sumergible.

50

En el fondo del tanque se ubicaron tres mangueras que alimentaban por gravedad a cada uno de los filtros, como se muestra en la figura 6. La entrada del agua es regulada por válvulas instaladas en las mangueras. 4.1.3. Filtro de Arena. El lecho filtrante tiene una profundidad de 62 cm. y está constituido por dos capas de arena fina. La primera, arena estándar con tamaño efectivo de 0.45- 0.55 mm, un coeficiente de uniformidad menor a 5 y una profundidad de 17 cm. La segunda capa de arena es más fina y está ubicada debajo de la arena estándar, tiene un tamaño efectivo entre 0.15 y 0.35 mm y una profundidad de 45 cm. El lecho de arena se ubicó de tal forma que en la capa superior se atraparan y adhirieran las partículas y microorganismos de mayor tamaño, además para evitar que se colmate rápidamente el filtro. Ver figura 11. La arena está soportada por tres capas de grava que van de menor a mayor tamaño (4 mm, 7 mm, 12 mm respectivamente) el cual proporciona el paso uniforme del agua tratada hacia los orificios del falso fondo. Figura 11. Esquema de los componentes del filtro de arena Fuente: Las Autoras, 2005

1.90 m

0.30 m

0.45 m

0.62 m

0.10 m

0.17 m

Arena Te 0.45

Arena Te 0.15 - 0.35

Grava

Falso fondo

Piezómetros

Racor de salida

Capa de agua sobrenadante

0. 08 m

51

4.1.4. Filtro Dual. Este filtro consta de dos lechos filtrantes diferentes (ver figura 12):

a) Lecho de antracita estándar: tiene una profundidad de 40 cm., está ubicado sobre el material de arena. La antracita estándar cuenta con un tamaño efectivo entre 0.8 -1.2 mm.

b) Lecho de arena estándar: tiene un tamaño efectivo de 0.45 mm y con una

profundidad de 22 cm. La profundidad total del lecho filtrante es de 62 cm. Al igual que en el filtro de arena estos lechos están soportador por tres capas de grava ubicadas de menor a mayor tamaño en forma descendente. Estos dos medios filtrantes se eligieron por ser materiales granulares de diferentes tamaños que permiten eliminar partículas por medio de mecanismos físicos y químicos a medida que el agua pasa por el lecho filtrante. La antracita se ubica en la parte superior del lecho filtrante debido a que la granulometría y los espacios entre sus granos son mayores que los de la arena. Este último cumple la función de atrapar las partículas que atraviesan la primera capa, mientras que la antracita retiene los sólidos en suspensión.

52

Figura 12. Esquema del filtro dual. Fuente: Las Autoras, 2005 4.1.5. Filtro de fibras de polipropileno. En este filtro se utilizaron fibras de geotextil no tejido, sobrepuestas una sobre otra, ubicadas de tal manera que se disminuyeran los cortos circuitos en el sistema (ver figura 13). Debido a que este material no es granular y permite un buen drenaje del agua, según las especificaciones técnicas (ver anexo D), este filtro no necesita medio de soporte. La altura del lecho filtrante de esta columna es igual que en los filtros de arena y el dual.

1.90 m

0.30 m

0.22 m

0.62 m

0.10 m

0.40 m

Arena Te 0.45

Antracita Te 0.8-1.2

Grava

Falso fondo

0. 08 m

Piezómetros

Racor de salida

Capa de agua sobrenadante

53

Las fibras de polipropileno se eligieron por ser no biodegradables, por tener un tamaño de abertura aparente de 0.150 mm, además este material permite retener partículas pequeñas, y es duradero.22 Figura 13. Esquema del filtro de fibras de polipropileno Fuente: Las Autoras, 2005. 4.2. TOMA DE MUESTRAS DEL CANAL DEL RIO SAN FRANCISCO

Según lo descrito en la parte de pre experimentación el agua cruda se tomó en el canal del río San Francisco en la parte canalizada carrera tercera con calle 17, ya que los valores de los indicadores fecales se mostraron por encima de la norma para agua segura Dec. 475/98.

22 PAVCO. Colombia.[on line]. www.geosistemaspavco.com.co

1.90 m 0.62 m

0.10 m Falso fondo

0. 08 m

Piezómetros

Racor de salida

Capa de agua sobrenadante

0.62 m Fibras de

polipropileno

54

La frecuencia del muestreo fue dos veces por semana en la primera velocidad (0.05 m/h) y con las demás velocidades (0.10 m/h, 0.15 m/h) tres a cuatro veces por semana, cada volumen de muestra era de 60 lts, a la cual se le realizaba la caracterización fisicoquímica y microbiológica en el laboratorio ver Anexo E Las muestras fueron puntuales y tomadas a la misma hora aproximadamente.

Figura 14. Lugar de muestreo del canal del río San Francisco.

Fuente: Las Autoras, 2005.

4.2.1. Generalidades del río San Francisco. El río San Francisco hace parte de la localidad de Santa Fe en Bogotá; ver Figura 15. Con base en la fisonomía de la vegetación, su cuenca se distingue por dos zonas climáticas: a) una vegetación arbórea que llega hasta los 3.200 a 3.400 m de altitud y corresponde a faja altitudinal montano bajo; b) otra con vegetación predominante herbácea y arbustiva que va desde el limite superior del Montano bajo hasta casi los 3.700 m de altitud, las mayores elevaciones en la cuenca. Figura 15. Foto canal del río San Francisco.

Fuente: Las Autoras, 2005.

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• Precipitación. Las lluvias aumentan con la altura, presentándose las máximas precipitaciones entre los 3000 y 3200 m de altitud. La precipitación promedio es de 1.010 mm durante el año y se presentan dos periodos secos y dos húmedos como corresponde a un régimen de lluvias orográficas. Los periodos más secos son enero- febrero y julio-agosto. • Temperatura. Se estima que las temperaturas en la cuenca, son alrededor de 14°C a una altitud de 2.800 m, de 12°C entre los 3.200 y 3.4000 m y de 9 a 10 °C en las partes más altas a 3.600 metros sobre el nivel del mar. En toda el área se presentan heladas en los meses de enero, febrero y esporádicamente en los meses de octubre, noviembre y diciembre.

• Vientos. El movimiento de masas de aire en la cuenca está determinada por dos grandes fenómenos atmosféricos, los vientos continentales del este y las brisas valle- montaña del oeste. Los vientos del este predominan en los meses de junio, julio y agosto en los que sopla con alguna velocidad y llegan masas de aire frías y secas. En el resto del año con excepción del día en que vienen vientos del este aunque no tan fuertes, la velocidad del viento es baja, fluctuando entre 1 y 2 m/ seg. Y predominan los vientos valle- montaña que provienen del oeste23.

• Contaminación del canal del río San Francisco. La contaminación del canal del río San francisco se debe a que en la parte alta del río donde se encuentra ubicadas algunas estructuras hidráulicas se realizan actividades como el lavado de ropa de indigentes y desplazados, muchos de ellos habitan en esta zona utilizando el río como baño público. Por lo tanto los índices de contaminación fecal en el río son altos.

23 EAAB. DELSA LTDA. Plan de ordenación de las cuencas hidrográficas de los ríos San Francisco y San Cristóbal. Tomo 1.

56

4.3. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN LENTA Figura 16. Columnas de filtración.

Fuente: Las Autoras, 2005. El sistema de filtración lenta ubicado en el laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de la Salle, fue diseñado y construido para una operación continua. El sistema es alimentado por un tanque de almacenamiento que envía a través de una bomba al tanque de entrada el agua contaminada. Posteriormente, el agua es descargada a través de las mangueras de entrada a cada filtro y controlada por válvulas que mantienen la altura de la capa de agua sobrenadante y evitan el rompimiento de la capa biológica. El tiempo de retención de cada filtro es el adecuado para que las partículas y microorganismos se retengan por diferentes mecanismos físicos, químicos y biológicos.

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El sistema de drenaje está compuesto por un falso fondo perforado en acrílico el cual permite la salida del agua en forma uniforme hacia el fondo del filtro. El control del caudal y de la velocidad de filtración, se realiza a la salida de los filtros a través de válvulas reguladoras instaladas en la parte final de cada manguera de salida, por medio de mediciones volumétricas diarias cada tres horas. Para analizar el comportamiento de los filtros y garantizar la calidad del agua filtrada, se realizaron caracterizaciones del afluente y del efluente y mediciones de monitoreo (turbiedad, color y PH) cada tres horas durante el día. La pérdida de carga se midió con el fin de comparar los niveles del agua y determinar la duración de la carrera de filtración en cada columna, ya que el aumento en la pérdida significa la colmatación de los lechos y que se debe realizar la limpieza. Además de medir la pérdida de carga en los filtros, los piezómetros se emplearon como puntos de muestreo para los análisis microbiológicos cuando se agregaron los quistes y ooquistes. La limpieza de los filtros se efectuó raspando y removiendo los dos primeros centímetros de cada material filtrante. 4.3.1. Variables del sistema experimental El estudio se realizó en dos etapas, la primera parte se desarrolla desde que comienzó a funcionar los filtros hasta que se estabiliza el sistema; la segunda etapa fue la comparación de tres velocidades de filtración, en cuanto a la retención de los protozoos agregados a cada columna de filtración. En las dos etapas se tuvieron en cuenta los análisis de las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas de cada unidad. A continuación se presentan detalladamente los parámetros y variables que se tuvieron en cuenta en las dos etapas, para realizar comparaciones en el comportamiento de cada columna de filtración y así determinar cual de estas tiene mayor eficiencia en la retención de los quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum.

58

4.3.2 Criterios de diseño.

• Velocidades. Según referencias bibliográficas24 las velocidades o tasas utilizadas en filtros lentos se encuentran en los rangos de 0.04 a 0.4 m3/m2/ h, por lo tanto se manejaron tres tipos de velocidades las cuales se tomaron dentro los rangos más bajos para evitar que los quistes de protozoos y otros organismos fueran arrastrados. Las velocidades con las que se trabajo fueron las siguientes:

1. 0.05 m/h 2. 0.10 m/h 3. 0.15 m/h

Para llevar a cabo la primera fase se utilizó la velocidad más baja (0.05 m/h), para estabilizar el sistema de filtración y evitar que se colmataran los filtros rápidamente.

• Calculo del caudal. El caudal se calcula con la ecuación Q = A*V (m3/s) Donde A es el área superficial y v es la velocidad de filtración A = L* L L = 0.08 m A = 0.0064 m2 Q1 = A*V1 Q1 _= 0.0064 m2 * 0.05m/h Q1 = 3.2*10-4 m3/h = 0.320 L /h = 5.33 * 10-3 L/min. Q2 = A*V2 Q2 = 0.0064 m2 * 0.10 m/h 24 AWWA. Calidad y tratamiento del agua. Manual de suministros de agua. Madrid: Mc Graw Hill, 2002. p. 532

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Q2 = 6.4*10-4 m3/h = 0.640 L/h = 1.06*10-2 L/min. Q3 = A*V3 Q3 = 0.0064 m2 * 0.15 m/h Q3 = 9.6*10-4 m3/h = 0.960 L/h = 0.16 L/min.

• Tiempos de retención hidráulica. Teniendo en cuenta que el tiempo de retención hidráulica, es el tiempo medio que se demoran las partículas de agua en un proceso de tratamiento25, usualmente se expresa como la razón entre el caudal y el volumen útil, dado por la ecuación: TR= V/Q Donde TR es el tiempo de retención, V es el volumen efectivo y Q es el caudal Los tiempos de retención para la velocidad 0.05 m/h son los siguientes: Filtro de Arena TR1 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (3.2*10-4 m3/h) TR1 = 30.8h Filtro dual TR1 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (3.2*10-4 m3/h) TR1 = 30.8h Filtro de polipropileno TR1 = (1.24 m * 0.0064 m2) / (3.2*10-4 m3/h) TR1 =24.8 h Para la velocidad de 0.10 m/h : Filtro de Arena TR2 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (6.4*10-4 m3/h) TR2 = 15.31 h 25 ROMERO, Jairo Alberto. Tratamiento de aguas residuales. Bogotá: Editorial Escuela colombiana de Ingeniería, 2000. p.1047.

60

Filtro Dual TR2 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (6.4*10-4 m3/h) TR2 = 15.31 h Filtro de Polipropileno TR2 = (1.24 m * 0.0064 m2) / (6.4*10-4 m3/h) TR2 = 12.4 h Para la velocidad de 0.15 m/h: Filtro de Arena TR3 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (9.6*10-4 m3/h) TR3 = 10.26 h Filtro Dual TR3 = (1.54 m * 0.0064 m2) / (9.6*10-4 m3/h) TR3 = 10.26 h Filtro de Polipropileno TR3 = (1.24 m * 0.0064 m2) / (9.6*10-4 m3/h) TR3 = 8.26 h Los tiempos de retención se calcularon con el fin de comparar el afluente con el efluente de cada uno de los filtros.

• Perdida de carga. La pérdida de carga se midió para determinar la carrera de filtración. Se llevó a cabo la medición por medio de los piezómetros instalados en las columnas de filtración, los datos se tomaron tres veces por semana. Ver Anexo F

61

• Parámetros fisicoquímicos y microbiológicos. Las variables que se tuvieron en cuenta en este estudio fueron parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, las cuales se tuvieron en cuenta en las dos fases del proyecto.

• Variables fisicoquímicas. Turbiedad Esta variable es importante en el estudio debido a que es un indicador de eficiencia de los procesos de filtración, ya que refleja una aproximación del contenido de materiales coloides, minerales u orgánicos. Además se ha demostrado que el aumento de la turbidez puede relacionarse con la presencia de quistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum26. Este parámetro también muestra el comportamiento del filtro durante el estudio, puesto que se realizaron mediciones cada tres horas en ambas fases con el fin de registrar su variación con respecto al tiempo. Ver Anexo G Color aparente. El color esta relacionado con las sustancias en suspensión como son el humus, la materia orgánica, iones metálicos, esta variable fue necesaria medirla puesto que la remoción del color en los filtros indica una eficiencia del proceso. El color aparente también se midió cada tres horas durante las dos fases del proyecto. Ver Anexo G pH La medición se realizó cada tres horas al igual que los parámetros anteriormente mencionados para observar el comportamiento de los filtros. Ver Anexo G Sólidos totales. Los sólidos totales se midieron con el fin de caracterizar el agua tomada del río San Francisco, al igual que el efluente de las columnas de filtración para verificar el cumplimiento de la norma de agua potable (Decreto 475 de 1998). Durante el estudio se realizaron 11 pruebas, cabe destacar que estos análisis no fueron

26 LE CHEVALIER , NORTON. Examining relationship between particle counts and giardia, cryptosporidium and turbidity. JAWWA, dec 1992.

62

efectuados periódicamente porque sus resultados tenían poca variabilidad. Ver Anexo G Oxigeno disuelto Este parámetro se midió eventualmente con el propósito de observar que en el filtro no se presentaran condiciones anaeróbicas. Ver Anexo G. Nitratos y nitritos. Los nitratos y nitritos se midieron para determinar la calidad del Río San Francisco y en el sistema de filtración en cuanto a la descomposición de materia orgánica por microorganismos. Estas mediciones se realizaron eventualmente. Ver Anexo G

• Variables microbiológicas. Coliformes totales y Escherichia coli (E. coli) Estos microorganismos se analizaron ya que son indicadores de contaminación fecal y además son adecuados para predecir la presencia de protozoos patógenos, quistes y ooquistes en el agua, asimismo muestran la efectividad del tratamiento de filtración. Se realizaron cultivos en sustrato definido (Chromocult) de coliformes totales y E.coli, aunque este último es un mejor indicador de contaminación fecal que los coliformes totales. En la primera fase se efectuaron mediciones en el afluente y efluente de las columnas de filtración, y en la segunda se analizaron diariamente en cada uno de los piezómetros, afluente y efluente, para observar el comportamiento y la retención de estos en los lechos. Los datos obtenidos se compararon con la normatividad de agua potable. Ver Anexo H.

63

Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum

Estos organismos patógenos fueron agregados a cada columna al inicio de cada fase. Las muestras fueron concentradas a partir de materia fecal bovina y se prepararon de la siguiente manera:

a) Se determinó presencia o ausencia de los quistes de protozoos a evaluar en las muestras fecales de bovinos.

b) Las muestras fecales positivas se unificaron y se concentraron para realizar

el conteo de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum.

c) Posteriormente, se dividió la muestra para ser agregada a cada una de las

columnas, para tener una concentración de quistes y ooquistes aproximadamente igual (Ver Tabla 4).

La Giardia lamblia y el Cryptosporidium parvum fueron agregados a las columnas al inicio de cada velocidad, y fueron analizados durante una semana para cada tasa de filtración. Las muestras fueron tomadas en el afluente, efluente y en los piezómetros de cada columnas de filtración, con el fin de observar la retención y el comportamiento del filtro con respecto a los quistes y ooquistes. Ver Anexo H.

64

Las concentraciones de quistes y ooquistes agregadas en cada velocidad por filtro, fueron las siguientes: Tabla 4. Concentraciones de quistes y ooquistes agregadas en cada columna de filtración.

VELOCIDAD (m/h) QUISTES DE GIARDIA LAMBLIA OOQUISTES DE CRYPTOSPORIDIUM PARVUM

0.05 10.33*106 60*106 0.1 64*106 128*106

0.15 80*106 80*106 Fuente: Las Autoras, 2005. • Componentes de la capa biológica Con el fin de describir la capa biológica de cada columna de filtración se realizaron dos raspados de los lechos durante el estudio, el primero se realizó después de dos meses al colmatarse los filtros retirando 2 cm. de la parte superior del lecho como se indica en la limpieza de los filtros lentos; el segundo raspado se efectuó al finalizar el estudio removiendo los cinco primeros centímetros de cada material filtrante. Posteriormente se analizó el material retirado por medio de exámenes microscópicos directos en fresco.

65

5. PLANTEAMIENTO DE LAS PRUEBAS DE CLORO RESISTENCIA La aparición de organismos resistentes al cloro en los procesos de potabilización del agua ha sido un punto fundamental para reconocer que en Colombia es necesario realizar pruebas de cloro resistencia, ya que estudios indican que las concentraciones de cloro habituales no son efectivas para inactivar totalmente los organismos presentes en el agua. Las pruebas de cloro resistencia consisten en agregar determinadas concentraciones de cloro a cierta cantidad de organismos en este caso la G. lamblia y el C. parvum, durante un tiempo de contacto determinado con el fin de observar el efecto de esta en el protozoo. 5.1 PRUEBAS DE CLORO RESISTENCIA Las normas de los Estados Unidos exigen inactivación del 99.9% de la G. lamblia o 3 logs en la escala logarítmica y para C. parvum la inactivación debe ser 2 logs o 99% de remoción. La escala logarítmica se expresa de la siguiente manera para este tipo de normas: 1 log representa el 90% de remoción 1.5 logs representa 90.5% de remoción 2.0 logs representa 99% de remoción 2.5 logs representan 99.5% de remoción 3.0 logs representan 99.9% de remoción 3.5 logs representa el 99.95% de remoción 4.0 logs representa el 99.99% de remoción Estas son las siguientes variables de las pruebas de cloro resistencia para garantizar la viabilidad de los organismos. La dosis de cloro que permita inactivar los organismos patógenos, el tiempo de contacto y pH determinado ya que este último puede disminuir o aumentar la capacidad de inactivar los quistes u ooquistes, el cloro que permanece activo después de un tiempo de contacto llamado cloro residual. La temperatura es necesaria tenerla en cuenta para asegurar la capacidad de inactivación del protozoo.

66

5.1.1 Valores de inactivación para Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum. A continuación se especifican los valores de cloro y el tiempo de contacto, para una inactivación de 3 Logs o un 99.9% de quistes de Giardia lamblia. Tabla 5. Concentración y tiempos de contacto para inactivar quistes de Giardia lamblia a 15 ° C y pH 7.

CONCENTRACIÓN DE CLORO (mg/L) TIEMPOS DE CONTACTO (min) 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

20

30

40

Fuente: Las Autoras, 2005. Los valores descritos en la tabla 5, fueron tomados a partir de los valores C*t (es la relación entre la concentración de cloro en mg/L y el tiempo de contacto en minutos y se expresa en mg/L/min), establecidos por la EPA, ver anexo I para garantizar la inactivación. Cada concentración se evalúa con respecto a los tres tiempos de contacto. En la siguiente tabla se especifican los valores de cloro y el tiempo de contacto para una inactivación de 2 logs o un 99% de ooquistes de Cryptosporidium parvum. Tabla 6. Concentración y tiempos de contacto para inactivar ooquistes de Cryptosporidium parvum a 15 ° C y pH 7.

CONCENTRACIÓN DE CLORO (mg/L) TIEMPOS DE CONTACTO (min) 70 75 80 85 90

30

60

90

Fuente: Las Autoras, 2005. Los tiempos de contacto y las concentraciones para los ooquistes de Cryptosporidium parvum son diferentes con relación a los quistes de Giardia lamblia puesto que se ha comprobado que el Cryptosporidium parvum es más resistente al cloro.

67

En el Anexo I se encuentra el procedimiento para realizar las pruebas de cloro resistencia

68

6. ANALISIS Y RESULTADOS

6.1 RECOPILACION BIBLIOGRAFICA La recopilación bibliográfica permitió construir el marco teórico y conocer sobre la filtración lenta, para así diseñar un sistema con tres diferentes lechos filtrantes que pudieran retener organismos con tasas de filtración bajas, además que fuera económico. También esta recopilación proporcionó determinar los protozoos que se iban a estudiar, puesto que en los últimos años han existido epidemias emergentes causadas por G. lamblia y C. parvum. Por otra parte modificar y adaptar varias técnicas a las condiciones y materiales existentes en los laboratorios de la Universidad de La Salle, con el fin de poder concentrar los quistes y ooquistes, efectuar su conteo y observarlos al microscopio.

6.2. PRE EXPERIMENTACION

6.2.1. Caracterización de afluentes. Las muestras tomadas en las piscinas de adultos y niños del Club Militar, Planta de Tratamiento de Funza, quebrada Cune de Villeta, río Fucha dieron negativo para la presencia de ooquistes y quistes. En general las muestras analizadas de los diferentes efluentes contaban con flora bacteriana mixta entre ellas huevos de helmintos, algas, amebas, larvas, coliformes totales, E coli y algunas algas. En las piscinas se observó Amebas, flora bacteriana mixta móvil, algas y cocos gram negativos en bajas concentraciones. Las muestras del canal del río San Francisco, señalaron la existencia de organismos, entre ellos Diatomeas, algas verdes, Cianobacterias crisófitas,

69

ooquistes, alga Micraasterium, Pseudocolonias, quistes de Giardia lamblia, quistes de Amebas, Pseudomona Aeruginosa, Coliformes totales y E.coli. Los resultados positivos obtenidos para la presencia de quistes de Giardia Lamblia (1*106 quistes / ml, en una muestra de 60 L de agua) en las muestras del Río San Francisco, permitieron elegir este como la fuente de agua superficial que abasteció el sistema de filtración lenta ubicado en la Universidad de la Salle. 6.2.2 Caracterización de muestras fecales. Los resultados de los conteos de las tres muestras fecales mostraron un total de 1*106 de quistes/ml de materia fecal. Estos quistes no fueron agregados al sistema de filtración debido al deterioro que presentaron al ser refrigerados durante un mes en sulfato de cinc y solución Locke 6.3. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE FILTRACIÓN LENTA El diseño del sistema de filtración lenta permitió realizar un estudio comparativo del comportamiento de las tres columnas de filtración (lecho de arena, lecho dual y fibras de polipropileno). Cabe destacar que al trabajar un área superficial pequeña, el volumen de agua necesaria para los filtros es menor, por lo tanto es más fácil de controlar y medir el caudal. Los materiales filtrantes granulares se escogieron por su tamaño efectivo y coeficiente de uniformidad, con el fin de mejorar el rendimiento del proceso de filtración. Las fibras de polipropileno se eligieron con un tamaño de porosidad pequeño para retener partículas pequeñas. El material de construcción de las columnas proporcionó la observación de la formación gradual de la capa biológica y del proceso de filtración. El diseño del sistema de alimentación por bombeo al tanque de entrada controlada por un flotador eléctrico, permitió mantener un volumen de agua constante para el suministro de los filtros.

70

Las válvulas reguladoras instaladas en las mangueras de entrada y salida facilitaron el control del nivel del agua y los caudales en cada uno de los filtros diariamente. Los piezómetros y el material permitieron la toma de muestras en el análisis microbiológico para una mejor experimentación y una mejor observación de la pérdida de carga. 6.4. EXPERIMENTACIÓN 6.4.1 Primera etapa: puesta en marcha del sistema de filtración lenta. La capa biológica permitió que los valores de turbiedad disminuyeran a medida de que esta se formaba en los tres filtros. El periodo de maduración de la capa biológica en las columnas de filtración varió entre las dos y las cuatro primeras semanas de la puesta en marcha del sistema. El filtro de polipropileno alcanzó su maduración a los 16 días, el filtro de antracita a los 18 días de funcionamiento, en cambio el filtro de arena demoró 30 días en formarse la capa biológica; este análisis de obtuvo de los datos de turbiedad en la primera etapa de experimentación ( ver anexos tabla de turbiedad ). Se realizó un análisis estadístico descriptivo para evaluar los datos recolectados de las variables turbiedad, color, pH, coliformes totales y E.coli., ya que permitió monitorear los parámetros durante esta fase.

71

• Análisis de turbiedad en los diferentes filtros.

Análisis del filtro de arena Figura 17. Comparación de turbiedad en el afluente y efluente del filtro de arena.

COMPARACION DE TURBIEDAD EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE ARENA

0

2

4

6

8

10

12

14

Fecha 21-Oct

27-Oct

03-Nov

08-Nov

13-Nov

19-Nov

07-Dic

28-Ene

24-Feb

DIAS

TUR

BIE

DAD

(NTU

)

ArenaEntradaArenaSalida

Fuente, Las Autoras, 2005 En las gráficas del comportamiento de los tres filtros se puede observar que los valores de turbiedad de entrada son muy variables a través de los días, los valores altos ocurren por las épocas de lluvia ya que se presenta un arrastre de sedimentos en el canal del río San Francisco y los valores muy bajos por los días de lavado del canal. Los valores de turbiedad de salida en la columna de Arena tienen menos variabilidad que los datos de entrada, mostrando la estabilización de la capa biológica y un funcionamiento adecuado del filtro. El aumento en los valores de la turbiedad de salida en la segunda semana de Noviembre indica que la carrera de filtración esta terminando para el filtro de Arena.

72

El menor valor registrado en la turbiedad de salida se observa el día 26 de Enero, puesto que la capa biológica alcanzaba nuevamente su maduración luego del primer raspado realizado el 23 de Noviembre. Análisis del filtro Dual Figura 18. Comparación de turbiedad en el afluente y efluente del filtro Dual.

COMPARACION DE TURBIEDAD EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DUAL

0

2

4

6

8

10

12

14

Fecha 22-Oct

29-Oct

06-Nov

13-Nov

20-Nov

26-Ene

02-Feb

DIAS

TUR

BIE

DA

D (N

TU)

Antracita entradaAntracita Salida

Fuente: Las Autoras, 2005. En cuanto a la gráfica anterior se determinó que la turbiedad comienza aumentar en el mes de octubre en el efluente del filtro, ya que la carrera de filtración esta terminando; se observó que a finales de Diciembre y principios de Enero la turbiedad en el efluente de la columna Dual presenta un decaimiento por la formación de la nueva capa biológica. El mes que registra el valor más alto en efluente es el mes de noviembre, mostrando que la columna de filtración Dual se esta colmatando.

73

Análisis del filtro de fibras de polipropileno Figura 19. Comparación de turbiedad en el afluente y efluente del filtro de fibras de polipropileno.

COMPARACION DE TURBIEDAD EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE POLIPROPILENO

0

2

4

6

8

10

12

14

Fecha 21-Oct

27-Oct

03-Nov

08-Nov

13-Nov

19-Nov

07-Dic

28-Ene

24-Feb

DIAS

TUR

BIE

DA

D (N

TU)

Polipropileno entradaPolipropileno

Fuente: Las Autoras, 2005 La variabilidad de los datos en el efluente del filtro de fibras de polipropileno, como muestra la figura es muy pequeña, ya que los valores se mantienen entre 0 y 3 NTU debido a la estabilidad de la capa biológica. Los valores del afluente al igual que los otros filtros son muy variables debido a la limpieza del canal del Río San Francisco, el pico más alto se observa 28 de Octubre. El filtro cumple con el objetivo de remover la turbiedad ya que los valores que se observan en la gráfica están por debajo de 3NTU. En general teniendo en cuenta el Anexo J. se observó que el mayor promedio de la variable turbiedad en el efluente se observa en el filtro de Arena (2.340 NTU). Se presenta el mismo fenómeno para el afluente en este filtro.

74

Por el contrario el de menor promedio obtenido en el efluente es para el filtro de fibras de Polipropileno, 1.401 NTU. Al parecer este filtro de Polipropileno es el que remueve más turbiedad. Se determinó que los valores para los tres filtros oscilan entre 0.32 y 0.483 el cual indica que existe mucha variabilidad de los datos observados. Por último se presenta un intervalo de confianza del 95% para la media de cada variable observada el cual indicaría que en procesos similares se espera que el promedio se encuentre entre estos límites, lo anterior se puede afirmar con una confianza del 95% En el Anexo J. mostró que los valores medios para el filtro Dual y el filtro de Polipropileno en el efluente son muy cercanos por lo tanto estos filtros tienen mejores características para remoción de turbiedad.

75

Comparación de turbiedad en el efluente de las tres columnas de filtración Figura 20. Comparación de la turbiedad del efluente de las tres columnas de filtración.

COMPARACION DE TURBIEDAD EN EL EFLUENTE PARA LAS TRES COLUMNAS DE FILTRACION

00,5

11,5

22,5

33,5

44,5

5

Fecha 21-Oct

27-Oct

03-Nov

08-Nov

13-Nov

19-Nov

07-Dic

28-Ene

24-Feb

DIAS

TUR

BIE

DAD

(NTU

)

Polipropileno salidaAntracita salidaArena salida

Fuente: Las Autoras, 2005. En el anterior grafico se puede apreciar el comportamiento en el efluente de los tres filtros a través de los días, se observó que el filtro de Arena es en promedio el filtro que remueve menos turbiedad en comparación con los otros dos filtros. En ciertos días (6 de noviembre y 30 de noviembre) el polipropileno es el filtro que mejor se comporta. Se pudo determinar que el comportamiento de la turbiedad en el efluente del filtro Dual, tiene un aumento en el mes de octubre, esto sucede por el proceso de maduración de la capa biológica. En los filtros de Arena y el de fibras de polipropileno hay una disminución de la turbiedad en los últimos meses analizados debido a que nuevamente la capa biológica estaba en su mejor punto de maduración. En general para la gráfica se observó que la turbiedad en el efluente de los tres filtros tiene un comportamiento muy estable.

76

Las tres columnas de filtración, mostraron un comportamiento óptimo de la turbiedad en el efluente cumpliendo con la normatividad, ya que los valores del efluente de estos filtros fueron menores a 5 NTU. Porcentajes de remoción de turbiedad Los porcentajes de remoción de turbiedad para los valores mínimos, máximos y medios correspondientes a cada filtro se resumen en la Tabla 8. Tabla 7. Comparación de los porcentajes de remoción de turbiedad en los filtros de Arena, Dual y Fibras de polipropileno.

PORCENTAJE DE REMOCIÓN ( %) VALORES DE TURBIEDAD

FILTRO ARENA FILTRO DUAL FILTRO POLIP. Máximo 62,80 74,34 77,94 Mínimo 54,86 71,14 42,95 Media 61,06 72,79 75,52

Fuente: Las Autoras, 2005. Los porcentajes de remoción de turbiedad indican que el filtro Dual con el 72.79% tiene una mayor eficiencia que los filtros de Arena y fibras de Polipropileno por la actividad microbiana de niveles tróficos altos presentes en la capa biológica. Se determinó que el filtro de Arena presenta menor porcentaje de remoción de turbiedad con un 61.06% debido a que en la biocapa la presencia de microorganismos fue menor, cabe aclarar que en esta etapa se trabajó con una velocidad de filtración de 0.05 m/ h.

77

• Análisis de color en los diferentes filtro.

Comportamiento del color en los diferentes filtros.

Figura 21. Comparación del color en el afluente y efluente del filtro de Arena.

COMPARACION DEL COLOR EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE ARENA

0

5

10

15

20

25/10/04 2/11/04 6/11/04 12/11/04 18/11/04 3/12/04 27/1/05 2/2/05

DIAS

CO

LOR

(Pt-C

o)

ArenaentradaArenasalida

Fuente: Las Autoras, 2005 Figura 22. Comparación del color en el afluente y efluente del filtro de Dual.

COMPARACION DE COLOR EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DUAL

05

101520

25-10-04

27-10-04

28-10-04

29-10-04

02-11-04

03-11-04

04-11-04

05-11-04

06-11-04

08-11-04

10-11-04

11-11-04

12-11-04

13-11-04

16-11-04

17-11-04

18-11-04

19-11-04

20-11-04

30-11-04

03-12-04

07-12-04

25-01-05

26-01-05

27-01-05

28-01-05

29-01-05

01-02-05

02-02-05

24-02-05

25-02-05

DIAS

CO

LOR

(Pt-

Co)

AntracitaEntradaAntracitasalida

Fuente: Las Autoras, 2005.

78

Figura 23. Comparación de color en el afluente y efluente del filtro de fibras de polipropileno.

COMPARACION DEL COLOR EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE FIBRAS DE POLIPROPILENO

02468

10121416

25/10/04 2/11/04 6/11/04 12/11/04 18/11/04 3/12/04 27/1/05 2/2/05

DIAS

CO

LOR

(Pt-C

o)

PolipropilenoEntradaPolipropileno Salida

Fuente: Las Autoras, 2005.

Los anteriores gráficos tienen un comportamiento muy similar ya que se observó que el contenido de sólidos totales en el afluente es muy bajo, por lo tanto la variación del color durante esta etapa fue muy poca. En el transcurso de los días se pudo apreciar que los valores del afluente en los filtros son altos y su remoción disminuye considerablemente. Además se observó que los tres filtros cumplen con la normatividad puesto que los valores del efluente están por debajo de los 15 Pt- Co siendo este el valor que exige la norma para agua potable. El Anexo K indicó que el mayor promedio de color en el efluente se presentó en el filtro de Arena (4.263Pt-Co). Por el contrario se determinó que la mayor remoción de color en el efluente se presentó en el filtro de Polipropileno (3.913 Pt-Co) ya que las fibras no aportan color al agua.

79

Al observar el Coeficiente de variación CV de cada una de las variables este oscila entre 0.253 Pt-Co y 0.281 Pt-Co, por lo tanto no existe mucha variabilidad de los datos observados. Por último se presenta un intervalo de confianza del 95% para la media de cada variable observada, el cual indicará que en procesos similares se espera que el promedio se encuentre entre estos límites. Lo anterior se puede afirmar con una confianza del 95%. Comparación del color en el efluente para las tres columnas de filtración Figura 24. Comparación del color en el efluente para los filtros de Arena, Dual y fibras de Polipropileno.

COMPARACION DEL COLOR EN EL EFLUENTE DE LOS TRES FILTROS

0

1

2

3

4

5

6

7

Fecha 28-Oct 03-Nov 06-Nov 11-Nov 16-Nov 19-Nov 03-Dic 26-Ene 29-Ene 24-Feb

DIAS

CO

LOR

(Pt-C

o)

Arena salida

Antracita Salida

PolipropilenoSalida

Fuente: Las Autoras, 2005. El anterior grafico corresponde a la comparación del efluente de los filtros de Arena, Dual y el de Polipropileno, como se pudo observar para los días del 16 de noviembre hasta el 3 de Diciembre el polipropileno remueve más color que los otros dos filtros por la estabilización de la nueva biocapa después de realizar la limpieza del filtro. Se determinó que los primeros días el color en el efluente de los tres filtros aumenta de forma significativa porque la capa biológica no ha alcanzado su

80

madurez, a medida que transcurren las semanas se observó una mayor estabilidad para cada uno de los filtros. De manera muy general los filtros poseen un comportamiento similar a través del tiempo. Porcentaje de remoción de color. Tabla 8. Porcentajes de remoción de color en los filtros de Arena, Dual y fibras de Polipropileno.

PORCENTAJE DE REMOCIÓN (%) VALORES DE COLOR

FILTRO ARENA FILTRO DUAL FILTRO POLIP.

Máximo 55.55 60.78 57.78 Mínimo 50 66.66 41.66 Media 59.02 61.60 36.69

Fuente: Las Autoras, 2005. El filtro Dual tiene un porcentaje de remoción de color del 61.60%, indicando que este filtro se comporta mejor en relación con los otros dos filtros; este análisis se realizó para la velocidad de 0.05m/h; el filtro de polipropileno registra los valores más bajos (36.69%) en remoción de color; la arena mostró un porcentaje del 59.02%. La remoción de color en el Filtro Dual se debe a las características de la antracita y su capacidad de retener material en suspensión, además por la ubicación de los lechos filtrantes de mayor a menor tamaño efectivo que proporciona una mejor adhesión de las partículas.

81

Análisis de pH en los diferentes filtros Figura 25. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro de Arena.

COMPARACION DEL PH EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE ARENA

5,506,006,507,007,508,008,509,009,50

13--O

ct

22--O

ct

27--O

ct

29--O

ct

03--N

ov

05--N

ov

09--N

ov

11--N

ov

13--N

ov

17--N

ov

19--N

ov

30--N

ov

03--D

ic

25--E

ne

27--E

ne

29--E

ne

02--F

eb

25--F

eb

DIAS

PH

Arena salida Arena entrada

Fuente: Las autoras, 2005. Se observó que el filtro de Arena a medida que pasó el tiempo disminuye en el pH pues en las últimas semanas se presentó valores bajos de pH en el efluente debido a la descomposición de la materia orgánica y las condiciones anaerobias generadas en las capas más profundas del lecho filtrante.

82

Figura 26. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro Dual.

COMPARACION DEL PH EN ELAFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DUAL

5,506,507,508,509,50

10,5011,5012,50

13--

Oct

22--

Oct

27--

Oct

29--

Oct

03--

Nov

05--

Nov

09--

Nov

11--

Nov

13--

Nov

17--

Nov

19--

Nov

30--

Nov

03--

Dic

25--

Ene

27--

Ene

29--

Ene

02--F

eb

25--F

eb

DIAS

PH

Antracita salida Antracita entrada

Fuente: Las autoras, 2005. Para el filtro Dual se logró observar que el pH a lo largo de todo el experimento disminuye en el efluente; el valor más bajo de pH en el efluente se presentó en el mes de noviembre. Con respecto a la entrada los valores más altos se observaron en el mes de Noviembre y los más bajos en el mes en el mes de Octubre. El Filtro dual es más estable en el comportamiento de la variable de pH. Figura 27. Comparación del pH en el afluente y efluente del filtro de fibras de Polipropileno.

COMPARACION DEL PH EN EL AFLUENTE Y EFLUENTE DEL FILTRO DE FIBRAS E POLIPROPILENO

5,506,507,508,509,50

10,50

13--O

ct

22--O

ct

27--O

ct

29--O

ct

03--N

ov

05--N

ov

09--N

ov

11--N

ov

13--N

ov

17--N

ov

19--N

ov

30--N

ov

03--D

ic

25--E

ne

27--E

ne

29--E

ne

02--F

eb

25--F

eb

DIAS

PH

Polipropileno salida Polipropileno entrada

Fuente: Las autoras, 2005.

83

El filtro de polipropileno se comporta similar, que el filtro Dual esto quiere decir que los dos filtros tienden a ser más estables a través del tiempo. Los meses en que se observaron valores más bajos de pH son los meses de noviembre y febrero en cuanto al efluente debido a que la capa biológica contenía una población microbiana mayor que en los meses anteriores. Como se mostró en la Anexo L el comportamiento del afluente con respecto al efluente indicó que la variabilidad en cada uno de los tres tipos de filtros es mínima. Según la prueba de DUNCAN (ver Anexo M) se pudo inferir que el pH en los tres filtros tiene un comportamiento significativo, esto quiere decir que para evaluar esta variable se puede trabajar con cualquiera de los filtros de Arena, Dual o de Polipropileno.

• Pérdida de carga. Figura 28. Pérdida de carga de las tres columnas de filtración.

PERDIDA DE CARGA

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

13/10

/2004

20/10

/2004

27/10

/2004

03/11

/2004

10/11

/2004

17/11

/2004

24/11

/2004

01/12

/2004

08/12

/2004

15/12

/2004

22/12

/2004

29/12

/2004

05/01

/2005

12/01

/2005

19/01

/2005

26/01

/2005

FECHA

CEN

TIM

ETR

OS ARENA

DUAL

POLIPROPILENO

Fuente: Las Autoras, 2005.

84

La gráfica mostró que el filtro de Polipropileno presentó la mayor pérdida de carga después de estabilizarse la capa biológica ya que la colmatación de este fue más rápida en comparación con los otros dos filtros. En cuanto al filtro que presentó menor pérdida de carga fue el Dual debido a que la porosidad formada entre los granos de la antracita es mayor generando una carrera de filtración más larga. Al inicio de la carrera de filtración el filtro con menos pérdida de carga fue el de Polipropileno y el de mayor valor fue el de la Arena. Entre los días 15 de Diciembre y 19 de Enero se muestra estable debido a que no se midió esta variable por el cierre del laboratorio.

• Sólidos totales. Los valores de los sólidos totales se mantuvieron dentro del parámetro establecido por el Decreto 475/1998. Los análisis no fueron efectuados periódicamente porque sus resultados tenían poca variabilidad. Ver anexo G. Las concentraciones de sólidos totales se encontraron muy bajas. El canal del río San Francisco tiene un promedio de sólidos totales entre 40 mg/L y 80 mg/L.

• Oxígeno disuelto.

El río San Francisco presentó valores de oxígeno disuelto entre 5mg/L y 7 mg/L. El oxígeno Disuelto se reduce en el proceso de filtración debido a la actividad biológica del schmutzdecke que se presentan en los filtros.

• Nitratos Y Nitritos. Los valores de nitratos y nitritos estuvieron siempre por debajo de la norma, encontrándose entre 0 y 0.01 mg/L de NO2- para nitritos y nitratos entre 0.01 mg/L de NO3

– y 0.013 mg/L en el sistema de filtración, estos resultados se presentaron

85

debido a que el canal del río San Francisco contiene rangos bajos en nitratos y nitritos y a la descomposición de la materia orgánica dentro del sistema de filtración.

• Coliformes totales y E. coli. Los resultados obtenidos en los análisis microbiológicos de Coliformes totales y E coli en los meses de Octubre y Diciembre de 2004, indicaron niveles altos de contaminación del canal del río San Francisco, se encontró que sobrepasaban la norma, valores promedios para Coliformes totales entre 100 y 1000 UFC/100 ml y E coli entre 0 y 300 UFC/ 100 ml, esto indicó la contaminación del agua con materia fecal y por lo tanto un indicio de presencia de quistes y ooquistes. En los análisis microbiológicos realizados en el efluente de los filtros se encontraron valores para E. coli menores a 100 UFC/ 100 ml y Coliformes totales mayores a 100 UFC/ 100 ml indicando que el agua filtrada no cumple con la normatividad en ninguno de los tres filtros. A partir de marzo se observó una disminución de Coliformes totales y E. coli en el canal del río San Francisco debido a la limpieza mensual. A comparación con los datos de Octubre a Diciembre los filtros mejoraron en cuanto a la retención de estos microorganismos debido a la maduración de la capa biológica. Ver Anexo H. En el mes de Abril se presentó un arrastre de los Coliformes totales y E. coli ya que se puede observar que las unidades formadoras de colonia (UFC) aumentan de manera significativa en el efluente de los filtros, sobrepasando en algunos casos la norma. Se determinó que el E coli, se encontró retenido en los puntos 2,3 y 5 con mayor cantidad en el punto tres (150 UFC/ 100 ml), para el filtro de Arena y los Coliformes totales se presentó retención en los puntos 4 y 5, siendo el punto 4 (290 UFC/ 100 ml), el de mayor concentración de Coliformes.

86

En el filtro Dual el E coli fue retenido en los puntos 3, 4 y 5, observándose mayor número de microorganismos en los puntos 4 y 5 (50 UFC/ 100 ml). Para Coliformes totales los puntos 3 y 4 presentaron mayores niveles, en el punto 4 se presentó una concentración de (150 UFC/100 ml). En cuanto al filtro de polipropileno se presentó retención de E coli en los puntos 2, 4 y 5, siendo el punto 4 el de valor más alto (180 UFC/ 100 ml) y Coliformes totales los puntos 3, 4 y 5, observándose en el punto 5 mayor concentración (620 UFC/100 ml).

• Análisis de la capa biológica. En el raspado realizado para el filtro de Arena, se encontraron quistes de amebas, algas verdes entre ellas micrasteria, diatomeas, algas café, algunos protozoos, microalgas, cianobacterias. Además se observaron ditritos, cadáveres de algas En general en este filtro se observó buena actividad bacteriana. Para el filtro Dual se observó existencia de niveles tróficos superiores como los protozoos, paramecios y rotíferos, depredadores de bacterias como los ciliados, algas crisófitas y microsterias, baja población de bacterias, bajo contenido de ditritos. En el filtro de fibras de polipropileno se encontraron los niveles más bajos de ditritos en comparación con los filtros de Arena y Dual, baja población bacteriana y presencia de algas crisófitas. 6.4.2. Segunda fase: comparación de las velocidades. En esta fase se comparan las variables turbiedad, Color, pH, coliformes totales, E. Coli, quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum, con las velocidades de filtración (0.05m/h, 0.10 m/h, 0.15 m/h) en cada columna de filtración. El análisis estadístico se evaluó por la prueba de rangos múltiples de Duncan, esta consiste en comparar todos los pares de medias, cuando los tamaños de las muestras son iguales, además esta prueba es muy eficaz para detectar diferencias entre medias cuando existen diferencias reales27. 27 MONTGOMERY, Douglas. Diseño y análisis de experimentos. Méjico: Editorial Limusa Willey, 2004.p. 100.

87

• Análisis de la turbiedad con relación a las tres velocidades. Figura 29. Análisis de turbiedad con relación a las tres velocidades.

ANALISIS DE TURBIEDAD CON RELACION A LAS TRES VELOCIDADES

1,51,551,6

1,651,7

1,751,8

1,851,9

1,952

1 2 3

VELOCIDADES (m/h)

TUR

BIED

AD E

N E

L EF

LUEN

TE

(NTU

)

Fuente: Las autoras, 2005. La velocidad 1 corresponde a 0.05 m/h, la velocidad 2 es 0.10 m/h y la velocidad 3 corresponde a 0.15 m/h. Como se pudo ver en el anterior grafico a mayor velocidad la turbiedad en el efluente es también mayor, en otras palabras la velocidad que genera mejor remoción en cuanto a la turbiedad es la velocidad 1. Se pudo observar que existen diferencias significativas del 5% entre las velocidades 3 - 1 y 2 - 1 pero no presenta diferencia las velocidades 3 – 2 Como se puede apreciar en el Anexo N. La velocidad 1 remueve mayor de turbiedad en efluente, puesto que existe una diferencia significativa de esta velocidad en comparación con las velocidades 2 y 3 las cuales no presentan diferencia significativa entre sí.

88

Análisis de la turbiedad con respecto a los filtros de arena, dual y polipropileno

Figura 30. Análisis de turbiedad con relación al tipo de filtro.

COMPARACION DE LA TURBIEDAD EN CADA UNO DE LOS FILTROS

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

1,95

2

1 2 3

TIPO DE FILTRO

TUR

BIED

AD (N

TU)

Fuente: Las Autoras, 2005. Como se puede observar en el anterior gráfico, donde el filtro 1 corresponde a la arena, el filtro 2: filtro Dual, el filtro 3 es el de polipropileno.; la columna que más remueve la turbiedad es el filtro 1 debido a la rápida estabilización de la capa biológica en esta etapa, y el que presenta mayor promedio de turbiedad en el efluente es el filtro 2 que corresponde al Dual. Como se puede apreciar en la gráfica existe diferencia significativa entre los filtros 2 y 1 que corresponden al filtro Dual y Arena respectivamente. Sugiriendo que se trabaje con el filtro de Arena para la remoción de turbiedad en esta etapa.

89

Análisis de la turbiedad comparando los tipos de filtros y las velocidades Figura 31. Análisis de turbiedad comparando los tipos de filtros y las velocidades.

ANALISIS DE TURBIEDAD COMPARANDO LAS VELOCIDADES Y LOS FILTROS

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

1 2 3

TIPO DE FILTRO

TUR

BIED

AD E

FLU

ENTE

(NTU

)

velocidad-1velocidad-2velocidad-3

Fuente: Las Autoras, 2005.

Como se pudo comparar en el anterior gráfico la velocidad 1 (0.05 m/h), presentó menor promedio de turbiedad en el efluente de las tres columnas. En cuanto a esta velocidad el filtro de Arena se remueve mejor la turbiedad.

90

Análisis de la turbiedad en el tiempo Figura 32. Análisis de turbiedad con relación al tiempo.

ANALISIS TURBIEDAD CON RELACION AL TIEMPO

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

1,95

2

4 1 2 3

HORAS

TUR

BIED

AD E

FLU

ENTE

(NTU

)

Fuente: Las Autoras, 2005. Para analizar la variable tiempo se tomaron las horas de muestreo de la siguiente forma: hora 1: 8:00 a.m; hora 2: 11 am; hora 3: 2 pm y hora 4: 5 pm. La prueba de Duncan realizada para evaluar esta variables (Anexo N) mostró claramente la no significancia de las horas, por lo tanto la toma de muestras se puede realizar a cualquier hora sin que se alteren los resultados. La gráfica muestra que en las horas de muestreo de la tarde, los valores de turbiedad aumentaron en comparación con la hora 1 y 2, debido a que las muestras de afluente se agregaban al sistema en las horas de la tarde.

91

• Análisis de color

Análisis de color con relación a las velocidades

Figura 33. Análisis de color comparando las velocidades.

ANALISIS DE COLOR CON RELACION A LAS VELOCIDADES

33,23,43,63,8

44,24,44,64,8

5

1 2 3

VELOCIDADES (m/h)

CO

LOR

EFL

UEN

TE(P

t-Co)

Fuente: Las Autoras, 2005. El anterior gráfico muestra el comportamiento de las tres velocidades de filtración en cuanto al color en el efluente de los tres filtros. La velocidad 3 que corresponde a 0.15 m/h, es la que mejor remueve el color; por lo tanto el promedio de los valores de este. Se encontró que a mayor velocidad menor es el color el efluente de los filtros ya que la acumulación de la materia orgánica de las velocidades anteriores en las primeras capas de los filtros proporciona un mejor funcionamiento de la biocapa. Los Resultados Obtenidos del Anexo O, indicaron una diferencia significativa entre las tres velocidades, es decir que la velocidad 3 (0.15m/h), reiterando que el menor promedio de color en el efluente se presenta en la velocidad tres.

92

Análisis del color con relación al tiempo Figura 34. Análisis de color con relación al tiempo.

ANALISIS DE COLOR CON RESPECTO AL TIEMPO

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

4 1 2 3

HORAS

CO

LOR

EFL

UEN

TE

(Pt-C

o)

Fuente: Las Autoras, 2005. En el gráfico anterior se observa que existe una gran variabilidad del color en el efluente de los filtros a través de las horas, siendo el promedio mas bajo en la hora 2 que corresponde a las 11 am, mientras que la hora 4 que corresponde a las 5 pm es en promedio el valor más alto en el efluente. Se observó claramente que el comportamiento del color es muy variable en las horas de la mañana y las horas de la tarde.

93

Análisis de color en relación a las velocidades y el tiempo

Figura 35. Análisis de color en relación a las velocidades y el tiempo.

ANALISIS DEL COLOR EN RELACION A LAS VELOCIDADES Y EL TIEMPO

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

4 1 2 3

HORAS

CO

LOR

EFL

UEN

TE (P

t-Co)

velocidades-1velocidades-2velocidades-3

Fuente: Las Autoras, 2005.

De acuerdo con el anterior grafico la velocidad 3 sigue siendo la de menor promedio de color en el efluente a través de las horas, mientras que la velocidad 1 tiene un comportamiento diferente, ya que los valores de color en efluente son más altos que en las velocidades 2 (0.10 m/h) y 3 (0.15 m/h)

94

Análisis de ph Análisis del pH comparando las tres velocidades Figura 36. Análisis de pH comparando las velocidades.

Factor Velocidad

6,76,756,8

6,856,9

6,957

7,057,1

7,157,2

1 2 3

Velocidad

pH

Fuente: Las Autoras, 2005. La velocidad 1 que corresponde a 0.05 m/h es la velocidad que presenta menor promedio en el efluente. La velocidad 2 correspondiente a 0.10 m/h, es la que tiene el siguiente promedio más alto y es similar al promedio de la velocidad 3 que es 0.15 m/h Como se pudo observar en el Anexo P, se tiene que los promedios de las velocidades 3 y 2 son estadísticamente iguales y que la velocidad 1 agrupada en la letra B es estadísticamente diferente de las otras dos velocidades, esto quiere decir que a una velocidad de 0.05 m/h , se tiene una mayor disminución en el pH.

95

Análisis del pH comparando las velocidades y el tiempo Figura 37. Análisis de pH comparando las velocidades y el tiempo.

Gráfico de interacción para los factores Velocidad y hora

6,7

6,8

6,9

7

7,1

7,2

7,3

1 2 3Velocidad

hora-4hora-1hora-2hora-3

Fuente: Las Autoras, 2005. Se observa en las cuatro diferentes horas el comportamiento de la velocidad 1 es menor que en las otras dos velocidades. Se deduce que la velocidad que hace que los promedios de pH sean menores en el efluente es la de 0.05 metros / hora debido a que los valores encontrados en el canal del Río San Francisco para esta etapa también fueron bajos por las cargas contaminantes presentes en este.

96

Análisis de pH con relación al tipo de filtro Figura 38. Análisis de pH comparando los tipos filtros.

Factor Tipo

6,916,926,936,946,95

6,966,976,98

6,997

1 2 3

T ipo

Fuente: Las Autoras, 2005. Para este factor Tipo de Filtro se tiene que el tipo 2 correspondiente al filtro Dual es el que posee menor promedio, muy parecido al promedio de pH del filtro de Arena. Sin embargo se observa que en el tipo 3 correspondiente al filtro de Polipropileno, es el que tiene un promedio alto, se observó que los filtros de menor pH en el efluente son los filtros y 1 (Arena) y 2 (Dual). En el Anexo Q. Se observaron que los promedios para cada uno de los filtros son iguales, luego no hay diferencia marcada en las tres columnas de filtración.

97

Análisis del pH comparando las velocidades y el tipo de filtro Figura 39. Análisis de pH comparando las velocidades y el tipo de filtro.

Gráfico de interacción para los factores Tipo y Velocidad

6,76,756,8

6,856,9

6,957

7,057,1

7,157,2

1 2 3

T ipo

Velocidad-1Velocidad-2Velocidad-3

Fuente: Las Autoras, 2005.

Se tiene que la velocidad 1 obtuvo el menor promedio de pH en el efluente, luego los filtros 1 y 2 son los que tienen un menor promedio de pH en la velocidad de 0.05 m / h. Análisis de pH comparando los tipos de filtros y el tiempo Figura 40. Análisis de pH comparando los tipos de filtros y el tiempo.

ANALISIS DE PH COMPARANDO EL TIPO DE FILTRO Y EL TIEMPO

6,8

6,85

6,9

6,95

7

7,05

7,1

4 1 2 3

TIEMPO (HORAS)

pH

Tipo-1

Tipo-2

Tipo-3

Fuente: Las Autoras, 2005.

98

Se observó que la hora de muestreo no interfiere en la variación del pH, puesto que en todas las horas el pH tiene un comportamiento poco variable, en cuanto al tipo de filtro se determinó que el filtro 2, es decir el Dual, presenta un menor promedio de pH en el efluente.

• Análisis de la pérdida de carga.

Figura 41. Pérdida de carga para los tres filtros.

PERDIDA DE CARGA

0,5

1

1,5

2

2,5

08/04

/2005

10/04

/2005

12/04

/2005

14/04

/2005

16/04

/2005

18/04

/2005

20/04

/2005

22/04

/2005

24/04

/2005

26/04

/2005

28/04

/2005

30/04

/2005

02/05

/2005

04/05

/2005

06/05

/2005

DIAS

CEN

TIM

ETR

OS

ARENADUALPOLIPROPILENO

Fuente: Las Autoras, 2005. Como se puede observar en la gráfica hay un aumento en la pérdida de carga al inicio de cada velocidad, entre los días ocho y nueve de Abril, correspondientes a la primera velocidad, debido a la muestra preparada de materia fecal bovina contaminada con quistes y ooquistes, puesto que esta solución era saturada por la composición de la materia fecal. Para la segunda velocidad se generó un aumento en la pérdida de carga, entre los días veinticinco y veintiséis de Abril; en la tasa de filtración de 0.15 m/h el aumento se vio reflejado entre los días dos y cuatro de Mayo. Durante la primera velocidad el filtro de Arena mostró el menor valor de pérdida de carga.

99

El filtro de polipropileno presentó mayor pérdida de carga en las tres tasas de filtración (0.05 m/h, 0.10 m/h y 0.15 m/h). El filtro Dual mostró la menor pérdida de carga para las velocidades de 0.10 m/h y 0.15 m/h, aunque los últimos dos días presentó un aumento significativo en esta variable, indicando la saturación del filtro. En la tercera velocidad, las columnas de filtración aumentaron notablemente la pérdida de carga, debido a que finalizaba la carrera de filtración.

• Análisis de las velocidades de filtración para la retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum.

Se realizó un análisis estadístico descriptivo para la evaluación de los datos obtenidos en la experimentación con cada una de las velocidades, puesto que los rangos que se utilizan en la medición de los quistes y ooquistes son muy amplios lo que impide realizar una estadística inferencial. Estos resultados se expresaron por medio de la relación entre el número de muestras positivas para quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum y el total de muestras analizadas y su porcentaje correspondiente, de la siguiente manera: Porcentaje de muestras positivas = número de muestras positivas * 100 número de muestras analizadas

100

Tabla 9. Porcentaje de muestras positivas quistes y ooquistes observadas en el efluente de cada filtro.

PORCENTAJE DE MUESTRAS POSITIVAS EN EL EFLUENTE (%)

FILTRO DE ARENA FILTRO DUAL FILTRO DE POLIPROPILENO

VELOCIDAD (m/h)

MUESTRAS ANALIZADAS

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0.05 18 5.55 5.55 5.55 11.11 5.55 5.55

0.10 21 9.52 14.28 Ausencia Ausencia 4.76 Ausencia

0.15 16 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia 6.25 18.75 Fuente: Las Autoras, 2005. Se observa que para la velocidad de 0.05 m/h, el 5.55 % de las muestras de los efluentes en los tres filtros resultaron positivas para quistes de Giardia lamblia, indicando un comportamiento similar en cuanto a la retención del protozoo. En cuanto las muestras positivas para los ooquistes de Cryptosporidium parvum, el filtro de Arena y polipropileno mostraron el mismo porcentaje (5.55%); por el contrario el filtro Dual presentó un 11.11 % de muestras positivas. En la velocidad de 0.10 m/h se observa que los porcentajes de muestras positivas encontradas en el filtro de Arena para ambos protozoos son más altas en comparación con la velocidad de 0.05 m/h. Los porcentajes de muestras positivas más altos para los protozoos en la velocidad 0.10m/h se presentaron en el filtro de Arena. El filtro Dual mostró en la velocidad de 0.10 m/h ausencia de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum en comparación con las otras columnas. El filtro de polipropileno en el efluente mostró ausencia de ooquistes de Cryptosporidium parvum para la velocidad de 0.10 m/h. El filtro de Arena y el filtro Dual para la velocidad de 0.15 m/h se comportaron igualmente ya que hay ausencia de protozoos de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum en sus efluentes.

101

Para las tres velocidades se observó que el mayor porcentaje de muestras positivas para ooquistes de Cryptosporidium parvum se encuentra en el efluente del filtro de polipropileno. Teniendo en cuenta los valores de los porcentajes de muestras positivas para los protozoos estudiados, se determinó el porcentaje de retención de la siguiente manera: Porcentaje de protozoos retenidos = 100 - % de muestras positivas en el efluente28. Tabla 10. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes de Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum.

PORCENTAJE DE RETENCIÓN (%)

FILTRO DE ARENA FILTRO DUAL FILTRO DE POLIPROPILENO

VELOCIDAD (m/h)

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0.05 94.45 94.45 94.45 88.89 94.45 94.45

0.10 90.48 85.72 100 100 95.24 100

0.15 100 100 100 100 93.75 81.25

Fuente: Las Autoras, 2005. 28 Slow sand filter and package treatment plant evaluation operation costs and renoval of bacterial, Giardia and trihalomethans pag. 28

102

Gráficas del porcentaje de retención para Giardia y Cryptosporidium Figura 42. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes en la velocidad de 0.05 m/h.

% DE RETENCION EN LA VELOCIDAD 0.05 m/h

80

85

90

95

100

Arena Dual Polipropileno

TIPO DE FILTRO

PORC

ENTA

JE(%

)

Giardia

Cryptosporidium

Fuente: Las Autoras, 2005. Se observó en la gráfica que para la velocidad de 0.05 m/h la retención de los quistes de Giardia lamblia es del 94.45 % en los tres filtros. En cuanto los ooquistes de Cryptosporidium parvum el que presentó menor porcentaje de retención fue el filtro Dual con un valor de 88.89%, por otra parte los filtros de Arena y polipropileno mostraron valores de 94.45% de retención de los ooquistes.

103

Figura 43. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes en la velocidad de 0.10 m/h.

% DE RETENCION EN LA VELOCIDAD DE 0.10 m/h

7580859095

100105

Arena Dual Polipropileno

TIPO DE FILTRO

PORC

ENTA

JE (%

)

Giardia

Cryptosporidium

Fuente: Las Autoras, 2005. Para la velocidad de 0.1 m/h se presentó un porcentaje de retención mejor de ambos protozoos, para el filtro de polipropileno en comparación con el filtro de Arena. En la grafica se puede apreciar que el filtro Dual es el mejor porcentaje tiene de retención para los dos organismos. Figura 44. Porcentaje de retención de quistes y ooquistes en la velocidad de 0.15 m/h.

% DE RETENCION EN LA VELOCIDAD 0.15 m/h

707580859095

100105

Arena Dual Polipropileno

TIPO DE FILTRO

PORC

ENTA

JE (%

)

Giardia

Cryptosporidium

Fuente: Las Autoras, 2005. En la velocidad de 0.15 m/h se analizó que los porcentajes de retención para los quistes y ooquistes en las columnas del lecho de Arena y lecho Dual fueron del

104

100% debido a la acumulación da la materia orgánica y a la actividad biológica de las primeras capas de estos filtros; aunque se observó un alto porcentaje de retención en el filtro de polipropileno 93.75% para quistes de Giardia lamblia. La totalidad de muestras negativas para Giardia lamblia y Cryptosporidium parvum en el filtro Dual correspondientes a las velocidades de 0.10 m/h y 0.15 m/ h indicaron que los organismos agregados fueron retenidos en el lecho, mostrando una eficiencia del 100%. En términos generales se observó que el menor número de muestras positivas para los quistes y ooquistes se presentaron en el filtro Dual, por lo tanto este es el filtro de mejor retención. Análisis de quistes y ooquistes en los puntos de los lechos filtrantes. En cuanto a los análisis realizados en la velocidad de 0.05 m/h, en los diferentes puntos de los lechos filtrantes, se encontró que el mayor número de quistes de Giardia lamblia retenidos en el filtro de Arena fue en el punto tres y para el Polipropileno en el punto cuatro, ambos con un valor de 1*106 quistes /ml. Por el contrario en el filtro Dual no se observaron quistes en las muestras analizadas. Los ooquistes de Cryptosporidium parvum no fueron observados en los puntos muestreados para la primera tasa de filtración. Para la velocidad de 0.10 m/h, en el filtro de Arena no se encontraron quistes de Giardia lamblia ni ooquistes de Cryptosporidium parvum en los puntos, igualmente en el filtro Dual. En el filtro de Polipropileno se encontraron quistes de Giardia en el punto tres (1*106 quistes/ml) y ooquistes de Cryptosporidium (1*106 ooquistes/ml), en el punto cuatro 4*106 ooquistes /ml. En el filtro de Arena, para la velocidad de 0.15m/h, se encontraron quistes y ooquistes en el punto tres con un valor de 1*106 organismos /ml para ambos protozoos.

105

Para el filtro Dual se observaron 1*106 quistes /ml de Giardia en el punto cuatro y ausencia de ooquistes. El filtro de polipropileno en el punto dos registró 1*106 quistes /ml de Giardia y la misma concentración para ooquistes de Cryptosporidium parvum.

• Análisis de Coliformes totales y E. Coli. Primera velocidad (0.0.5 m/ h) En el filtro de arena se pudo observar una retención del 100 % para Coliformes totales y E coli. Ver Anexo R En los puntos que más se retuvo el E coli, fueron el dos, tres y cinco, siendo el punto dos el de mayor unidades formadoras de colonia (220 UFC/ 100 ml), en cuanto a los Coliformes totales los puntos de mayor concentración fueron dos y cinco, este último presentó un valor de 220 UFC/ 100 ml. La retención de Coliformes totales y E coli en el filtro Dual fue del 100%. Los puntos donde más se observó presencia de estos microorganismos fueron dos y tres, en el punto dos se determinaron 210 UFC/ 100 ml de E coli y en el punto tres se analizaron 140 UFC / 100 ml de Coliformes totales. En la columna de fibras de polipropileno se determinó una menor retención de E coli y coliformes totales. En los puntos dos y cuatro se observaron las mayores concentraciones de E coli. Para coliformes totales el punto cinco fue el mayor cantidad (240 UFC/ 100 ml). Segunda velocidad (0.10 m/h) En el filtro de Arena se encontró que el primer día no hubo retención de E coli, los demás días analizados se presentó una retención del 100 % cumpliéndose con la normatividad.

106

En general los puntos tres, cuatro y cinco del filtro de Arena presentaron los valores más altos de retención de E coli, el punto cinco mostró el valor más alto 430 UFC/ 100 ml. En cuanto a los Coliformes totales la retención fue del 100% para las muestras analizadas en el efluente de todos los días. Los puntos cuatro y cinco fue donde se encontraron más coliformes totales, siendo el punto cinco el que presentó mayor concentración con un valor de 330 UFC/ 100 ml. En los dos primeros días se esta velocidad, el filtro Dual no cumplió con la función de retener E coli, encontrándose 20 UFC/ 100 ml en el efluente. Esto ocurre por el arrastre generado por el cambio de velocidad de filtración. La retención de E coli se observó en los punto dos, tres y cuatro, presentándose el mayor número de microorganismos en el punto dos con 450 UFC/ 100 ml. En el primer día se observó que no había retención de coliformes totales y los siguientes días no se reportó este microorganismo en el efluente. Los Coliformes totales se observaron en el punto tres y su máximo valor fue de 160 UFC/ 100 ml. De las muestras analizadas en el efluente del filtro de polipropileno dos días mostraron presencia de E coli. En cuanto a E coli para el filtro de polipropileno los puntos dos y cuatro presentaron mayor concentración de estos microorganismos, hallando 670 UFC/ 100 ml en el punto cuatro. Para Coliformes totales el filtro anteriormente mencionado muestra ausencia en el efluente.

107

En los puntos cuatro y cinco se encontró retenidos los Coliformes totales, siendo 700 UFC/ 100 ml el valor más alto. Tercera velocidad (0.15 m/h) Para el filtro Arena se observó que en el efluente del segundo día, en esta velocidad (0.15 m/h), se incrementó notablemente la concentración de E.coli (110 UFC/100 ml) debido al arrastre causado por el aumento de la tasa de filtración; el resto de muestras analizadas después del proceso de filtración mostraron ausencia de este indicador fecal, mostrando una retención alta. Los puntos en los que se determinó mayor presencia de E.coli en el filtro de Arena fueron el dos, cuatro y cinco, reportándose en el punto dos el valor más alto (360 UFC/100 ml). En cuanto a los Coliformes totales, el filtro de Arena reportó ausencia en todas las muestras analizadas en el efluente. Se observó que en los puntos tres y cinco del lecho de arena las concentraciones de Coliformes totales fueron más elevadas, determinándose un valor de 390 UFC/ 100 ml para ambos. Al igual que en el filtro de Arena, el filtro Dual mostró en el efluente del segundo día presencia de E. coli (120 UFC/ 100ml). Los puntos que más mostraron E. coli, en este filtro fueron dos y cuatro con concentraciones de 10 y 100 UFC/100 ml respectivamente. Las concentraciones más altas de Coliformes totales que se encontraron en los lechos del filtro dual son de 410 UFC / 100 ml en el punto cuatro. En el filtro de polipropileno se encontró presencia de E. coli en los dos primeros días debido a que el aumento en la tasa de filtración genera un arrastre de los organismos y partículas que se han quedado retenidos anteriormente.

108

Los puntos que mayor cantidad de E. coli reportaron en el filtro de fibras de polipropileno fueron el dos, tres y cinco, siendo el punto dos el de mayor concentración (300 UFC/100 ml). En el efluente del filtro de polipropileno, solo se registraron Coliformes totales en el primer día (40 UFC/100 ml), en cuanto a los puntos analizados del lecho filtrante se observaron las mayores concentraciones en el cuatro y el cinco con 100 UFC/ 100 ml para ambos.

• Análisis de la capa biológica. En los raspados realizados después de la segunda fase de experimentación se observó que en el filtro de Arena se encontraban quistes de Giardia, cristales de calcio, algas verdes que coayudan a la filtración, cadáveres de algas. En el filtro Dual se encontró menor cantidad de cadáveres de algas con respecto al filtro de Arena, se determinó una excelente producción de microorganismos en el lecho, es decir, un alto nivel trófico. El filtro de polipropileno se encuentra en una fase primaria, es decir, que termina la fase de descomposición y comienza la etapa de depredación. Al igual que en el filtro de Arena y el Filtro Dual, se hallaron cadáveres de algas, presencia de quistes de Giardia lamblia, paramecios, diatomeas, rotífero; hay mayor actividad microbiana con respecto a los demás filtros. En las primeras capas de los filtros no se encontraron ooquistes de Cryptosporidium parvum ya que fueron retenidos en las capas más profundas.

109

7. ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD PARA LOS FILTROS LENTOS DE ARENA,

DUAL Y FIBRAS DE POLIPROPILENO PARA UNA POBLACION RURAL DE VILLETA

Se realizó un estudio de prefactibilidad (Ver Anexo S) con el fin de comparar los tres sistemas de filtración lenta para la retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum, proyectando los diseños para una población rural de Villeta con la velocidad de filtración (0.15 m/h) que mejor resultados de retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum se obtuvo en la experimentación. Para llevar a cabo este análisis fue necesario estimar los siguientes datos: Población inicial, Pi: 1530 habitantes. Periodo de diseño, T: 15 años Tasa de crecimiento anual, r: 3% Consumo aproximado por habitante, según Cinara: 80 L/ hab. – día Se efectuó la proyección de la población, PF= Pi (1+ r) T= 2383.7 hab. ≈ 2400 hab, para la determinación de caudal promedio. Q prom. = Consumo * Población 86400 Q prom. = 80 L/ hab. – día * 2400 hab. = 2.22 L/s 86400 Luego se calculó el caudal máximo de diseño, tomándose como factor de mayoración de 1.8 29 para poblaciones de Colombia menores a 5000 habitantes. 29 LÓPEZ CUALLA, Ricardo Alfredo. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. Bogotá: Escuela Colombiana de Ingenierías, 2001. p. 55.

110

Q máx. = 1.8 * 2.22 L/s = 4 L/s = 14.4 m3/h. Posteriormente se determinó el Área superficial de los filtros con la tasa escogida: Área superficial = Q máx. = 14.4 m3/h = 96 m2 V 0.15 m/h Se diseñan dos unidades de filtración, ya que cuando un filtro está en mantenimiento o limpieza, es necesario que la otra unidad esté trabajando y para garantizar la calidad del agua tratada. Teniendo en cuenta el área superficial calculada, las dimensiones para cada unidad de filtración son las siguientes: Longitud, L = 12 m Ancho, A = 4 m Debe tenerse en cuenta que las profundidades son iguales para los filtros que tienen lechos granulares (arena y dual) y menor valor para la unidad de polipropileno, ya que este material filtrante no necesita lecho de soporte como la grava. De acuerdo con lo anterior, las profundidades para cada filtro son: Para los filtros de Arena y Dual: 3.2 m Filtro de fibras de polipropileno: 2.8 m Las especificaciones de los medios filtrantes para cada filtro se muestran en la Tabla 11.

111

Tabla 11. Composición de los filtros evaluados en el estudio de prefactibilidad.

FILTRO MATERIAL FILTRANTE PROFUNDIDAD (m) Arena estándar

TE 0.45 - 0.55 mm. 0.28 ARENA Arena fina

TE 0.15 - 0.35 mm. 0.72

Antracita estándar TE 0.8 – 1.2 mm. 0.65

DUAL Arena estándar

TE 0.45 - 0.55 mm. 0.35

FIBRAS DE POLIPROPILENO Geotextil no tejido NT 1800 1

Fuente: Las Autoras, 2005 Las profundidades del lecho soporte (grava), para el Filtro de arena y el Dual es de 0.30 m y la altura de capa sobrenadante es de 1 m. para los tres filtros. Según los costos realizados para los tres filtros el Dual es económicamente viable para implementarse en la población rural. En cambio el Filtro de Polipropileno es muy costoso debido a cantidad metros de fibras que se deben usar. Tabla 12. Comparación de los costos de los sistemas de filtración lenta.

FILTRO COSTO

ARENA DUAL FIBRAS DE POLIPROPILENO

COSTO TOTAL DIRECTO $71.086.560 $69.413.888 $464.552.480

COSTO DE OBRAS CIVILES $57.582.144 $57.582.144 $54.640.320

TOTAL $128.668.704 $126.996.032 $519.192.800

Fuente: Las Autoras, 2005 En el anexo T se puede observar un esquema del sistema de potabilización para la población rural de Villeta.

8. CONCLUSIONES

112

Se diseñó un sistema de filtración lenta con tres filtros diferentes a nivel de laboratorio, los cuales mostraron el 100 % de retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum en los filtros de Arena y Dual para la velocidad de 0.15 m/h. Se determinó la presencia de quistes de Giardia lamblia en el río San francisco con una concentración de 1*106 quistes / ml. Se plantearon pruebas de cloro resistencia a nivel de laboratorio para determinar el grado de inactivación de los organismos con tres tipos de contacto y diferentes concentraciones. Primera fase de experimentación El porcentaje de remoción de turbiedad más alto se presentó en el filtro Dual con un porcentaje de 72.79% en la primera fase de experimentación, al contrario en el filtro de Arena se observó el porcentaje más bajo con un 61.06% debido a la composición de la biocapa. Los valores de turbiedad en el afluente de las columnas de filtración fueron muy variables debido a la limpieza del canal del río San Francisco y a la época de lluvias que se presentó en la primera fase de experimentación. Se presentó un óptimo comportamiento de las tres columnas de filtración en cuanto a la remoción de turbiedad en el efluente, ya que los valores se encontraron por debajo de 5 NTU, como indica el Decreto 475/1998. El filtro Dual obtuvo los mejores porcentajes de remoción de color con un valor de 61.60%. La variación del pH no fue significativa en los tres filtros ya que los valores del afluente y efluente, se mantuvieron constantes dentro de los rangos establecidos por el Decreto 475/1998. Se encontró niveles altos de contaminación de E. coli y Coliformes totales en el canal del río San Francisco indicando la presencia de quistes y ooquistes.

113

El filtro de fibras de Polipropileno presentó mayor pérdida de carga debido a la rápida saturación del filtro. La composición de la capa biológica del filtro Dual por sus niveles tróficos superiores proporcionó los mejores resultados en la remoción de color y turbiedad. La carrera de filtración para el filtro de Arena fue de 46 días, el filtro Dual obtuvo una carrera de 54 días y el filtro de Fibras de Polipropileno de 40 días. Segunda fase de experimentación Se realizaron ensayos de filtración con tres diferentes tasas (0.05 m/h, 0.10 m/h, 0.15 m/h) lo cual permitió determinar el comportamiento de los lechos filtrantes en cuanto a la retención de quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum en la segunda etapa de experimentación. El análisis estadístico realizado para evaluar los datos obtenidos fue la prueba de rangos múltiples de Duncan ya que este método proporciona una comparación entre las medias de las variables. Para turbiedad hay una diferencia significativa entre las velocidades de 0.15 m/h y 0.05 m/h, al igual que entre 0.10 m/h y 0.05 m/h; esto quiere decir que los valores en el efluente de los filtros para las velocidades 0.10 y 0.15 m/h varían muy poco; en comparación con la tasa de filtración de 0.05 m/h. El filtro de Arena presentó los mejores valores de remoción de turbiedad en el efluente al comparar las tres velocidades debido a la maduración de la capa biológica. La velocidad de 0.05 m/h obtuvo un mejor comportamiento para la variable de pH, en cuanto a las velocidades de 0.10 m/h y 0.15 m/h son estadísticamente iguales por lo tanto no hay diferencia significativa.

114

Al realizar los cambios de velocidad se observó que existe un arrastre de Coliformes totales y E coli, que han sido retenidos en el filtro; aunque se haga una recirculación de agua cuando se cambia de velocidad con el fin de limpiar el filtro. La pérdida de carga se incrementó al agregar los quistes y ooquistes al sistema de filtración debido a la reducción de la porosidad de los lechos filtrantes por la acumulación de materia orgánica de la muestra fecal que contenía a los organismos. EL filtro Dual mostró los menores porcentajes de muestras positivas para quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium en las tres velocidades analizadas debido a los niveles tróficos altos presentes en la biocapa. Los filtros de Arena y fibras de Polipropileno presentaron los mismos porcentajes de muestras positivas en el efluente para ambos protozoos. Para la velocidad de 0.10 m/h el valor más alto de muestras positivas se reportó en el filtro de Arena, debido al arrastre de partículas y organismos generado por el cambio de velocidad. El filtro Dual presentó la mejor eficiencia en retención de quistes y ooquistes en relación con las tres velocidades, Esta eficiencia se debe a la presencia de niveles tróficos altos en la biocapa. Se observó que los quistes y ooquistes fueron retenidos en el lecho filtrante especialmente en los puntos 3 y 4 debido a que el tamaño del grano en estas capas es menor para los filtros granulares y en cuanto al filtro de Polipropileno, se retienen en estos mismos puntos por la ubicación uniforme de las fibras. No se realizó un análisis estadístico inferencial para la Giardia lamblia y el Cryptosporidium parvum debido a los rangos que se manejan en la escala de conteo de estos organismos no permite realizar promedios. El polipropileno no presentó de retención de quistes y ooquistes por la presencia de cortos circuitos generados por la ubicación de las fibras y la forma del filtro.

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Al comparar los tres sistemas de filtración lenta en el estudio de prefactibilidad se obtuvo que el filtro Dual posee las características para implementarse en una población rural de Villeta, por sus bajos costos y al retener los quistes de Giardia lamblia y ooquistes de Cryptosporidium parvum, por lo tanto es un sistema de filtración eficiente y económico.

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9. RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar próximos experimentos con velocidades que se encuentren entre 0.10 m/h y 0.15 m/h para observar el comportamiento de filtros lentos duales (antracita y arena) en cuanto a la retención de quistes y ooquistes. Deben evitarse los cortos circuitos en los filtros de fibras de Polipropileno ubicando las capas uniformemente, es aconsejable investigar la retención de protozoos en filtros circulares. Para nuevos experimentos se recomienda utilizar intervalos de tasas de filtración menores ya que permite un análisis más profundo. Realizar un modelo de filtración lenta para la Giardia y el Cryptosporidium teniendo en cuenta las variables como temperatura y morbilidad de los organismos. Es importante investigar otros organismos cloro resistentes entre los cuales se encuentran la E. histolytica, Legionella, Cyclospora y otros. Realizar cultivos después de las pruebas de cloro resistencia para determinar si el quiste y ooquiste sufren daño. Se recomienda tener en cuenta los quistes y ooquistes como indicadores de calidad biológica del agua en la legislación para agua potable, ya que estos organismos permanecen por largo periodos de tiempo en aguas superficiales, subterráneas, recreacionales, residuales. Tener en cuenta la temperatura para próximos experimentos de retención de protozoos cloro resistentes, ya que de esta variable depende la viabilidad en el agua de estos organismos. Utilizar métodos más sensibles como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para determinación de Giardia y Cryptosporidium en aguas. Esta investigación puede implementarse para estudios de aguas recreacionales (piscinas y lagos) y residuales ya que estas últimas pueden tratadas y utilizadas para riego.

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GLOSARIO

AXONEMA: estructura contráctil de los flagelos y los cilios, formada por diez pares de microtúbulos, de los cuales uno es axial y los otros nueve están dispuestos en corona. COLIFORMES TOTALES: son un grupo de bacterias relacionadas de cerca (familia de las Enterobacterias), que han sido utilizadas como el indicador idóneo para el agua potable. El grupo se define como aerobico y anaerobio facultativamente, gram- negativo, no formador de esporas, bacterias de forma redondeada que fermentan la lactosa del azúcar lácteo para producir ácido y gas en el paso de 48 horas a 35°C. CRYPTOSPORIUM PARVUM: agente etiológico de la cryptosporidiosis. Es un protozoario coccidio que presenta dos estadios evolutivos: el ooquiste, que mide de 5 a 6 micrómetros, es de pared gruesa y tiene cuatro esporozoitos, y el trofozoíto. El trofozoito se reproduce asexual y sexualmente. Algunos zigotos evolucionan a ooquistes. El trofozoito y las formas sexuales y asexuales del parásito se localizan en el intestino delgado. ESCALA DE MOH: es una escala de dureza basada en la capacidad de los diversos minerales para aplastar o machacar o ser machacados o aplastados por otros. ESCHERICHIA COLI: (generalmente denominada E. coli) es una bacteria que hace parte de los coliformes totales. Se encuentra generalmente en los intestinos animales incluido el humano. Ésta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del proceso digestivo. Se distinguen en el laboratorio por su habilidad o capacidad para crecer a elevadas temperaturas (44 ° C) y por la capacidad para producir la enzima glucoronidasa. Esta bacteria indica la presencia de contaminación fecal. EFICIENCIA: relación entre la masa o concentración removida y la masa o concentración en el efluente, para un proceso o planta de tratamiento y un parámetro específico; normalmente se expresa en porcentaje.

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ENQUISTAMIENTO: es el proceso muy característico de los protozoarios, que se genera como reacción defensiva ante un medio desfavorable y en algunos casos como aspecto particular del ciclo vital. EMERGENTE: es la enfermedad o epidemia que después de transcurrido un tiempo vuelve a generarse en una población determinada. ENTEROBACTERIA: bacteria gram negativas que se encuentran los intestinos de los seres humanos y otros animales.

ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD: es una evaluación preliminar de la viabilidad técnica y económica de un proyecto propuesto. Se comparan enfoques alternativos de varios elementos del proyecto y se recomiendan las alternativas más adecuadas para cada elemento a fin de efectuar análisis posteriores. También se estiman los costos de desarrollo y operaciones, y se hace una evaluación de los beneficios previstos a fin de poder calcular algunos criterios económicos preliminares de evaluación.

GIARDIA LAMBLIA: agente etiológico de la giardiasis, llamada también lambliasis. Es un protozoario flagelado que presenta dos estadios evolutivos: el quiste y el trofozoíto. El quiste es la forma en la que se presenta en aguas superficiales. Tiene forma elipsoide, mide de 9 a 12 micrómetros, su pared es lisa, tiene dos o cuatro núcleos, dos axostilos. HEMACYTOMETER: Cámara que se utiliza para contar organismos esta dividida en dos partes, cada una de ellas posee cuatro plataformas las cuales constan de 16 cuadros donde se realiza el conteo. INACTIVACION: proceso por el cual se pretende disminuir el número de bacterias, protozoos y virus en el agua tratada para evitar contaminación hídrica. INGESTION: consumir un alimento o bebida contaminado la cual puede causar enfermedades endémicas.

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OOQUISTE: fase del ciclo de vida del Cryptosporidium parvum donde su tamaño es de 4.5-5.5 x 4.2-5 µm de diámetro está provisto de una pared gruesa ooquística que encierra 4 esporozoitos. En esta fase el ooquiste toma resistencia al clima y a los desinfectantes. De esta forma es ingerido en agua de bebida o alimentos y causa la Cryptosporidiosis. PROTOZOO: son organismos unicelulares que carecen de cubierta celular. Son normalmente mayores que las bacterias. Los protozoos son comunes en aguas marinas y superficiales y algunos pueden crecer en tierra y en otros lugares. Los pocos protozoos que son patógenos para el hombre, normalmente, se hallan en el agua como esporas resistentes, quistes y ooquistes, formas que los protegen de las tensiones medioambientales. Las esporas, quistes y ooquistes son mucho más resistentes a la desinfección por cloro que los virus y la mayoría de las bacterias. PRUEBA DE RANGOS MULTIPLES DE DUNCAN: consiste en comparar todos los pares de medias, cuando los tamaños de las muestras son iguales, además esta prueba es muy eficaz para detectar diferencias entre medias cuando existen diferencias reales. QUISTE: parte del ciclo de vida de la Giardia lamblia, su forma es oval y 8-12 x 6-9 µm está bordeados por una pared gruesa cubierta hialina, aplicada directamente sobre la membrana plasmática. Dentro de esta cubierta el parásito presenta 4 núcleos situados en uno de sus polos en el citoplasma se distinguen los axomenas flagelares y un cuerpo mediano duplicado y muy incurvado. Son las únicas formas infestantes del parásito, las que a través de un contagio fecal directo o por medio del agua y alimentos son capaces de pasar el parásito a un nuevo hospedador. SCHMUTZDECKE: llamada también biocapa la cual se forma en los primeros centímetros de los filtros lentos, compuesta principalmente por material de origen orgánico, entre ellos están: algas y otras formas numerosas de vida tales como plankton, diatomeas, protozoarios, rotíferos y bacterias, las cuales degradan la materia orgánica contenida en el agua. TIEMPO DE CONTACTO: es el tiempo necesario para inactivar los virus, bacterias y protozoos en un sistema de tratamiento.

120

TROFOZOITO: forma activa del protozoo en el cual el se alimenta o reproduce por diferentes procesos. Tiene un aspecto de media pera, cuya cara plana presenta una depresión o disco ventral a cuyo nivel se sitúan los 2 núcleos vesiculosos, ovalados.

121

BIBLIOGRAFIA

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Anexo A. Fragmento ley del agua octubre 15 /2004

CAPITULO V. ASIGNACION Y USO DE LOS RECURSOS HIDRICOS

Artículo 18. Uso de los recursos hídricos. El agua podrá utilizarse en cualquier actividad lícita. El derecho al uso del agua se adquiere por ministerio de la ley, por concesión o por permiso. Artículo 19. Prioridades en el uso del recurso. El agua debe proteger ante todo la salud y la vida humana, por tanto su principal uso es satisfacer las necesidades básicas de subsistencia del ser humano. El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial señalará los criterios generales para establecer las prioridades de uso del recurso, con base en principios de eficiencia social y económica. Corresponde a las autoridades ambientales con competencia para otorgar concesiones y permisos de uso de agua, establecer prioridades de uso para cualquier fuente de agua, de acuerdo con los criterios señalados. Por razones de escasez, de calidad del recurso, de sobreexplotación de acuíferos, de emergencia regional, de riesgos o de condiciones hidrometeorológicas adversas que así lo ameriten, las prioridades de uso del recurso podrán ser variadas. Artículo 20. Calidad del agua según su uso. El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, en consulta con el Ministerio de Protección Social y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, de acuerdo con sus respectivas competencias, definirán los estándares de calidad mínima que debe tener el agua según su uso. No se podrán otorgar concesiones para consumo humano de aguas crudas cuando su calidad pueda afectar la salud, salvo que el prestador del servicio garantice el cumplimiento de los estándares de calidad de agua potable, cuya fijación corresponde al Ministerio de la Protección Social.

Anexo B. Esquema del hemocytometer Figuras. Conteo de organismos en el hemocytometer.

Esquema del hemocytometer observándolo bajo el microscopio.

En esta figura se muestra la ubicación de los cuadrantes enumerados de 1 a 4, donde se realiza el conteo de los organismos.

Forma de conteo de quistes y ooquistes en el Hemocytometer.

En el esquema se observa como se debe realizar el barrido de un cuadrante del Hemocytometer.

Anexo D. Especificaciones de los lechos filtrantes

Anexo E. Caracterización del canal del Río San Francisco

FECHA TURBIEDAD (NTU) PH COLOR

(Pt-Co9 SOLIDOS TOTALES

(mg/l)

OXIGENO DISUELTO

(mg/l) NITRITOS

(mg/l) NITRATOS

(mg/l)

24 Agosto/04 4.45 8.16 44.9 5.85

27 Septiembre/04

2.38 6.12 40

4 Octubre/04 4.72 5.69 50

11 Octubre/04 14 5.09 20 60

20 Octubre/04 4.72 7.8 5

21 Octubre/04 3.49 7.1 2 60

22 Octubre/04 6.63 8.9 10

26 Octubre/04 5.60 8.3 5 60

28 Octubre/04 8.25 7 5

3 Novi/04 9.19 9.4 12

5 Nov/04 8.86 9.3 15

9 Nov/04 6.58 9.5 10

13 nov/04 6.83 9.4 20

17 Nov/04 9.73 9.1 15

19 Nov/04 15.9 10.1 10 54

29Nov/04 8.56 9.5 15

30 nov/04 7.60 8.7 15 0.002 0.13

2 Dic/04 7.17 9.93 15 60

17 enero/05 7 9.47 15 60 0.39

24 enero/05 4.49 10.19 15 40 0.19

25 enero/05 3 7.60

10 0.005 0.01

28 Enero/05 4.80 9.54 10

14 febrero/05 8.45 8.79 15 60 6.21

31 marzo/05 5.19 8.24 15 4.36

8 Marzo/05 4.31 8.33 10

25 abril/05 5 7.03 10 40.2 6.89

26 abril/05 5 7.66 15 44.2

27 abril/05 5.06 7.20 15

28 abril/05 23.4 8.40 25 6.69

2 Mayo/05 4.06 7.63 10

4 de mayo/05 12.4 7.23 15 7.47

ANEXO F. Pérdida de carga

PERDIDA DE CARGA ( Cm) Fecha ARENA DUAL POLIPROPILENO 13-Oct 1,5 1 1 15-Oct 1,8 1,4 1,4 21-Oct 2,2 1,6 1,2 23-Oct 2 1,8 2 25-Oct 2,4 1,8 2,5 28-Oct 2,6 1,9 2,3 02-Nov 2,8 2 2,5 03-Nov 2,6 2,2 2,8 05-Nov 3 2,3 3,5 08-Nov 3,3 2,3 3,3 10-Nov 3,5 2,6 3,4 12-Nov 3,2 2,4 3,6 16-Nov 3,4 2,8 3,7 18-Nov 3,6 3,8 3,5 20-Nov 3,4 3,6 3,7 30-Nov 3,6 3,8 3,9 03-Dic 3,3 3,5 3,6 07-Dic 3,1 3,2 3,4 25-Ene 2,8 2,9 3 27-Ene 2,6 3,1 3,1 29-Ene 2,8 2,8 3 01-Feb 3,1 3 3,2 Fecha PRIMERA VELOCIDAD (0,05 m/h) 08-Abr 1 1 1 09-Abr 1,2 1,3 1,4 11-Abr 1,1 1,2 1,5 13-Abr 1,3 1,2 1,4 Fecha SEGUNDA VELOCIDAD (0,1m/h) 25-Abr 1,6 1,6 1,9 26-Abr 1,8 1,4 2 28-Abr 1,5 1,2 1,8 Fecha TERCERA VELOCIDAD (0,15 m/h) 02-May 1,7 1,4 1,9 04-May 1,7 1,5 1,7 06-May 2,3 2,5 2,5

Sólidos totales para las tres columnas de filtración.

FECHA ARENA

AFLUENTE (mg / Lt)

ARENA EFLUENTE

(mg / Lt)

DUAL AFLUENTE

(mg / Lt)

DUAL EFLUENTE

(mg / Lt)

POLIPRO. AFLUENTE

(mg / Lt)

POLIPRO. EFLUENTE

(mg / Lt) 14 Oct/04 60 40 40 20 60 20 21 Oct/04 40 40 60 60 60 20 27 Oct/04 60 40 80 60 40 60 8 Nov/04 60 80 80 60 60 60

18 Nov/04 46 100 54 90 38 56 1 Dic/04 58 44 58 60 58 58 6 Dic/04 60 46 72 56 50 54

24 Enero/05 30 38 38 30 40 42 14 Feb/05 60 40 146 60 - - 1 Abril/05 46 64 72 42 56 54

26 Abril/05 44 38 40 44 46 46

Oxígeno Disuelto en el efluente de los filtros.

FECHA ARENA EFLUENTE (mg / Lt)

DUAL EFLUENTE (mg / Lt)

POLIPRO. EFLUENTE (mg / Lt)

14 Oct/04 2.62 3.35 1.74 12 Enero/05 0 0 0 29 Abril/05 4.37 5.52 4.93

Nitratos y Nitritos.

NITRATOS

FECHA ARENA

AFLUENTE (mg / Lt)

ARENA EFLUENTE

(mg / Lt)

DUAL AFLUENTE

(mg / Lt)

DUAL EFLUENTE

(mg / Lt)

POLIPRO. AFLUENTE

(mg / Lt)

POLIPRO. EFLUENTE

(mg / Lt) 30 Nov/04 0.03 0.03 0.02 0.13 0.02 0.02

25 Enero/05 0.03 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 NITRITOS

30 Nov/04 0.010 0.002 0.002 0.005 0.00 25 Enero/05 0.006 0.001 0.001 0.005 0.005 0.003

Anexo G. Datos fisicoquímicos

TURBIEDAD (NTU)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

13-Oct 08:00 6,06 2,79 6,91 1,66 15,5 1,14

11:00 7,29 2,89 5,7 1,27 6,59 1,1

14:00 7,57 2,76 5,43 1,38 5,96 0,982

17:00 5,96 2,6 4,66 1,25 4,9 0,72

14-Oct 08:00 3,32 2,35 3,96 1,1 3,96 0,664

11:00 4,19 2,73 3,95 1,15 3,46 0,561

14:00 3,28 3,35 3,57 1,28 3,27 0,634

17:00 3,8 3,24 4,47 1,06 3,8 0,909

15-Oct 08:00 3,26 2,64 2,53 0,866 2,9 0,694

11:00 7,34 2,37 9,89 1

21-Oct 08:00 3,19 2,44 3,23 0,608 4,5 0,738

11:00 3,12 2,42 3,05 0,635 3,12 0,856

14:00 3,49 2,34 3,04 0,627 3,23 0,866

17:00 3,14 2,25 3,14 0,76 3,15 0,856

22-Oct 08:00 5,66 2,16 3,16 0,921 7,41 1,16

11:00 4,19 2,05 5,98 0,939 4,12 1,02

14:00 6,59 2,16 6,29 1,62 7,18 2,1

17:00

23-Oct 08:00

11:00 5,87 2,24 6,84 0,543 6,35 1,4

14:00

17:00

25-Oct 08:00 5,53 3,83 1,14 1,19 1,36 1,43

11:00

14:00

17:00

27-Oct 08:00 6,82 1,88 1,28 0,48 7,72 1,15

11:00 17,1 1,32 14,5 0,74 10,1 2,2

14:00

17:00 2,6 1,04 1,23

28-Oct 08:00 6,24 2,01 7,28 0,955 5,39 1,54

11:00 4,59 2,14 4,72 0,719 3,77 1,43

14:00 3,74 2,3 4,34 0,021 3,54 1,7

17:00 1,56 2,1 4,78 0,87 5,89 1,36

29-Oct 08:00 9,45 1,85 9,77 0,913 9,92 1,26

11:00 14,6 1,78 12,5 0,813 10,8 0,95

14:00 13,6 4,26 14,2 0,99 14,5 1,66

17:00

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

02-Nov 08:00 10,03 2,75 9,88 1,17 10,24 1,35

11:00 5,69 2,44 4,23 2,23 4,23 2,58

14:00 4,53 2,64 4,32 1,95 4,2 1,73

17:00 5,1 2,5 4,15 2,1 4,22 2,3

03-Nov 08:00 17,8 2,07 11,9 1,5 11,7 1,64

11:00 11,7 2,1 8,07 1,4 8,48 1,54

14:00 5,5 2,86 5,41 2,12 6,42 2,68

17:00 5,15 2,53 5,83 1,86 7,1 2,81

04-Nov 08:00 8,45 2,54 9,22 1,78 10,5 2,18

11:00 8,83 2,21 9,68 1,3 8,98 1,36

14:00 12,7 2,9 11,7 1,61 12,1 1,73

17:00 9,37 1,43 10,9 2,99 11,9 1,97

05-Nov 08:00 15,7 3,48 6,76 2,43 10,5 2,69

11:00 6,78 2,8 7,14 1,85 7,15 2

14:00 9,5 2,96 11,1 2 11,5 2,99

17:00 9,19 3,04 7,9 1,78 9,01 2,68

06-Nov 08:00

11:00 11,8 2,6 8,87 1,62 8,47 1,59

14:00 7,96 2,56 9,51 1,65 9,89 1,74

17:00

08-Nov 08:00 8,21 3,28 7,48 1,51 8,63 0,95

11:00

14:00 3,3 3,23 1,7

17:00

10-Nov 08:00 10 4 12 4 11 4

11:00 5,41 7,26 5,1 2,14 5,36 1,09

14:00 5,17 4,24 4,85 2,05 5,26 1,36

17:00 4,19 3,17 4,91 2,21 4,55 1,2

11-Nov 08:00 4,03 2,58 5,3 2,35 4,02 1,11

11:00

14:00 3,52 2,72 3,59 1,73 3,53 1,11

17:00 3,9 3,11 3,83 2,14 3,69 1,1

12-Nov 08:00 3,76 2,77 3,85 2,22 3,51 1,31

11:00 3,34 2,16 3,85 2,12 3,5 1

14:00 3,35 2,94 3,36 1,75 3,25 0,95

17:00 3,96 2,44 2,95 1,85 2,95 1,53

13-Nov 08:00 3,97 2,18 3,34 1,78 3,29 1,24

11:00 2,88 2,04 2,61 1,49 2,84 0,953

14:00

17:00

16-Nov 08:00 2,19 2,9 2,26 1,2 2,19 1,13

11:00 2,19 2,03 2,59 2,95 3,44 1,06

14:00 1,99 2,71 1,98 2,23 1,94 1,31

17:00 3,55 2,26 2,75 2,15 3,04 1,23

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

17-Nov 08:00 5,02 2,17 6,73 1,65 4,42 0,952

11:00 9,84 2,26 10,7 1,7 9,37 1,04

14:00 7,6 2,59 10,1 1,9 8,89 0,915

17:00 7,46 2,62 8,55 1,83 7,68 1,38

18-Nov 08:00 7,65 2,85 8,23 2,64 7,9 1,58

11:00 7,79 2,9 8,01 3,85 7,88 1,77

14:00 7,44 4,09 7,82 2,99 7,77 1,8

17:00 9,11 4,02 7,5 3 7,29 1,98

19-Nov 08:00 7,09 2,81 7,89 2,53 6,84 1,8

11:00 5,91 2,66 5,85 2,15 5,72 1,44

14:00 6,06 2,67 5,87 2,27 5,56 1,37

17:00 5,45 2,2 5,18 1,28 5,22 2,75

20-Nov 08:00 7,6 2,08 7,53 1,79 7,34 1,45

11:00 9,31 2,71 15,6 1,83 7,94 1,28

14:00

17:00

30-Nov 08:00 7,02 3,21 6,12 2,29 6,49 2,75

11:00 7,75 2,52 7,43 2,39 7,52 2,42

14:00

17:00

03-Dic 08:00 6,47 1,5 5,98 1,52 5,17 1,55

11:00 5,9 2,8 6,12 1,73 5,25 1,8

14:00 6,5 1,48 6,3 1,56 5,18 1,61

17:00 10,2 1,65 8,45 1,79 9,75 1,81

07-Dic 08:00 10,1 1,48 3,44 1,29 4,07 1,25

11:00 9,3 1,24 8,22 1,33 9,65 1,39

14:00

17:00

25-Ene 08:00 2,73 0,941 2,85 0,915 2,69 0,691

11:00 2,53 1,13 2,48 0,828 2,63 0,769

14:00 2,67 1,37 2,78 0,868 2,58 0,826

17:00 3,14 1,44 2,95 0,854 3,28 0,742

26-Ene 08:00 2,96 0,935 3,17 1,07 3,02 0,914

11:00 2,71 0,893 2,82 0,825 3,15 0,835

14:00 3,27 1,27 3,54 1,49 3,97 0,716

17:00 3,49 1,48 3,68 1,41 3,25 0,821

27-Ene 08:00 2,88 1,46 2,89 1,91 3,49 1,08

11:00 2,56 1,5 3,11 1,55 2,54 1,37

14:00 3,52 1,45 2,91 1,7 3,25 1,2

17:00 4,98 3,46 5,24 2,27 5,41 1,56

28-Ene 08:00 11,8 1,27 11 1,11 10,1 1,09

11:00 3,3 1,19 3,4 1,05 3,57 0,875

14:00 4,12 1,23 4,14 1,04 3,85 0,848

17:00

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

29-Ene 08:00 4,2 1,38 4,82 1,14 4,35 1,27

11:00 4,07 1,5 4,24 1,05 4,22 1,21

14:00 4,15 1,57 4,21 1,08 4,19 1,02

17:00

01-Feb 08:00 4,27 2,17 3,18 1,95 3,07 1,47

11:00 3,6 1,57 3,03 2,06 3,58 2,16

14:00 2,41 1,63 2,38 1,53 3,09 2,12

17:00 3,24 1,72 3,17 1,87 3,3 2,04

02-Feb 08:00 2,24 2,1 2,35 2,75 2,29 1,2

11:00 2,71 3,56 2,76 1,64 2,59 1,52

14:00 2,29 1,39 2,23 1,3 2,57 0,87

17:00 2,15 1,34 2,49 1,48 2,55 0,915

24-Feb 08:00 3,54 1,27 3,35 0,856 3,4 0,599

11:00

14:00

17:00

25-Feb 08:00

11:00 2,37 1,06 1,5 0,329 1,05 1,54

14:00

17:00

PRIMERA VELOCIDAD (0,05 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

08-Abr 08:00

11:00

14:00 12,8 No hay retención 12,8 No hay retención 12,8 No hay retención

17:00 9,3 0,85 9,12 1,82 9,51 1,91

09-Abr 08:00 5,76 0,714 5,97 1,74 6,17 1,85

11:00 5,62 0,81 6,02 1,95 5,99 1,87

14:00 5,41 0,95 6,3 2,02 5,64 1,93

17:00 4,55 1,52 6,28 2,05 5,1 2,1

11-Abr 08:00 5,49 0,988 6,07 1,58 5,22 2,39

11:00 5,6 0,91 6,1 1,53 5,36 2,12

14:00 5,45 0,95 5,97 1,56 5,3 2,08

17:00 5,42 0,89 5,9 1,49 5,28 1,97

12-Abr 08:00 5,9 0,96 5,21 1,52 5,35 1,59

11:00 6,12 1,08 4,32 1,48 5,25 1,47

14:00 6,19 1,16 4,5 1,51 5,13 1,45

17:00 6,05 1,11 4,94 1,54 5,47 1,52

13-Abr 08:00 5,96 2,58 6,08 1,68 5,42 1,28

11:00 5,85 3,05 6,22 1,9 5,49 1,61

14:00 5,78 2,98 6,14 1,87 5,38 1,64

17:00 5,48 2,76 6,03 1,74 5,27 1,59

14-Abr 08:00 5,29 2,3 5,77 1,65 5,19 1,56

11:00 4,52 1,02 5,59 1,59 5,08 1,49

14:00 4,31 0,99 5,4 1,34 4,97 1,47

17:00 4,28 0,96 5,37 1,32 4,91 1,42

SEGUNDA VELOCIDAD (0,10 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

25-Abr 08:00

11:00

14:00 23,4 No hay retención 23,4 No hay retención 23,4 No hay retención

17:00 4,51 2,2 6,44 2,83 5,01 2,71

26-Abr 08:00 4,42 3,17 7,64 2,58 4,86 2,65

11:00 6,05 1,73 3,55 2,36 4,58 2,79

14:00 4,64 1,76 4,73 2,51 4,46 3,4

17:00 4,5 1,75 4,62 2,48 4,38 2,85

27-Abr 08:00 5,06 1,41 3,86 1,47 3,45 1,84

11:00 4,19 1,12 3,24 1,43 3,17 1,82

14:00 4,31 1,96 3,29 1,61 3,02 1,9

17:00 3,97 1,81 3,1 1,56 3,19 2,01

28-Abr 08:00 9,52 1,8 8,42 1,26 6,48 1,6

11:00 8,33 1,77 8,16 1,47 7,18 1,24

14:00 8,17 2,19 7,39 2,12 6,87 2,39

17:00 8,02 1,33 7,2 1,79 6,75 1,99

29-Abr 08:00 8,79 0,972 8,89 1,43 8,54 2,07

11:00 7,93 1,58 7,65 1,84 7,43 1,28

14:00 7,42 2,2 7,31 2,32 7,29 1,32

17:00 6,99 2,22 7,03 2,11 7,1 0,99

30-Abr 08:00 6,87 1,25 7,46 1,52 7,18 1,5

11:00 6,82 1,48 7,48 1,89 7,07 1,23

14:00 6,73 1,51 7,34 1,9 6,94 1,17

17:00 6,8 1,42 7,28 1,85 6,5 1,12

TERCERA VELOCIDAD (0,15 m/h)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida 02-May 08:00

11:00 14:00 11,7 No hay retención 13,7 No hay retención 13,8 No hay retención

17:00 9,85 1,98 10,2 3,38 10,9 1,49 03-May 08:00 3,26 2,52 3 1,23 3,02 1,02

11:00 3,12 0,66 2,9 1,31 3 1,08 14:00 4,88 1,53 5,98 1,28 3,82 1,12 17:00 4,29 1,38 5,7 1,37 3,75 1,2

04- 08:00 3,93 1,4 4,45 1,7 3,65 0,956

May

11:00 3,84 1,24 4,25 2,22 3,72 1,38 14:00 7,74 1,07 7,56 1,33 8,12 1,09 17:00 7,71 1,16 7,53 1,46 8,08 1,13

05-May 08:00 7,7 0,907 7,67 1,4 8,05 1,42

11:00 7,57 1,36 7,22 2,7 7,71 2 14:00 6,9 2,36 6,72 4,52 6,52 4,81 17:00 6,71 2,06 5,98 2,95 6,2 2,89

06-May 08:00 4,14 1,97 4,56 2,67 4,19 2,49

11:00 5,63 2,38 3,86 2,53 5,62 2,28 14:00 5,56 2,62 4,28 2,69 4,15 2,45 17:00 3,73 2,43 4,99 2,51 4,15 2,05

ph

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

13-Oct 08:00 7,04 6,96 7,38 6,9 7 6,88

11:00 7 7 7 7 7 7

14:00

17:00

21-Oct 08:00

11:00

14:00 7,3 7,1 7,3 7,1 7,1 7,1

17:00 7,2 7,1 7,2 6,9 7,2 6,9

22-Oct 08:00 7,2 7,3 7,3 7,2 7,2 7,1

11:00 8 7,4 7,7 7,6 7,6 7,8

14:00 6 6 6 6 6 6

17:00

25-Oct 08:00 7 7 7 7 7 7

11:00

14:00

17:00

27-Oct 08:00 7 7 7 7 7 7

11:00 8 8 8 8 8 8

14:00

17:00

28-Oct 08:00 7 7 7 7 7 7

11:00 7 7 7,5 7,5 7 7

14:00 6,5 6,5 6 6 6,5 6

17:00 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5

29-Oct 08:00 7 6,5 7 6,5 7 6,5

11:00 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5

14:00 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5

17:00

02-Nov 08:00 7 7 7 7 7 7

11:00 6,5 6,5 6,5 6 7 7

14:00 7,1 7,1 7,1 6,9 7,2 7,1

17:00 7,7 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1

03-Nov 08:00 7,1 7 7,4 7,1 7,3 7,3

11:00 7,2 7,2 7,4 7,1 7,4 7,4

14:00 8,3 7,1 8 6,5 8,2 7,3

17:00 8 7,2 8,1 7,3 8,1 7,5

04-Nov 08:00 7,8 6,88 8,4 6,9 8,6 6,9

11:00 8 7 8,5 6,9 8,6 7

14:00 8,6 7,7 8 7,6 8,7 6,8

17:00 8,9 7 8,8 7,2 8,8 7,3

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

05-Nov 08:00 8,2 6,9 8,4 6,9 8,5 7

11:00 8,2 7,6 8,5 7,2 8,6 8,2

14:00 8,5 8,1 8,6 8 8,5 7,7

17:00 8,5 7,6 8,5 7,5 8,4 7,5

06-Nov 08:00

11:00 9 7,7 9 7,5 9 8,1

14:00 8,5 7,4 7,6 7,5 8,6 7,8

17:00

09-Nov 08:00

11:00

14:00 7,8 7,6 7,5

17:00

10-Nov 08:00 8,4 7,8 8,6 7,6 8,6 7,6

11:00 8,2 7,6 8,1 7,5 8,2 7,4

14:00 8,2 8,4 8,1 8,1 8,2 7,8

17:00 8,1 7,9 7,9 7,6 8 7,5

11-Nov 08:00 8,3 7,9 8,3 7,5 8,2 7,6

11:00

14:00 8 7,7 7,8 7,4 8 7,3

17:00 6,8 6,9 7 6,9 7,6 6,9

12-Nov 08:00 9,8 8 8,9 7,8 8,4 7,6

11:00 7,4 6,7 7,3 6,9 7,4 6,9

14:00 8,5 7,8 8,1 7,6 8 7,4

17:00 7,5 7,3 7,7 7,6 7,5 7,5

13-Nov 08:00 7,5 7,8 7,4 7,4 7,4 7,2

11:00 7,4 8 7,5 7,6 7,3 7,4

14:00

17:00

16-Nov 08:00 8,1 7,6 8 7,4 7,9 7,3

11:00 7,6 7,2 7,6 7,3 7,5 7,2

14:00 7,6 7,2 7,6 7,5 7,8 7,2

17:00 7,6 7,3 7,6 7,4 7,6 7,3

17-Nov 08:00 7,6 7,4 7,4 7,3 7,6 7,1

11:00 8,1 7,8 8,1 7,6 8,2 7,5

14:00 7,8 7,4 7,9 7,4 7,8 7,3

17:00 8 7,5 7,8 7,4 7,8 7,3

18-Nov 08:00 7,4 7,7 7,4 7,4 7,5 7,5

11:00 6,8 6,9 6,7 6,9 6,7 6,9

14:00 9,1 8,6 9,1 8,4 9,1 8,4

17:00 8,8 8,4 8,6 8,3 8,5 8,1

19-Nov 08:00 8,1 8,6 8,1 8 8,2 7,9

11:00 8,1 8 8,2 8 8,1 7,8

14:00 8,3 8 8 8,1 8 7,9

17:00 8 8,3 7,9 7,6 8 7,8

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

20-Nov 08:00 9,1 7,8 8,8 8 9,5 7,7

11:00 9,31 2,71 15,6 1,83 7,94 1,28

14:00 9,4 8,3 9,3 8,5 9,5 8,1

17:00

30-Nov 08:00 7,7 7,2 7,6 7,1 7,6 7,2

11:00 8,7 7,7 8,5 7,7 8,2 7,7

14:00

17:00

02-Dic 08:00 7,31 7,3 7,24

11:00

14:00

17:00

03-Dic 08:00 9,21 7,96 9,06 6,97 9,02 6,83

11:00 9,15 7,76 9,2 7,73 9,02 7,52

14:00 9,26 8,29 9,41 8,17 9,2 8,34

17:00 8,78 8,11 9,13 7,86 9,08 8

07-Dic 08:00 7,11 7,2 7,39 7,14 7,37 7,12

11:00 7,5 7,36 7,44 7,32 7,39 7,37

14:00

17:00

25-Ene 08:00 7,38 7,36 7,43 7,28 7,37 7,28

11:00 7,45 7,48 7,58 7,38 7,53 7,4

14:00 7,66 7,76 7,59 7,46 7,49 7,44

17:00 8,5 8,19 8,45 7,25 8,22 7,63

26-Ene 08:00 7,28 7,45 7,34 7,43 7,32 7,48

11:00 7,5 7,4 7,65 7,16 7,72 7,11

14:00 8,31 7,9 8,68 7,68 8,71 7,76

17:00 8,57 7,89 8,63 6,88 8,66 6,78

27-Ene 08:00 8,21 7,29 8,2 7,3 8,1 7,42

11:00 7,96 7,7 7,87 7,69 7,95 7,5

14:00 7,63 7,35 7,67 7,31 7,65 7,23

17:00 8,63 7,62 8,69 7,37 8,65 7,51

28-Ene 08:00 7,44 7,26 7,5 7,32 7,47 7,36

11:00 8,82 7,29 8,91 7,24 8,77 7,2

14:00 8,96 7,59 9,36 7,55 9,4 7,61

17:00

29-Ene 08:00 9,18 7,68 9,44 7,62 9,37 7,65

11:00 9,01 7,79 9,21 7,68 9,17 7,67

14:00 9,52 7,69 9,64 7,6 9,63 7,55

17:00

01-Feb 08:00 6,07 5,85 6,18 5,74 6,18 5,94

11:00 6,07 5,46 6,01 5,81 6,18 5,95

14:00 7,38 7,29 7,42 7,11 7,49 7,16

17:00 7,29 7,17 7,35 7,09 7,31 7,1

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

02-Feb 08:00 7,27 7,23 7,52 7,24 7,2 7,32

11:00 7,2 7,21 7,54 7,21 7,29 7,31

14:00 7,34 7,2 7,5 7,25 7,31 7,28

17:00 7,31 7,17 7,58 7,15 7,42 7,24

24-Feb 08:00 7,45 7,18 7,65 6,89 7,77 7,22

11:00 14:00 17:00

25-Feb 08:00

11:00 7,3 7,24 7,5 6,96 7,52 7,31

14:00

17:00

PRIMERA VELOCIDAD (0,05 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

08-Abr 08:00

11:00

14:00 6,86 No hay retención 6,86 No hay retención 6,86 No hay retención

17:00 7,09 6,08 6,79 6,05 6,73 6,08

09-Abr 08:00 7,55 6,02 7,54 6,1 7,53 6,33

11:00 7,48 6,37 7,42 6,34 7,48 6,4 14:00 7,45 6,39 7,27 6,45 7,36 6,54

17:00 7,42 6,44 7,1 6,67 7,15 6,78

11-Abr 08:00 7,28 6,28 7,3 6,46 7,28 6,87

11:00 7,31 6,35 7,31 6,49 7,24 6,78

14:00 7,35 6,42 7,34 6,52 7,19 6,69

17:00 7,42 6,47 7,29 6,57 7,17 6,66

12-Abr 08:00 7,48 6,61 7,37 6,6 7,11 6,47

11:00 7,68 6,73 7,41 6,62 6,97 6,35

14:00 7,6 6,77 7,46 6,71 7,02 6,38

17:00 7,45 6,8 7,36 6,77 7,15 6,42

13-Abr 08:00 7,41 6,97 7,4 6,83 7,21 6,89

11:00 7,37 6,92 7,45 7,05 7,29 7,24

14:00 7,4 7,05 7,41 7,11 7,33 7,32

17:00 7,46 7,12 7,52 7,14 7,37 7,38

14-Abr 08:00 7,6 7,5 7,43 7,32 7,55 7,31

11:00 7,5 7,42 7,39 7,27 7,61 7,36

14:00 7,44 7,2 7,48 7,24 7,52 7,33

17:00 7,28 7,14 7,39 7,17 7,4 7,24

SEGUNDA VELOCIDAD (0,10 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

25-Abr 08:00

11:00

14:00 7,53 No hay retención 7,53 No hay retención 7,53 No hay retención

17:00 7,58 7,05 7,22 6,99 7,03 7,2

26-Abr 08:00 7,67 7,23 7,32 6,95 7,5 7,13

11:00 7,32 7,14 7,11 6,93 7,81 7,22

14:00 7,59 7,13 7,53 6,86 7,64 7,18

17:00 7,62 7,1 7,55 6,9 7,63 7,2

27-Abr 08:00 7,2 6,97 7,15 6,88 7,23 7,06

11:00 7,11 7,08 7,03 7 7,28 7,24

14:00 7,3 6,99 7,12 6,89 7,24 7,09

17:00 7,32 7,25 7,2 7,18 7,29 7,28

28-Abr 08:00 7,86 7,13 7,63 6,99 7,8 7,14

11:00 7,54 6,9 7,43 6,82 7,5 6,89

14:00 7,45 7,04 7,27 7,02 7,39 7,07

17:00 7,79 6,93 7,57 6,81 7,83 7

29-Abr 08:00 7,4 7,09 7,31 7,07 7,54 7,13

11:00 7,42 6,86 7,52 7 7,58 7

14:00 7,35 7,06 7,4 6,96 7,47 6,94

17:00 7,36 7,05 7,27 7 7,12 6,99

TERCERA VELOCIDAD (0,15 m/h)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida 02-May 08:00

11:00 14:00 7,45 No hay retención 7,4 No hay retención 7,49 No hay retención

17:00 7,38 7,26 7,19 7,41 7,12 7,39 03-May 08:00 7,37 7,04 7,44 7,02 7,37 7,07

11:00 7,19 7,06 7,33 7,1 7,28 7,03 14:00 7,46 6,99 7,62 6,94 7,51 7,06 17:00 7,4 6,91 7,59 6,83 7,49 6,95

04-May 08:00 7,55 6,97 7,58 7,08 7,58 7,03

11:00 7,4 7,04 7,47 7 7,46 7,02 14:00 7,19 7,04 7 7,05 7,12 7,07 17:00 7,06 7,43 6,89 7,38 7,09 7,36

05-May 08:00 7,29 7,04 7 6,94 7,26 7,01

11:00 7,11 6,96 6,9 7 7,14 7,06 14:00 7,31 7 7,23 7,1 7,2 7,15 17:00 7,37 7,42 7,29 7,34 7,37 7,43

06-May 08:00 7,3 7,34 7,32 7,29 7,28 7,11

11:00 7,16 7,11 7,1 7,13 7,12 7,16 14:00 7,09 7,03 7,04 7,11 7,07 7,19 17:00 7,12 7,09 7,13 7,07 7,16 7,08

COLOR ( Pt-Co)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

25-Oct 08:00 2 1 3 1 3 2

11:00

14:00

17:00

27-Oct 08:00 5 3 6 3 5 3

11:00 3 1 5 1 3 1

14:00

17:00

28-Oct 08:00

11:00

14:00 5 2,5 2 1 5 2,5

17:00 5 5 4 5 5 5

29-Oct 08:00 13 4 15 5 16 4

11:00 15 11 12 10 15 10

14:00 11 5 10 5 10 5

17:00

02-Nov 08:00 13 5 14 4 15 5

11:00 8 4 9 5 9 4

14:00 10 4 10 5 10 4

17:00 10 5 10 5 10 5

03-Nov 08:00 15 4 10 4 12 5

11:00 11 4 12 4 12 5

14:00 9 4 11 5 10 5

17:00 10 4 11 5 12 4

04-Nov 08:00 12 4 10 2 12 6

11:00 9 2 10 2 12 2

14:00 12 5 15 5 15 5

17:00 12 5 11 5 15 4

05-Nov 08:00 12 6 13 4 13 5

11:00 15 5 16 6 15 10

14:00 13 4 14 3 14 4

17:00 14 4 15 4 15 4

06-Nov 08:00

11:00 10 5 10 4 11 4

14:00 10 4 10 5 11 5

17:00

08-Nov 08:00 10 5 15 3 15 3

11:00

14:00 5 5 5

17:00

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

10-Nov 08:00 10 4 12 4 11 4

11:00 9 6 10 4 10 3

14:00 10 5 5 4 8 3,5

17:00 8 4 10 4 9 4

11-Nov 08:00 8 4 8 4 8 4

11:00

14:00 10 4 10 4 10 4

17:00 13 5 12 4 13 5

12-Nov 08:00 10 5 10 4 9 4

11:00 10 5 9 5 10 5

14:00 10 5 11 5 10 5

17:00 10 5 11 5 11 5

13-Nov 08:00 10 5 11 5 10 5

11:00 10 4 10 4 10 4

14:00

17:00

16-Nov 08:00 10 5 12 4 12 4

11:00 13 6 12 5 10 5

14:00 11 5 10 5 10 5

17:00 10 7 11 7 10 5

17-Nov 08:00 12 5 10 5 10 5

11:00 15 5 10 6 10 5

14:00 9 6 10 6 10 2

17:00 10 5 10 3 11 2

18-Nov 08:00 9 5 10 3 10 2

11:00 15 5 13 4 13 3

14:00 9 4 12 4 10 3

17:00 10 5 9 4 10 4

19-Nov 08:00 8 4 9 4 10 3

11:00 10 2 12 5 10 1

14:00 10 3 10 4 10 1

17:00 10 5 11 4 10 2

20-Nov 08:00 15 4 14 4 15 3

11:00 14 5 15 4 15 3

14:00 15 5 12 5 13 3

17:00

30-Nov 08:00 10 5 15 4 10 5

11:00 15 5 12 3 13 3

14:00

17:00

03-Dic 08:00 15 4 12 5 13 4

11:00 15 5 14 5 12 5

14:00 11 3 10 3 12 4

17:00 10 4 13 4 10 4

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

07-Dic 08:00 10 4 7 3 8 3

11:00 15 3 12 3 15 3

14:00

17:00

25-Ene 08:00 10 5 10 4 10 3

11:00 10 4 10 4 9 4

14:00 15 5 2 5 15 5

17:00 10 4 10 4 10 4

26-Ene 08:00 12 4 10 4 13 4

11:00 10 4 10 5 12 4

14:00 12 4 10 4 11 5

17:00 11 5 10 5 10 5

27-Ene 08:00 10 5 10 5 10 5

11:00 12 5 11 5 11 5

14:00 10 3 10 3 10 3

17:00 10 3 11 3 10 4

28-Ene 08:00 13 4 12 4 14 4

11:00 10 5 9 4 11 4

14:00 9 5 10 5 10 5

17:00 10 4 10 4 10 4

29-Ene 08:00 11 4 10 5 10 5

11:00 10 5 10 4 11 4

14:00

17:00

01-Feb 08:00 10 3 10 3 11 3

11:00 10 5 12 4 10 3

14:00 10 4 10 4 10 5

17:00 10 4 10 4 10 4

02-Feb 08:00 10 4 10 5 10 4

11:00 10 6 10 4 10 4

14:00 6 4 6 4 6 4

17:00 8 3 8 3 8 3

24-Feb 08:00 10 5 10 4 10 4

11:00

14:00

17:00

25-Feb 08:00

11:00 15 2 17 2 15 2

14:00

17:00

PRIMERA VELOCIDAD (0,05 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

08-Abr 08:00

11:00

14:00 32 No hay retención 32 No hay retención 32 No hay retención

17:00 12 4 12 4 12 4

09-Abr 08:00 10 4 10 4 10 4

11:00 10 3 10 4 10 4

14:00 9 5 11 4 10 4

17:00 10 3 10 5 10 5

11-Abr 08:00 10 4 10 4 10 5

11:00 10 4 10 4 10 5

14:00 10 4 11 5 10 5

17:00 10 4 10 4 10 5

12-Abr 08:00 10 4 10 5 10 4

11:00 11 4 9 4 10 5

14:00 12 5 10 5 10 5

17:00 12 5 9 5 10 5

13-Abr 08:00 11 5 10 5 10 5

11:00 10 3 12 5 10 5

14:00 11 5 11 5 10 5

17:00 10 4 10 5 11 5

14-Abr 08:00 10 5 10 5 10 4

11:00 10 4 11 4 10 4

14:00 10 4 10 5 10 5

17:00 10 4 10 5 10 4

SEGUNDA VELOCIDAD (0,10 metros/hora)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

25-Abr 08:00

11:00

14:00 29 No hay retención 29 No hay retención 29 No hay retención

17:00 10 5 11 5 10 5

26-Abr 08:00 10 6 12 5 10 5

11:00 14 4 10 5 12 5

14:00 15 5 15 5 15 6

17:00 15 6 15 6 15 6

27-Abr 08:00 15 4 10 3 10 5

11:00 10 3 9 4 9 3

14:00 10 3 10 4 10 4

17:00 10 2 10 2 9 3

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida

28-Abr 08:00 15 2 15 2 15 2

11:00 10 3 10 2 9 2

14:00 10 2 10 2 10 2

17:00 10 2 9 2 9 2

29-Abr 08:00 10 2 10 2 10 3

11:00 9 2 9 2 9 2

14:00 9 3 9 3 9 2

17:00 7 4 8 4 8 2

TERCERA VELOCIDAD (0,15 m/h)

Fecha hora Arena entrada Arena salida Dual entrada Dual salida Polip. Entr Poliprop. salida 02-May 08:00

11:00 14:00 20 No hay retención 25 No hay retención 25 No hay retención

17:00 11 4 12 6 12 4 03-May 08:00 5 4 5 2 5 2

11:00 5 2 5 2 5 2 14:00 10 2 10 2 6 2 17:00 9 2 10 2 5 2

04-May 08:00 6 2 6 2 6 2

11:00 5 2 5 2 5 2 14:00 10 2 10 3 12 2 17:00 10 2 10 3 10 2

05-May 08:00 11 2 10 2 12 2

11:00 10 2 10 3 12 3 14:00 10 5 10 5 10 5 17:00 8 4 9 5 10 5

06-May 08:00 6 2 6 4 10 4

11:00 8 3 6 4 6 3 14:00 8 4 8 4 7 3 17:00 5 4 6 5 5 4

Anexo H. Datos microbiológicos.

FECHA ARENA ENT. ARENA SAL. DUAL ENT DUAL SAL. POLIP. ENT POLIP. SAL

Ecoli CT E coli CT E coli CT E coli CT E coli CT E coli CT

30-10-04

100 1000 100 600 100 200 100 100 100 100 100 200 02-12-04 0 350 0 150 0 350 0 150 0 350 0 200

09-12-04 0 150

0 100 300 600 100 750 0 100 0 100

LECTURA DE PUNTOS COLIFORMES TOTALES Y E COLI

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP. ARENA DUAL POLIP

E coli CT E coli CT Ecoli CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 12 0 6 0 3 0 120 0

60 0 30 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0

3 0 0 2 1 0 0 0 0

20 10 0 0

4 0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 10 0

5 1 2 3 0 10 20

30 0

16-03-05

6 2 0 6 0 4 0 20 0

60 0 40 0

DILUCION TOTAL

FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 30 3 0 1 0 0 300 30 0 10 0

2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 10 0

3 0 0 0 2 0 0 0 0 0 20 0 0

4 0 0 0 13 0 0 0 0 0 130 0 0

5 0 4 0 10 0 40 0 100

17-03-05

6 0 17 0 0 0 0 0 170 0 0 0 0

DILUCION TOTAL

FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 18 0 17 0 7 - 180 0 170 0 70 -

2 7 0 13 0 1 0 70 0 130 0 10 0

3 3 0 2 3 1 0 30 0 20 30 10 0

4 2 0 1 0 2 2 20 0 10 0 20 20

5 0 - 0 0 0 - 0 0

31-03-05

6 1 0 2 0 0 0 10 0 20 0 0 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 18 5 4 0 42 1 180 50 40 0 420 10

2 2 0 1 4 5 0 20 0 10 40 50 0

3 1 0 0 2 0 1 10 0 0 20 0 10

4 0 0 2 0 18 1 0 0 20 0 180 10

5 0 10 1 0 100 10

04-04-05

6 0 0 1 0 0 1 0 0 10 0 0 10

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 51 0 17 0 0 0 510 0 170 0 0 0

2 3 0 3 1 2 0 30 0 30 10 20 0

3 15 0 4 13 3 4 150 0 40 130 30 40

4 0 29 5 15 6 31 0 290 50 150 60 310

5 3 6 0 62 30 60 0 620

05-04-05

6 3 3 0 4 0 42 30 30 0 40 0 420

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 18 0 17 0 17 0 180 0 170 0 170 0

2 0 0 0 0 17 0 0 0 0 0 170 0

3 1 0 3 3 1 0 10 0 30 30 10 0

4 1 0 2 0 14 4 10 0 20 0 140 40

5 4 10 0 8 40 100 0 80

07-04-05

6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 10 0

PRIMERA VELOCIDAD

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 16 3 33 1 18 5 160 30 330 10 180 50

2 0 0 5 0 7 0 0 0 50 0 70 0

3 2 0 2 14 0 0 20 0 20 140 0 0

4 0 0 0 0 7 1 0 0 0 0 70 10

5 0 1 0 24 0 10 0 240

09-04-05

6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 3 4 0 3 12 1 30 40 0 30 120 10

2 22 2 21 0 32 0 220 20 210 0 320 0

3 21 0 0 5 0 0 210 0 0 50 0 0

4 0 0 2 0 13 8 0 0 20 0 130 80

5 18 22 0 0 180 220 0 0

11-04-05

6 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 10 10

SEGUNDA VELOCIDAD

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 14 7 1 5 38 11 140 70 10 50 380 110

2 - - 0 1 20 - - - 0 10 200 -

3 31 4 0 16 18 18 310 40 0 160 180 180

4 34 - 18 0 0 18 340 - 180 0 0 180

5 40 - 0 26 400 - 0 260

26-04-05

6 23 2 17 1 10 - 230 20 170 10 100 -

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 9 1 31 4 25 14 90 10 310 40 250 140

2 11 0 38 - 28 1 110 0 380 - 280 10

3 27 10 22 7 9 0 270 100 220 70 90 0

4 20 3 26 0 42 24 200 30 260 0 420 240

5 25 20 10 22 250 200 100 220

27-04-05

6 1 0 2 1 2 0 10 0 20 10 20 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 5 1 39 1 31 0 50 10 390 10 310 0

2 13 2 22 0 38 0 130 20 220 0 380 0

3 0 3 43 16 4 3 0 30 430 160 40 30

4 1 12 24 0 67 35 10 120 240 0 670 350

5 13 33 0 70 130 330 0 700

28-04-05

6 0 0 2 0 0 0 0 0 20 0 0 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 3 0 3 3 1 0 30 0 30 30 10

2 0 0 45 0 37 0 0 0 450 0 370 0

3 27 0 19 7 15 0 270 0 190 70 150 0

4 8 0 30 0 41 48 80 0 300 0 410 480

5 43 26 6 27 430 260 60 270

29-04-05

6 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 10 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 30 0 46 0 27 0 300 0 460 0 270 0

2 20 0 22 1 42 0 200 0 220 10 420 0

3 27 0 32 0 3 0 270 0 320 0 30 0

4 1 0 8 0 37 44 10 0 80 0 370 440

5 17 34 17 40 170 340 170 400

30-04-05

6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

TERCERA VELOCIDAD

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 7 0 - 0 19 0 70 0 - 0 190

2 0 2 0 1 0 5 0 20 0 10 0 50

3 0 0 - - - - 0 0 - - 0

4 0 7 0 1 - - 0 70 0 10 - -

5 0 0 - - 0 0 - -

02-05-05

6 0 0 0 1 0 1 0 0 0 10 0 10

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 0 1 0 5 0 0 0 10 0 50 0

2 2 0 0 1 0 1 20 0 0 10 0 10

3 20 0 0 23 0 9 200 0 0 230 0 90

4 0 4 0 5 0 - 0 40 0 50 0 -

5 0 39 0 10 0 390 0 100

03-05-05

6 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 40

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 8 2 4 5 3 2 80 20 40 50 30 20

2 36 0 10 1 30 0 360 0 100 10 300 0

3 - 16 9 5 160 90 50

4 13 0 1 41 0 10 130 0 10 410 0 100

5 33 13 12 8 330 130 120 80

04-05-05

6 11 0 12 0 2 0 110 0 120 0 20 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 0 2 0 0 0 0 0 20 0 0 0

2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 21 0 1 0 0 0 210 0 10 0 0

4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 0 8 0 0 0 80 0 0

05-05-05

6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

DILUCION TOTAL FECHA PTO ARENA DUAL POLIP ARENA DUAL POLI

E coli CT E coli CT E coli

CT E coli CT E coli CT E coli CT

1 0 0 8 0 0 0 0 0 80 0 0 0

2 0 0 0 3 0 0 0 0 0 30 0 0

3 0 0 0 9 0 0 0 0 0 90 0 0

4 0 0 0 0 24 0 0 0 0 0 240 0

5 0 0 0 0 0 0 0 0

06-05-05

6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ANALISIS DE PUNTOS GIARDIA Y CRYPTOSPORIDIUM

PRIMERA VELOCIDAD FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 1000000 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 1000000 0 5 0 0 0 0

9 de Abril de 2005

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP.SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 1000000 0 0 1000000 0 0 0 2000000 1000000 0 0 0 0 0 0 0 0

9 de Abril de 2005

1000000 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP.SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 1000000 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP.SALIDA GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUALSALIDA POLIP.SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 1000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

SEGUNDA VELOCIDAD

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLI P.SALIDA GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO

0 0 0 0 0 0 1000000 1000000 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 1000000 0 0 0 0 1000000 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 1000000 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO

1 1000000 0 0 1000000 0 1000000 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 1000000 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 1000000 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUALSALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1000000 4 0 0 0 0 0 4000000 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1000000 1000000 0 0 1000000 0

0 0 0 0 0 0 ##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 1000000 0 0 0 1000000 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

TERCERA VELOCIDAD

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1000000 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 1000000 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1000000 0 3 0 0 0 0 4 0 0 1000000 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 1000000 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 1000000 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP. SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 0 0

FECHA PUNTOS ARENA DUAL POLIPROPILENO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 1 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1000000 3 1000000 1000000 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0

##############

6 0 0 0 0 0 0

FECHA ARENA SALIDA DUAL SALIDA POLIP.SALIDA

GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO GIARDIA CRYPTO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

##############

0 0 0 0 1000000 1000000

Anexo I Valores de ct de la epa y procedimientos para realizar pruebas de cloro resistencia Valores de Ct para inactivar los quistes de Giardia a 15°C1

1 Estos valores de Ct fueron tomados de Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water Sources, Appendix E, Science and Technology Branch, Criteria and Standards Division,Office of Drinking Water, Washington, D. C., EPA, 1989.

PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS DE CLORO RESISTENCIA GIARDIA LAMBLIA Las pruebas de cloro resistencia para la Giardia lamblia se plantean para ser desarrolladas a nivel de laboratorio, para una temperatura promedio de 15°C Para desarrollar la prueba se deben realizar los siguientes pasos:

a) Cuantificar los quistes de Giardia lamblia b) Preparar solución Locke y distribuirla en tubos de ensayo estériles (solución

tampón de pH entre 6.5 y 7.5, empleada para mantener los quistes sin que sean afectados)

c) Agregar los quistes en 15 ml de solución Locke d) Preparar la concentración de cloro determinada para inactivar los quistes e) Agregar la concentración de cloro en la solución que contiene los quistes y

esperar el tiempo de contacto. f) Para determinar el grado de afectación o inactivación de los quistes, es

necesario realizar un cultivo en medio específico. g) Posteriormente se observa al microscopio una muestra de este cultivo para

cuantificar los quistes afectados. h) Medir la concentración de cloro residual.

Cada prueba debe efectuarse por triplicado, con el fin de confirmar y comparar resultados. Para evitar contaminación es necesario trabajar con materiales estériles y el laboratorio cuente con las normas de higiene y seguridad necesarias para estas pruebas microbiológicas. CRYPTOSPORIDIUM PARVUM Para realizar las pruebas de cloro resistencia de los ooquistes de Cryptosporidium parvum se realizan teniendo en cuenta la misma temperatura utilizada en la prueba con Giardia lamblia

a) Cuantificar los ooquistes de Cryptosporidium parvum

b) Preparar solución Locke y distribuirla en tubos de ensayo estériles (solución tampón de pH entre 6.5 y 7.5, empleada para mantener los ooquistes sin que sean afectados)

c) Agregar los quistes en 15 ml de solución Locke d) Preparar la concentración de cloro determinada para inactivar los ooquistes e) Agregar la concentración de cloro en la solución que contiene los ooquistes

y esperar el tiempo de contacto. f) Para determinar el grado de afectación o inactivación de los ooquistes, es

necesario realizar un cultivo en medio específico g) Posteriormente se observa al microscopio una muestra de este cultivo para

cuantificar los ooquistes afectados. h) Medir la concentración de cloro residual.

Anexo J. Análisis descriptivo de la variable turbiedad Análisis estadístico descriptivo para la Variable de Turbiedad

ESTADISTICA Arena entrada

Arena salida

Dual entrada Dual salida

Polip. entrada

Polip. salida

Núm. de valores utilizados

37 37 37 37 37 37

Mínimo 2.348 1.060 1.140 0.329 1.050 0.599 Máximo 12.550 4.668 12.157 3.120 11.740 2.590 Suma 222.353 86.573 209.153 56.921 211.772 51.832 Media 6.010 2.340 5.653 1.538 5.724 1.401

CV* (desviación típica/media)

0.481 0.328 0.483 0.406 0.467 0.346

Varianza estimada 8.353 0.590 7.455 0.389 7.160 0.236 Desviación típica

estimada 2.890 0.768 2.730 0.624 2.676 0.485

Límite inf. IC** de la media

5.046 2.084 4.742 1.330 4.831 1.239

Límite sup. IC** de la media

6.973 2.596 6.563 1.746 6.616 1.563

* CV: Coeficiente de Variación ** IC: Intervalo de confianza Fuente: Las Autoras, 2005

Anexos K. Análisis estadístico descriptivo de la variable COLOR.

ESTADISTICA Arena entrada Arena salida Antracita entrada

Núm. de valores utilizados 31 31 31

Mínimo 2.000 1.000 3.000

Máximo 15.000 6.667 17.000

Media 10.403 4.263 10.419

CV (desviación típica/media) 0.262 0.253 0.281

Varianza estimada 7.403 1.167 8.594

Desviación típica estimada 2.721 1.080 2.932

Desviación típica media 1.730 0.721 1.874

amplitud 1.996 0.793 2.151

Límite inf. IC de la media 9.405 3.867 9.344

Límite sup. IC de la media 11.401 4.660 11.495

ESTADISTICA Antracita salida Polipropileno entrada Polipropileno salida

Núm. de valores utilizados 31 31 31

Mínimo 1.000 3.000 1.750

Máximo 6.667 15.000 6.333

Media 4.000 10.664 3.913

CV (desviación típica/media) 0.259 0.259 0.265

Varianza estimada 1.070 7.645 1.074

Desviación típica estimada 1.034 2.765 1.036

Desviación típica media 0.677 1.798 0.763

amplitud 0.759 2.028 0.760

Límite inf. IC de la media 3.621 9.650 3.533

Límite sup. IC de la media 4.379 11.678 4.293

Anexo L. Análisis estadístico para el ph

Arena entrada Arena salida Antracita entrada

Núm. de valores utilizados 33 35 33

Mínimo 6,667 6,270 6,667

Mediana 7,725 7,380 7,725

Máximo 9,270 8,225 11,233

Media 7,783 7,341 7,859

Media geométrica 7,753 7,327 7,815

CV (desviación típica / media) 0,091 0,061 0,113

Varianza de muestra 0,484 0,196 0,768

Varianza estimada 0,499 0,202 0,792

Desviación típica estimada 0,706 0,449 0,890

Desviación típica media 0,573 0,350 0,610

Desviación típica de la media 0,123 0,076 0,155

Límite inf. IC de la media 7,533 7,187 7,543

Límite sup. IC de la media 8,034 7,495 8,175

Antracita salida Polipropileno entrada

Polipropileno salida

Núm. de valores utilizados 35 33 35

Mínimo 6,110 6,667 5,693

Mediana 7,300 7,770 7,300

Máximo 7,925 9,390 7,950

Media 7,221 7,795 7,241

Media geométrica 7,210 7,764 7,228

CV (desviación típica / media) 0,055 0,091 0,059

Varianza de muestra 0,153 0,488 0,177

Varianza estimada 0,157 0,503 0,182

Desviación típica estimada 0,397 0,709 0,427

Desviación típica media 0,312 0,559 0,292

Desviación típica de la media 0,067 0,123 0,072

Límite inf. IC de la media 7,085 7,544 7,094

Límite sup. IC de la media 7,358 8,047 7,387

Anexo M. Prueba de Duncan para ph

Tipo Filtro Media Agrupamientos

Arena 7,341 A

Polipropileno 7,241 A

Antracita 7,221 A

ANEXO N. Análisis Duncan para turbiedad con relación a las tres velocidades

Prueba de Duncan / Análisis de las diferencias entre grupos con un intervalo de confianza de 95.00 %:

Categorías Diferencia Diferencia estandarizada Valor crítico

Pr. > Dif

Alfa (modificado)

Significativo

3 ~ 1 0.306 2.565 2.078 0.030 0.098 Sí

3 ~ 2 0.050 0.420 1.974 0.675 0.050 No

2 ~ 1 0.256 2.268 1.974 0.025 0.050 Sí

Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:

Categorías Media Agrupamientos

3 1.905 A

2 1.854 A

1 1.599 B

Cuando las letras de los agrupamientos son iguales (A o B), la prueba de Duncan indica que no hay diferencia significativa entre las categorías evaluadas.

ANALISIS DE DUNCAN PARA TURBIEDAD CON RESPECTO A LOS FILTROS

Prueba de Duncan / Análisis de las diferencias entre grupos con un intervalo de confianza de 95.00 %:

Categorías Diferencia Diferencia estandarizada

Valor crítico

Pr. > Dif

Alfa (modificado)

Significativo

2 ~ 1 0.293 2.512 2.078 0.034 0.098 Sí

2 ~ 3 0.092 0.789 1.974 0.431 0.050 No

3 ~ 1 0.201 1.723 1.974 0.087 0.050 No

Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:

Categorías Media Agrupamientos

2 1.906 A

3 1.814 A B

1 1.613 B

ANALISIS DE TURBIEDAD COMPARANDO LAS VELOCIDADES Y LOS TIPOS DE FILTROS

PRIMERA VELOCIDAD (0,05 metros/hora)

Arena salida

Antracita salida

Polipropileno salida

1.40628571 1.66095238 1.72904762

SEGUNDA VELOCIDAD (0,10 metros/hora)

Arena salida

Antracita salida

Polipropileno salida

1.74438095 1.92047619 1.89857143

TERCERA VELOCIDAD (0,15 m/h)

Arena salida

Antracita salida

Polipropileno salida

1.70747059 2.19117647 1.81505882

RELACIÓN DE LA TURBIEDAD CON EL TIEMPO

Prueba de Duncan / Análisis de las diferencias entre grupos con un intervalo de confianza de 95.00 %:

Categorías Diferencia Diferencia estandarizada Valor crítico

Pr. > Dif

Alfa (modificado) Significativo

3 ~ 2 0.261 1.893 2.147 0.235 0.143 No

3 ~ 1 0.249 1.801 No

3 ~ 4 0.105 0.799 No

4 ~ 2 0.156 1.184 2.078 0.465 0.098 No

4 ~ 1 0.143 1.087 No

1 ~ 2 0.013 0.093 No

Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:

Categorías Media Agrupamientos

3 1.929 A

4 1.824 A

1 1.681 A

2 1.668 A

Anexo O. Análisis de color con las tres velocidades Prueba de Duncan / Análisis de las diferencias entre grupos con un intervalo de confianza de 95.00 %:

Categorías Diferencia Diferencia estandarizada Valor crítico

Pr. > Dif

Alfa (modificado)

Significativo

1 ~ 3 1.444 7.166 2.079 < 0.0001

0.098 Sí

1 ~ 2 1.013 5.026 1.975 < 0.0001

0.050 Sí

2 ~ 3 0.431 2.036 1.975 0.043 0.050 Sí

Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:

Categorías Media Agrupamientos

1 4.444 A

2 3.431 B

3 3.000 C

ANÁLISIS DE COLOR CON RELACIÓN AL TIEMPO

Prueba de Duncan / Análisis de las diferencias entre grupos con un intervalo de confianza de 95.00 %:

Categorías Diferencia Diferencia estandarizada Valor crítico

Pr. > Dif

Alfa (modificado)

Significativo

4 ~ 2 0.651 2.821 2.148 0.027 0.143 Sí

4 ~ 1 0.420 1.820 2.079 0.166 0.098 No

4 ~ 3 0.087 0.375 No

3 ~ 2 0.564 2.328 2.079 0.055 0.098 Sí

3 ~ 1 0.333 1.376 1.975 0.171 0.050 No

1 ~ 2 0.231 0.952 No

Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:

Categorías Media Agrupamientos

4 ‘ 5pm ’ 3.958 A

3 ‘ 2pm ‘ 3.872 A

1 ‘ 8am ‘ 3.538 A B

2 ‘ 11am ‘ 3.308 B

Anexo P. Prueba Duncan de ph

Categorías Media Agrupamientos

3 7,112 A

2 7,039 A

1 6,752 B

Anexo Q. Análisis de ph prueba de Duncan

Categorías Media Agrupamientos

3 6,995 A

1 6,941 A

2 6,919 A

Anexo R. Fotografías cultivos de Coliformes totales y E. Coli

ANEXO S. COSTOS DE LOS TRES SISTEMAS DE FILTRACION PARA UNA POBLACION RURAL DE VILLETA.

ANEXO T. SISTEMA DE POTABILIZACION PARA UNA POBLACION RURAL DE VILLETA

DESARENADOR CANALETA PARSHAL

Filtro Lento1

Filtro Lento 2

CLORACIÓN TANQUE DE

AGUA TRATADA

SISTEMA DE DITRIBUCIÓN

FUENTE SUPERFICIAL

Anexo U. Recopilación fotográfica.

Aforo de caudales Formación de capa biológica

Análisis de la capa biológica

Muestra preparada con quistes Introducción de quistes y ooquistes al Y ooquistes Sistema de filtración lenta

Análisis capa biológica segunda etapa