G. Michael R. Kimberly Monografía de grado INFORME DE DIAGNOSTICO Ingeniería civil...

G. Michael – R. Kimberly Monografía de grado INFORME DE DIAGNOSTICO Ingeniería civil – ciclos propedéuticos Y FACTIBILIDAD

DIAGNÓSTICO Y PLAN DE MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA

POTABLE DE LA VEREDA QUECA EN EL MUNICIPIO DE UNE

CUNDINAMARCA SEGÚN PARÁMETROS DE LA RAS – 2000 y 2017.

AUTORES:

MICHAEL EDUARD GUZMAN CHAPARRO

KIMBERLY JOHANA RUIZ GUTIERREZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

PROGRAMA INGENIERIA CIVIL (CICLOS PROPEDÉUTICOS)

BOGOTA D.C.

2019


DIAGNÓSTICO Y PLAN DE MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA

POTABLE DE LA VEREDA QUECA EN EL MUNICIPIO DE UNE

CUNDINAMARCA SEGÚN PARÁMETROS DE LA RAS – 2000 y 2017

AUTORES:

MICHAEL EDUARD GUZMAN CHAPARRO

KIMBERLY JOHANA RUIZ GUTIERREZ

Monografía de grado presentado como requisito para optar al título de ingeniero

civil

Tutor: César Augusto García Ubaque

Profesional en Ingeniería civil – PhD en ingeniería

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLOGICA

PROGRAMA INGENIERIA CIVIL (CICLOS PROPEDÉUTICOS)

BOGOTA D.C.

2019


Contenido

INTRODUCCION .................................................................................................................................. 7

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................. 8

2. JUSTIFICACION ........................................................................................................................... 9

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

3.1. Objetivo general ................................................................................................................... 10

3.2. Objetivos específicos ............................................................................................................ 10

4. MARCO TEORICO ...................................................................................................................... 11

4.1. Marco histórico .................................................................................................................... 11

4.2. Marco geográfico ................................................................................................................. 12

4.3. Geología y morfología .......................................................................................................... 13

4.4. Hidrología de la zona de estudio .......................................................................................... 16

4.5. Climatología ......................................................................................................................... 17

4.6. Residuos solidos ................................................................................................................... 18

4.7. Infraestructura vial ............................................................................................................... 19

4.8. Gas domiciliario .................................................................................................................... 22

6. PROCEDIMIENTO ...................................................................................................................... 24

7. PROYECCION DE LA POBLACION .............................................................................................. 25

9. SISTEMA DE ACUEDUCTO Y CALIDAD DEL AGUA EN LA ZONA DE ESTUDIO ............................. 35

9.1. Captación inicial del agua ..................................................................................................... 35

9.2. Transporte al sistema de almacenamiento principal............................................................ 38

9.3. Almacenamiento .................................................................................................................. 38

9.4. Red de Distribución .............................................................................................................. 41

10. CALIDAD DEL AGUA .............................................................................................................. 42

10.1. Ensayo de laboratorio ...................................................................................................... 42

10.1.1. Toma de muestra: ............................................................................................................ 42

10.1.2. Entrega de resultados ...................................................................................................... 43

10.2. Análisis de resultados ....................................................................................................... 43

11. DIAGNOSTICO DE ACUERDO AL TITULO B DE LAS RAS 2000 ................................................ 44

11.1. Fuente de abastecimiento del sistema ............................................................................. 44


11.2. Captación ......................................................................................................................... 44

11.3. Desarenador ..................................................................................................................... 46

11.4. Conducción ....................................................................................................................... 46

11.5. Red de distribución .......................................................................................................... 49

11.5.1. Recomendaciones generales ............................................................................................ 49

11.5.2. Delimitación de la zona de presión .................................................................................. 50

11.6. Tanque de almacenamiento ............................................................................................. 50

11.6.1. Tipo de tanque ................................................................................................................. 50

11.6.2. Forma del tanque ............................................................................................................. 50

11.6.3. Localización de los tanques .............................................................................................. 51

11.6.4. Restricción de acceso ....................................................................................................... 52

12. RECOMENDACIONES AL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EXISTENTE..... 53

12.1. Captación ......................................................................................................................... 53

12.2. Desarenador ..................................................................................................................... 54

12.3. Conducción ....................................................................................................................... 57

12.4. Tanque de almacenamiento ............................................................................................. 58

13. REFLEXIONES FINALES .......................................................................................................... 59

REFERENCIAS.................................................................................................................................... 60

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................... 62


LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Ubicación Geográfica del municipio de Une - Cundinamarca – Fuente los Autores .... 13

Ilustración 2 Mapa Hídrico de la Zona de Estudio – Fuente los Autores .......................................... 17

Ilustración 3: Red vial del municipio de Cundinamarca – ................................................................. 22

Ilustración 4 Proyección de la Cuenca de la Vereda de Une Cundinamarca - Fuente los autores .... 31

Ilustración 5 Perfil Topográfico del lugar del aforo - Fuente los Autores ......................................... 32

Ilustración 6 Factor de Relación K para tipo de ríos - fuente resolucion2320 de 2009.................... 33

Ilustración 7: Sitio de captación de agua - Arroyo denominado "La Quebrada", ............................. 35

Ilustración 8: Esquema tanque inicial de captación. ........................................................................ 37

Ilustración 9: Tuberías de transporte del agua al tanque de almacenamiento ................................ 38

Ilustración 10: Esquema tanque de almacenamiento principal del sistema. ................................... 40

Ilustración 11: Tubería de distribución del agua a los predios. ........................................................ 41

Ilustración 12: Recipientes para toma de muestras agua potable ................................................... 42

Ilustración 13: Toma de muestras en predio. ................................................................................... 43

Ilustración 14: Ubicación de la cámara de recolección adicional del sistema. ................................. 54

Ilustración 15: ubicación de la rejilla dentro de la cámara de captación.......................................... 54

Ilustración 16: Esquema torre de tratamiento. ................................................................................ 55


LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Formaciones que constituyen la hoya hidrográfica del río Negro ...................................... 16

Tabla 2: Inventario de vías del municipio de Une............................................................................. 21

Tabla 3 Proyección de los habitantes del municipio de Une ............................................................ 25

Tabla 4 Proyección de diseño de un acueducto según el nivel de complejidad del sistema ............ 26

Tabla 5 Métodos de cálculo permitidos según el nivel de complejidad del sistema ........................ 27

Tabla 6 Proyección de la Población del municipio de Une para el año 2044 .................................... 29

Tabla 7 Dotación máxima del agua en (L/hab*Dia) de acuerdo al nivel de complejidad del sistema y

al clima del municipio ...................................................................................................................... 30

Tabla 8 Relación de distancia y profundidad para obtención del perfil topográfico ........................ 32

Tabla 9 Relación de Distancia y tiempo para obtener la velocidad superficial ................................. 33


INTRODUCCION

El agua es el recurso natural más valioso y limitado en la vida humana, este necesita

un manejo y protección especial, por lo cual se debe garantizar el adecuado

abastecimiento a las comunidades, con óptimas condiciones de calidad y en

suficientes cantidades.

En Colombia existen entidades que disponen de datos y cifras sobre la calidad y

cantidad de agua de las comunidades; en primera instancia la Empresa de

Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Bogotá EAAB-ESP presenta el índice de riesgo

de la calidad del agua para consumo humano – IRCA que transcrito literal de la

página del observatorio de agua de Bogotá “realiza los análisis a las muestra

recolectadas durante un mes en los puntos de muestreo concertados con la

Secretaría Distrital de Salud, los cuales se consideran oficiales y representativos

para realizar el control y la vigilancia de la calidad del agua que se suministra a la

población, y por parte del DANE se obtienen cifras oficiales de cobertura de agua

potable en ciudades principales del país”.(DANE, 2005)

Se evidencia que los datos y cifras presentadas por estas instituciones, son

generalizados a grandes ciudades y zonas urbanas de los municipios del país,

presentándose deficiencia en la obtención de datos de zonas rurales en Colombia.

El presente trabajo busca realizar un diagnóstico preliminar del estado de un

acueducto artesanal ubicado en la vereda Queca del municipio de Une,

Cundinamarca y posteriormente presentar alternativas de solución técnica y

económicamente viables para la población, se realizará estudio de campo y

comparaciones con el reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento

básico – RAS, este estudio será teórico – práctico, contará con fuentes bibliográficas

sobre el tema de aguas y acueductos y con opiniones de los usuarios activos del

sistema actual.


8

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La prestación del servicio de acueducto en las veredas del municipio de Une en el

departamento de Cundinamarca es uno de los principales temas de inconformidad

por parte de sus habitantes ya que en el área urbana de la región se garantiza el

servicio de acueducto y alcantarillado para todos sus habitantes, mientras que, en

la zona rural, el servicio es prestado por acueductos o sistemas artesanales

construidos y creados por los mismos usuarios.

En una acción en conjunto entre los habitantes de la vereda Queca, se logró la

construcción de 5 sistemas de abastecimiento de agua potable, que en conjunto

suplen la demanda de la vereda; el sistema más grande abarca en la actualidad 45

predios, siendo este el de mayor demanda.

De acuerdo con las opiniones de la comunidad el sistema viene presentando

problemas como cortes inesperados, presiones bajas, partículas en suspensión, y

daños continuos en las tuberías. Lo anterior obedece a que el sistema se construyó

con conocimientos empíricos y sin tomar en cuenta los requerimientos mínimos de

los reglamentos sobre el tema y adicionalmente los recursos para la construcción

del mismo fueron limitados.

Expuesto lo anterior se presenta la necesidad de plantear alternativas para mejorar

o corregir el sistema de abastecimiento de agua potable existente, teniendo como

objetivo que sean alternativas reales que puedan desarrollarse por parte de la

comunidad y que los recursos económicos sean los mínimos posibles, pero que se

garantice el cumplimiento de los requerimientos mínimos estipulados en el

reglamento técnico vigente en el país.


9

2. JUSTIFICACION

Se considera que el presente trabajo proveerá a la comunidad una herramienta para

reconocer que el sistema de acueducto actual a pesar de ser funcional, presenta

inconsistencias frente a la normativa vigente y estas pueden traer a mediano o largo

plazo consecuencias para la población.

Adicional a esto es de vital importancia que los encargados de prestar este servicio

reconozcan y se concienticen, en cuanto a que el usuario final del servicio, es la

razón de ser de la prestación de este y cambiar con la percepción que el usuario

final es un impedimento para un óptimo servicio a causa de sus sugerencias.

Se espera que, con la investigación desarrollada, se presenten resultados que

brinden beneficios tanto técnicos como sociales a la población de estudio, y que

propicie que la entidad municipal, se interese más en el tema y pueda avanzar en

procesos de disposición de recursos para los sistemas de abastecimiento de agua

potable en la zona rural de la región.


10

3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general

Realizar un diagnóstico del sistema de abastecimiento de agua potable de la vereda

Queca en el municipio de Une Cundinamarca, e identificar alternativas para el

mejoramiento del mismo, siguiendo los parámetros de la norma RAS-2000 y 2017

vigente en el país.

3.2. Objetivos específicos

Identificar las necesidades de la población que se presentan con el sistema

de distribución de agua actual.

Verificar las falencias del sistema de abastecimiento de agua potable, según

requisitos de la RAS-2000 y 2017.

Proponer alternativas de solución a la distribución del agua en la vereda.


11

4. MARCO TEORICO

4.1. Marco histórico

A continuación, se transcriben los aspectos más relevantes acerca del municipio de

Une Cundinamarca, a partir de la información que se encuentran en el plan de

desarrollo municipal.

“El año de fundación del Municipio de Une, fue el 22 de febrero de 1.538. Por el

encomendadero Diego Romero de Aguilar.

Une en lengua chibcha quiere decir cáelo. El primer encomendero fue Diego

Romero de la tropa de Quesada. A comienzos de noviembre de 1594 el Oidor

Miguel de Ibarra en visita dio descripción de 1.058 indios. El 19 de junio de 1600 el

Oidor Luis Enríquez por auto proferido en Santafé determinó poblar los indios de

Queca y Une en un solo pueblo que era Une.

El Oidor contrató al albañil Juan Robles para construir la iglesia. El 9 de julio de

1629 el visitador Lesmes de Espinosa dispuso la reparación de la iglesia, la cual

ordenó el licenciado Juan de Valcárcel el 12 de enero de 1630. En el informe

estadístico de Moreno y Escandón de 3 de enero de 1779 aparecen en la población

181 blancos y 675 indios. El mismo fiscal fundó una casa hospital para los indios.

Hechos Notables

El telégrafo se inauguró en 1898 y el teléfono el 26 de julio de 1936. Su primera

escuela nocturna fue creada por Acuerdo del Concejo No. 1 de 1912, de la que fue

director Adriano Beltrán Pérez. El 15 de agosto de 1916 se inauguró la primera

piedra de la actual iglesia por el párroco Luis Francisco Luque, dirigió la obra el


12

maestro Antonio Camargo, la continúo el padre Eugenio Celis en 1928 fecha en que

se hicieron las torres. El 20 de julio de 1922 se inauguró el matadero municipal.

El 13 de junio de 1924 a las 6 de la tarde se dio al servicio la luz eléctrica, producida

por la planta municipal, construida por una Sociedad de vecinos. La carretera a

Caraza, sitio sobre la troncal al Llano fue trazada en 1927 por los ingenieros

Hernando Parra Lleras y Ezequiel Sánchez, siendo Gobernador el doctor Ruperto

Melo, iniciado el 12 de octubre de 1928 e inaugurada el 17 de diciembre de 1932”.

Plan de desarrollo municipal (PDM, 2012, p.1)

4.2. Marco geográfico

La afluente hídrica de estudio denominada “la quebrada” se encuentra ubicada en

la vereda Queca, al noroeste del Municipio de Une en el departamento de

Cundinamarca en las coordenadas 4°24'45''N - 74°02'19''W, la cual colinda al norte

con el municipio de Chipáque, al oeste con la vereda campo alegre y al este con el

municipio de Cáqueza.


13

Ilustración 1 Ubicación Geográfica del municipio de Une - Cundinamarca – Fuente los Autores

4.3. Geología y morfología

Para mayor información sobre la geología y morfología del municipio, se presenta

la información literal obtenida del informe hidrográfico de la gobernación de

Cundinamarca “La cordillera de Jesús, el cerro del Santuario y los altos de Bonilla y


14

los Reyes. La región hace parte del área central de la cordillera oriental,

destacándose el sinclinorio de la sabana de Bogotá, el cual presenta una orientación

general NE – SW, en que se encuentran sinclinales y anticlinales simétricos

estrechos, como es el caso especial del sinclinal de Chipáque. Estas estructuras

están afectadas por fallas inversas y normales causando diaclasismo en el macizo

rocoso.

Las formaciones y conjuntos cretáceos entre ellos el conjunto de Chipáque y la

arenisca de Une, importante para la zona de Une que constituyen la hoya

hidrográfica del río Negro, aguas arriba de Quetáme son las siguientes:

FORMACIÓN DE

GUADALUPE

Guadalupe superior. – Areniscas y plaeners. Parte

inferior del Maestrichtiano hasta parte superior del

Coniaciano. Formación de 600 m aproximadamente de

espesor.

Guadalupe inferior – Esquistos arcillosos y areniscas

bien estratificadas, cuarcíticas. Coniaciano y Huroniano.

500 m de espesor.

FORMACIÓN DE

VILLETA

Villeta superior o Conjunto de Chipáque. Calizas y

esquistos arcillosos con areniscas cuarcíticas en la

parte baja. Cenomaniano superior. 200 m de grueso.

Bien expuesto en la finca Querenté, abajo de Chipáque.

Villeta medio o arenisca de Une – Arenisca cuarcítica

de grano medio y hasta grueso; - delgadas

intercalaciones de esquistos arcillosos piríticos y

localmente un manto delgado de antracita.

Cenomaniano o Albiano. 450 m de espesor

aproximadamente. Bien expuesto en el río Cáqueza,

abajo del puente de Caraza.

Villeta inferior- Esquistos arcillosos piríticos sin fósiles

Albiano o Aptiano superior. 300m de espesor Parte


15

Media: esquistos arcillosos algo margosos con banco de

calizas y arenisca calosa. Amonitas aptianas. Unos

700m de espesor. Parte inferior: esquistos arcillosos

piríticos con amonitas del Barremiano en el mismo nivel

del ascenso de la carretera desde el río Blanco o

Fomeque. 300 m de espesor.

El Villeta Inferior se halla expuesto entre puente Serviez

y arriba del puente de Cáqueza sobre el río Cáqueza.

FORMACIÓN DE

CAQUEZA

Arenisca de Cáqueza – Parte Superior: esquistos

arcillosos con arenisca con pocos guijos y amonitas del

Hauterviano. Parte media superior: areniscas de grano

medio. Parte Media Inferior: Esquistos arcillosos rojizos,

ocasionalmente amonitas.

Parte inferior: Areniscas de grano grueso, calosas.

Grueso total del conjunto unos 300m; bien expuestos en

la zona del puente de Cáqueza.

Cáqueza medio - Esquistos arcillosos piríticos,

radioactivos en el filo de la Capilla; con amonitas del

Hauteriviano - Valanginiano en la parte alta. Unos 2000

m de espesor. Bien expuesto entre Cáqueza y los

bancos de arenisca a unos 4 km abajo de Cáqueza.

Cáqueza Inferior. En la parte alta un horizonte menor

de areniscas cuarcíticas; debajo alternación de franjas

delgadas de Arenisca y esquistos arcillosos; luego

esquistos pizarrosos de La Culebra con fauna y flora del

Valanginismo del Perú (isla San Lorenzo) y enseguida

esquistos arcillosos sedosos, políticos con banco de

cuarcita, con flora y fauna fragmentada. La base es un

conglomerado de bloques redondeados, proveniente del


16

carboniano y de la serie de Quetáme. El espesor se

estima en 500 a 1000 m (subplegamientos fuertes).

SERIE DE QUETÁME Esquistos cloríticos, filitas con intercalación de

areniscas de Monteredondo. – Edad pre-Cretácea

indecisa. Expuestos debajo de Quetáme

Tabla 1: Formaciones que constituyen la hoya hidrográfica del río Negro Fuente: biblioteca ingeominas - Informe técnico “Geología de los suelos de Une“, de Enrique Hubach, 1954.

4.4. Hidrología de la zona de estudio

El municipio de Une cuenta con dos grandes recursos hídricos: al este el rio Guativar

perteneciente a la cuenca del rio Meta, microcuenca del Rio negro, el cual nace al

norte cerca al municipio de Munar.

Al oeste el rio Une perteneciente a la cuenca del rio meta, microcuenca del rio negro.

El rio nace con el nombre de quebrada Munar en la vereda Cerezos del Municipio

de Chipáque y se convierte en el rio Une a la altura de la vereda Centro del mismo

municipio, el mismo desemboca cerca de la vereda El Ramal convirtiéndose en el

Rio Los medios.

Al noreste del municipio se encuentra la afluente de estudio denominada La

Quebrada, la cual nace en un páramo de la zona llamado “La mesa” recorre gran

parte de la vereda Queca y desemboca en el Rio Une.


17

4.5. Climatología

El municipio de Une según la clasificación climática del IDEAM, es considerado

como una región Muy fría húmeda con temperatura media anual entre 8 y 12 °C.

Al revisar el diagrama de temperatura del municipio, se evidencia que las

temperaturas más altas se presentan en el mes de abril sin sobrepasar los 15°C y

las bajas se evidencian en el mes de enero con aproximadamente 14°C.

El clima de la localidad puede verse afectado por aspectos propios del paisaje,

relieve, cobertura vegetal y poblados circunvecinos; sin embargo, factores de

incidencia directa como son: precipitación, temperatura, humedad relativa y vientos,

constituyen el soporte técnico de mayor validez para caracterizar estudios

relacionadas con el medio físico, por cualificar la idoneidad del entorno para cumplir

con funciones ecológicas.

Ilustración 2 Mapa Hídrico de la Zona de Estudio – Fuente los Autores


18

El municipio de Une carece de estación climática al interior de su jurisdicción, por

tanto, la identificación de los parámetros básicos del clima se infirió a partir de los

registros de la estación Llano Largo, ubicada en el municipio de Ubaque y

administrada por el IDEAM, convirtiéndose en la más representativa para el área de

estudio.

El Municipio de Une posee un régimen de lluvias de tipo ecuatorial con patrón mono

modal, con una precipitación promedio anual de 1.019 mm., donde el registro

máximo anual se presenta para 1993 con un valor de 1.593 mm y el mínimo en el

año de 1989 con 821 mm.

Los meses de mayo a agosto presentan las máximas precipitaciones que oscilan

entre 121 y 109 mm y las mínimas de diciembre a febrero con registros que varían

de 29 a 33 mm.

En términos generales, el municipio de Une está influenciado por las isohietas 1.120

mm y 872 mm., las cuales corresponden a la faja altitudinal de 3.800 y 1.800 msnm,

respectivamente.

4.6. Residuos solidos

Según el plan de desarrollo municipal 2008-2011 del municipio la cobertura del

servicio de recolección de residuos sólidos “se realiza mediante dos volquetas de

propiedad del municipio, este servicio se presta dos veces a la semana, los días

martes y viernes. la disposición final se realiza por convenio en el relleno sanitario

de “Doña Juana”, esto genera la necesidad de realizar la asociación con los

municipios de la región para contemplar la posibilidad de un relleno sanitario

regional, el barrido de las calles y el mantenimiento del parque se realiza 4 veces

por semana.

El manejo de los residuos sólidos en el municipio de une en los últimos años ha

contado con diferentes actividades que han impactado de manera negativa el medio


19

ambiente; anteriormente se descargaban todos los residuos generados en un

peñasco, zona que se convirtió en un botadero a cielo abierto con dificultades de

accesibilidad para su recuperación y manejo técnico ambiental y sanitario. La

recolección de los residuos sólidos se realiza de manera combinada (orgánica e

inorgánica) sin ninguna técnica de separación en la fuente, lo que dificulta su

aprovechamiento debido a que actualmente todos los residuos son llevados a la

planta piloto de aprovechamiento y reciclaje”. (PDM. 2008. p.46)

4.7. Infraestructura vial

Tomando la información encontrada en el plan de desarrollo municipal 2008-2011

del municipio se obtiene los siguientes datos transcritos: “El municipio en la

actualidad cuenta con una malla vial muy amplia en lo relacionado con la red

terciaria (vías veredales) las cuales se encuentran en difíciles condiciones de

transitividad lo que dificulta la comercialización de los productos agrícolas y a su vez

aumenta costos, lo relacionado con puentes tienen una cobertura aproximadamente

al 65%, las vías de acceso al casco urbano Une Caraza, Une Km 19 se encuentran

pavimentadas con concreto asfáltico en condiciones aceptables de circulación el

inconveniente de las anteriores vías radica en ser muy angostas lo cual genera

muchos accidentes y se pretende realizar una ampliación en especial a la vía Une

Caraza.

VIAS Longitud Estado

Km B R M

1 Palmar - El Ramal 2 X

2 Puente las Escaleras - El Ramal 1.5 X

3 Sagrado Corazón - Tasjeras - El Ramal 26 X

4 Campamento - Mundo Nuevo 5 X

5 Central la Mesa - Alto del Trigo 1 X

6 Central la Mesa - El Vergel 1 X

7 Quebrada Blanca - Rincón Grande- Escuela la Mesa 5.5 X

8 Central la Mesa - El Mortiño - Matas Verdes 3.5 X


20

9 Raizal - Bolsitas - La Chorrera 7 X

10 Alto de los Barriales – Cajitas 3.5 X

11 Escuela - Antigua Bolsitas 3 X

12 Alto de los Llaveros - Rancho Viejo - Peña Blanca 2.5 X

13 Alto de los Llaveros - La Despensa 1.5 X

14 Volcanes – Monte oscuro 2.6 X

15 Raizal – Alto de Bonilla 2.8 X

16 Las Auroras – Escuela de Raspados 2 X

17 Escuela de Raspados – La carbonera – Palo Gordo 3.2 X

18 Las Auroras – El Uvo 1 X

19 Vuelta del Runcho – Escuela de Raspados 2.2 X

20 Central – La Mesa – Carro Negro 2 X

21 Central La Mesa – La Sobretana 3.5 X

22 Central La Mesa – Juan Ángel 2.2 X

23 Manitas de Agua - Salitre Alto 2.7 X

24 Manitas de Agua - Alto Cerro Negro 1.5 X

25 Escuela Sagrado Corazón - Salitre Bajo 3.5 X

26 Agua Blanca - Alto de Los Reyes 2.2 X

27 Agua Blanca - El Uval 1 X

28 Agua Blanca - El Aliso 2 X

29 Alto Los Reyes - Gruta San Luis 2.1 X

30 Escuela del Salitre - La Gruta 2 X

31 Une – Portachuelo 10 X

32 Une - San Luis - La Peña 3.7 X

33 Palo Gordo - El Chuscal 2.5 X

34 Palo Gordo - Santuario - La Mesa 7 X

35 Santuario - La Chucua - Rio La mesa 3 X

36 Puente Guara - San Isidro 1.5 X

37 Polideportivo – Sevilla 2.4 X

38 Gruta – San Isidro – Combura 0.8 X

39 Combura - Alto Negro 3 X

40 Pedregal - Chamizal - Alto de La Mesa 6.5 X

41 Combura - Alto de La vieja 2.5 X

42 Quebradas - Puente La Palma 1 X

43 Km 19 – Pedregal 2 X


21

44 Escuela de Queca - Escuela de Combura 2.2 X

45 Escuela de Combura - Alto de Queca 4.5 X

46 Escuela de Combura - La Quebrada 2 X

47 Alto de Queca - San Pablo 3 X

48 San Pablo – Pedregal 1.3 X

49 Tres esquinas - Pedregal - San Pablo - La Virgen 1.7 X

50 Queca - Alto del Gavilán - La Calera 3 X

51 Granadillo - La Calera 2 X

52 Laguna – Caracolí 0.5 X

53 Puente Tierra - Boca toma - Puente Santander 2.5 X

54 Puente Santander – Timasita 3 X

55 Holcim - Olla de Carrillos 3.5 X

56 Timasita - Rio Caraza 2 X

57 Tres Esquinas La Quinta 36.6 X

58 La Quinta – Matega 1 X

59 La Quinta – Une 3 X

60 Puente Tierra - El Tablón 2.5 X

61 Puente Tierra - Planta de Beneficio 1.5 X

62 Tres Esquinas del tablón - San Luis 2 X

63 Tierra Blanca – Cascajal 2 X

64 Puente Tierra - San Pablo 1 X

65 Une – Caraza 9 X

66 Manitas - Los Chollos 1.5 X

67 Casa de Teja – Volcanes 2 X

TOTAL 240.7

Tabla 2: Inventario de vías del municipio de Une. Fuente: Plan de desarrollo municipal (2008-2011) – enero 2019

A la red terciaria se le ha adelantado un trabajo de placas huellas en las anteriores

administraciones a lo que esta administración se pretende seguir con la

construcción de placa huellas en las diferentes veredas del municipio para dar

solución en tiempo de invierno, ya que las vías se receban y en tiempo de invierno

el agua se lo lleva”. (PDM. 2008. p.49)


22

4.8. Gas domiciliario

Según información obtenida de los habitantes del municipio el mismo cuenta con

Gas domiciliario atendido por la empresa Llanogas, la cual presta un buen servicio

en la parte urbana, es importante destacar que el servicio de gas domiciliario se ha

vuelto un producto de primera necesidad, por lo que se ve la importancia de

extender las redes al área rural donde se encuentra un porcentaje de población

numerosa. (PDM. 2012. p.102)

Ilustración 3: Red vial del municipio de Cundinamarca – Fuentes: mapa vial del departamento de Cundinamarca, Gobernación de Cundinamarca – enero 2019


23

5. METODOLOGIA

El presente proyecto de investigación se desarrolló desde la dimensión analítico –

explicativa, por cuanto que se espera no solo conocer y analizar, sino también

brindar una óptima solución al problema. Por otra parte, se asumirá un enfoque

cuantitativo en lo que tiene que ver con la información de tipo estadístico que es

necesario acopiar y procesar, pero también se recurrirá al cualitativo, ya que no es

suficiente y apropiado descuidar las razones objetivas y subjetivas que permiten

darles sentido a los datos cuantitativos y cualitativos.


24

6. PROCEDIMIENTO

Descripción de la población y proyección de la misma.

Estudio de la capacidad hídrica de la quebrada de estudio

Calculo de caudal por el método de los flotadores.

Comparación de la capacidad hídrica de la quebrada y la demanda de la

población futura.

Descripción del sistema existente de agua potable y la calidad de la misma.

Reconocimiento de los problemas del sistema según parámetros de la norma

RAS 2000 - 2017.

Presentación de soluciones alternativas al sistema.


25

7. PROYECCION DE LA POBLACION

7.1. PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN

En la siguiente tabla se presentan los datos de número de habitantes del municipio

de Une, los cuales son necesarios para realizar la proyección de la población:

Año # de

Habitantes

2005 4298

2009 4404

2013 4548

2017 4717

Tabla 3 Proyección de los habitantes del municipio de Une - Fuente los Autores

Se realiza la proyección de la población, utilizando el método aritmético de

estimación de la población:

a. Se aplican las siguientes formulas:

𝐾𝑎 = 𝑃𝑢𝑐 − 𝑃𝑐𝑖

𝑇𝑢𝑐 − 𝑇𝑐𝑖

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 + 𝐾𝑎 𝑋 (𝑇𝑓 − 𝑇𝑢𝑐)

Donde:

Ka: Pendiente de la recta. Puc: Población de último censo. Tuc: Año del último censo. Pci: población del censo inicial. Tci: Año del censo inicial. Pf: Población proyectada. Tf: Año de la proyección.

𝐾𝑎 = 4717 − 4298

2017 − 2005= 34,92


26

𝑃𝑓2019 = 4717 + 34,92 𝑋 (2019 − 2017) = 4787 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2024 = 4787 + 34,92 𝑋 (2024 − 2019) = 4962 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2029 = 4962 + 34,92 𝑋 (2029 − 2024) = 5137 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2034 = 5137 + 34,92 𝑋 (2034 − 2029) = 5312 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2039 = 5312 + 34,92 𝑋 (2039 − 2034) = 5487 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2044 = 5487 + 34,92 𝑋 (2044 − 2039) = 5662 𝐻𝑎𝑏

De acuerdo a los cálculos anteriores se tiene como resultado una población de 5662

habitantes para el año 2044 en la zona rural, pero se debe tener en cuenta que la

vereda Queca tiene aproximadamente el 15% de esta población, es decir, para

nuestro estudio tendríamos una proyección para el año 2044 de 850 habitantes, lo

cual determina que el nivel de complejidad del sistema siendo bajo, y el periodo de

diseño será 25 años, como se presenta en la siguiente tabla.

# habitantes Nivel de

Complejidad

Resolución 2320/2009 MAVDT

(Años)

< 2500 Bajo 25

2500 – 12000 Medio 25

12500 – 60000 Medio alto 25

>60000 Alto 30

Tabla 4 Proyección de diseño de un acueducto según el nivel de complejidad del sistema - Fuente Resolución 2320 de 2009

Obteniendo el nivel de complejidad del sistema, se remite a la norma Ras 2000 y se

determina los métodos de proyección mínimos que se deben aplicar, como se

muestra en la siguiente tabla:


27

Método de cálculo a emplear Nivel de complejidad del sistema

Bajo medio Medio

alto alto

Aritmético X X

Geométrico X X X X

Wappus X X X X

Grafico X X

Detallar por zonas X X

Detallar densidades X X

Tabla 5 Métodos de cálculo permitidos según el nivel de complejidad del sistema - Fuente RAS-2000

Para nuestro caso es necesario complementar la proyección de la población con los

métodos geométricos y Wappus:

Geométrico

Para el cálculo de la proyección de la población por el método geométrico se

utilizaron las siguientes fórmulas

𝑟 = (𝑃𝑢𝑐

𝑃𝑐𝑖)

1(𝑇𝑢𝑐−𝑇𝑐𝑖) − 1

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 (1 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐

Pf: Población Proyectada. Puc: Población del último Censo. Pci: Población del Censo inicial. r: Rata de crecimiento anual. Tuc: Año del último censo. Tci: Año del censo inicial. Tf: Año de proyección.

𝑟 = (4717

4298)

1(2017−2005) − 1 = 0,0088

𝑃𝑓2019 = 4717 𝑋 (1 + 0,0088)2019−2017 = 4800 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2024 = 4800 𝑋 (1 + 0,0088)2024−2019 = 5015 𝐻𝑎𝑏


28

𝑃𝑓2029 = 5015 𝑋 (1 + 0,0088)2029−2024 = 5240 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2034 = 5240 𝑋 (1 + 0,0088)2034−2029 = 5475 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2039 = 5475 𝑋 (1 + 0,0088)2039−2034 = 5720 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2044 = 5720 𝑋 (1 + 0,0088)2044−2039 = 5976 𝐻𝑎𝑏

Wappus

Para el cálculo de la proyección de la población por el método geométrico se

utilizaron las siguientes fórmulas:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐(200 + 𝑟 ∗ 𝑡)

(200 − 𝑟 ∗ 𝑡)

𝑟 =200 ∗ 𝑃𝑢𝑐 − 𝑃𝑐𝑖

(𝑃𝑢𝑐 + 𝑃𝑐𝑖) ∗ (𝑇𝑢𝑐 − 𝑇𝑐𝑖)

Pf: Población Proyectada. Puc: Población del último Censo. Pci: Población del Censo inicial. r: Rata de crecimiento anual. Tuc: Año del último censo. Tci: Año del censo inicial.

𝑟 =200 ∗ 4717 − 4298

(4717 + 4298) ∗ (2017 − 2005)= 0,775

𝑃𝑓2019 = 4717(200 + 0,775 ∗ 2)

(200 − 0,775 ∗ 2)= 4791 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2024 = 4717(200 + 0,775 ∗ 7)

(200 − 0,775 ∗ 7)= 4980 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2029 = 4717(200 + 0,775 ∗ 12)

(200 − 0,775 ∗ 12)= 5177 𝐻𝑎𝑏


29

𝑃𝑓2034 = 4717(200 + 0,775 ∗ 17)

(200 − 0,775 ∗ 17)= 5382 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2039 = 4717(200 + 0,775 ∗ 22)

(200 − 0,775 ∗ 22)= 5596 𝐻𝑎𝑏

𝑃𝑓2044 = 4717(200 + 0,775 ∗ 27)

(200 − 0,775 ∗ 27)= 5819 𝐻𝑎𝑏

Promedio de los resultados de los métodos aplicados para la proyección de

población:

Año Aritmético Geométrico Wappus Promedio

2019 4787 4800 4791 4793

2024 4962 5015 4980 4986

2029 5137 5240 5177 5185

2034 5312 5475 5382 5390

2039 5487 5720 5596 5601

2044 5662 5976 5819 5819

Tabla 6 Proyección de la Población del municipio de Une para el año 2044 - Fuente los Autores

El número de habitantes a utilizar para el cálculo de la demanda de agua es el

promedio de los métodos de proyección utilizados para el periodo de diseño, es

decir, 5819 habitantes por el 15% que representa la vereda Queca, obteniendo:

# 𝑑𝑒 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = 5819 ∗ 15% = 872,85 ≈ 873 𝐻𝑎𝑏

7.2. CONSUMO TOTAL ADOPTADO

En la resolución 2320 de 2009 se determina la cantidad máxima de agua requerida

para satisfacer las necesidades básicas en (𝐿

ℎ𝑎𝑏∗𝑑𝑖𝑎) teniendo en cuenta el nivel de

complejidad del sistema y el clima del municipio como se muestra en la siguiente

tabla:


30

Nivel de complejidad

Dotación neta máxima para poblaciones con

Clima Frio o Templado

(𝑳/(𝒉𝒂𝒃∗𝒅𝒊𝒂))

Dotación neta máxima para poblaciones con

Clima Cálido

(𝑳/(𝒉𝒂𝒃∗𝒅𝒊𝒂))

Bajo 90 100

Medio 115 125

Medio alto 125 135

Alto 140 150 Tabla 7 Dotación máxima del agua en (L/hab*Dia) de acuerdo al nivel de complejidad del sistema y al clima del municipio

- Fuente Resolución 2320 de 2009

De acuerdo a la relación del nivel de complejidad y el clima consideramos que el

consumo neto domestico es:

90 (𝐿

ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎)

A este consumo neto le adicionamos un 25% de pérdidas que se puedan generar

en el sistema de abastecimiento, obteniendo en total:

90 (𝐿

ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎) + 25% = 112,5 (

𝐿

ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎)

7.3. DEMANDA DE AGUA

La demanda de agua potable para la vereda se calculó multiplicando el consumo

total adoptado por el resultado de los métodos de proyección de población,

obteniendo el siguiente valor:

𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 873 𝐻𝑎𝑏 ∗ 112,5 (

𝐿ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎

)

86400 𝑆𝑒𝑔= 1,14

𝐿

𝑆𝑒𝑔


31

Ilustración 4 Proyección de la Cuenca de la Vereda de Une Cundinamarca - Fuente los autores

8. ESTUDIO DE LA CAPACIDAD HÍDRICA DE LA QUEBRADA DE

ESTUDIO

8.1. área de la cuenca de la quebrada

Inicialmente se identificó las coordenadas del punto de la bocatoma por medio del

GPS, luego se delimito la cuenca a partir de la ubicación de un delineamiento

aproximado con ayuda de google earth se realizó la medición del área para la

cuenca de 0.83 𝑘𝑚2

Se realiza la medición del cálculo, basándonos en el método de los flotadores, para

esto, medimos el ancho de la quebrada y la dividimos en 10 secciones.

𝐷𝑖𝑠𝑡. 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑜𝑠 =𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑄𝑢𝑒𝑏𝑟𝑎𝑑𝑎

10=

88 𝑐𝑚

10= 8,8 𝑐𝑚

Posterior a esto se mide la profundidad del rio, de acuerdo como se muestra en la

siguiente tabla.


32

Ilustración 5 Perfil Topográfico del lugar del aforo - Fuente los Autores

Puntos Distancia Ancho (m)

Profundidad (m)

0 0 0

1 0.088 0.07

2 0.176 0.12

3 0.264 0.18

4 0.352 0.27

5 0.44 0.15

6 0.528 0.13

7 0.616 0.11

8 0.704 0.08

9 0.792 0.04

10 0.88 0 Tabla 8 Relación de distancia y profundidad para obtención del perfil topográfico - Fuente los Autores

Con los datos anteriormente descritos se obtuvo la sección transversal del cauce

del rio, en el lugar del aforo obteniendo el siguiente perfil.

Se realiza el cálculo de cada área, el cual se obtiene mediante la aplicación de las

fórmulas de área para el triángulo y el trapecio, como se presenta a continuación:

𝐴 𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 𝑏 ∗ ℎ

2

𝐴 𝑡𝑟𝑎𝑝𝑒𝑐𝑖𝑜 = 𝐵 + 𝑏

2∗ 2


33

Obteniendo un área promedio de sección de 0.1012 𝑚2 seguido a esto se realiza la

medición de la velocidad superficial, con ayuda de un flotador en una sección de 3

metros, se realizan tres mediciones del tiempo, obteniendo los siguientes

resultados:

Sección Tiempo obtenido

AA-BB (3 metros)

7.93 seg

8.94 seg

8.52 seg

Tiempo Promedio 8.46 seg Tabla 9 Relación de Distancia y tiempo para obtener la velocidad superficial - Fuente los Autores

𝑉𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =𝑑

𝑡=

3 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠

8.46 𝑠𝑒𝑔= 0.354 𝑚/𝑠𝑒𝑔

8.2. calculo del caudal de la quebrada

Con los datos obtenidos se procede a calcular el caudal de la quebrada Qq, con

base en la siguiente ecuación:

𝑄𝑞 = 𝐾 ∗ 𝑉 ∗ 𝐴

Donde K es un factor de corrección relacionado con la velocidad. El valor de K se

debe seleccionar de acuerdo al tipo de rio o canal y a la profundidad del mismo de

conformidad con la siguiente tabla:

Ilustración 6 Factor de Relación K para tipo de ríos - fuente resolucion2320 de 2009

Para nuestro caso, aplica el rio o riachuelo, de profundidad del agua > 15 cm,

obteniendo un factor K=0.5, para finalmente tener un caudal de la quebrada.


34

𝑄𝑞 = 0.5 ∗ 0.354𝑚

𝑆𝑒𝑔∗ 0.1012 𝑚2 = 0.0179

𝑚3

𝑆𝑒𝑔= 17.94

𝐿

𝑆𝑒𝑔

Obteniendo un caudal promedio de 0.0179 𝑚3/𝑆𝑒𝑔

De acuerdo a los datos obtenidos en el aforo y la demanda para la vereda Queca

del municipio de une, la quebrada suple a satisfacción la capacidad requerida.

8.3. rendimiento hídrico de la cuenca de la quebrada.

Según el estudio nacional del agua realizado por el IDEAM en al año 2015 se

presenta un rendimiento para el área de Cundinamarca de 15 a 20

𝐿

𝑆𝑒𝑔

𝐾𝑚2 De acuerdo

al caudal obtenido en el aforo y el área de la cuenca, se calculó el rendimiento de la

cuenca de la quebrada de la siguiente forma:

𝑅 = 𝑄𝑞 𝐴𝑓𝑜𝑟𝑜

𝐿𝑆𝑒𝑔

𝐴𝑟𝑒𝑎 𝐶𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 𝐾𝑚2=

17.94 𝐿

𝑆𝑒𝑔

0.83 𝐾𝑚2= 21.61

𝐿𝑆𝑒𝑔

𝐾𝑚2

Al analizar el resultado del rendimiento obtenido para la quebrada con respecto al

rendimiento presentado por el IDEAM para Cundinamarca, se determina que la

cuenca tiene un rendimiento mayor al rendimiento presentado por el IDEAM, por

ende la cuenca cuenta con una oferta hídrica alta.


35

Ilustración 7: Sitio de captación de agua - Arroyo denominado "La Quebrada", Fuente: Los autores – Septiembre de 2018.

9. SISTEMA DE ACUEDUCTO Y CALIDAD DEL AGUA EN LA ZONA DE

ESTUDIO

En total la vereda Queca cuenta con 5 sistemas artesanales de abastecimiento de

agua, con los cuales se busca suplir la demanda de aproximadamente 90 casas, el

sistema en estudio suple un total de 45 casas, siendo este el más grande de los

existentes, a continuación describiremos cada uno de los componentes del sistema

de abastecimiento artesanal, se aclara que son denominados artesanales puesto

que son sistemas desarrollados y construidos por la misma población sin

seguimiento de normas existentes sobre el tema.

9.1. Captación inicial del agua

La captación inicial del agua se realiza en un afluente de agua ubicada cerca del

centro geográfico y punto más alto de la zona conocido como “La Quebrada”, este

afluente de agua tiene sus inicios en la zona más alta del municipio conocida como

“La mesa” o “El páramo” y desemboca en el rio Une.


36

La distancia entre las orillas del arroyo no supera el metro de ancho y el caudal es

constante. Para su medición se realiza por el método experimental, al tomar áreas

transversales a un metro de distancia cada una conforme se relaciona a

continuación:

La captación inicial se realiza a través de tubería de 2” la cual conduce el agua a un

tanque de recolección con capacidad de 2.33 m3, este se compone de dos cámaras,

la de mayor tamaño con capacidad de 1.47 m3 y la secundaria con capacidad de

0.86m3.

La cámara principal se encuentra dividida a su vez en dos niveles, cada uno con

altura diferente con lo que se busca se presente un proceso de sedimentación por

gravedad; esta cámara hace entrega a la más pequeña que a su vez inicia el

proceso de transporte del agua a las tuberías que llegan al tanque de

almacenamiento principal.


37

Ilustración 8: Esquema tanque inicial de captación. Fuente: Los autores – Enero de 2019

|


38

Ilustración 9: Tuberías de transporte del agua al tanque de almacenamiento Fuente: Los autores – Septiembre de 2018.

9.2. Transporte al sistema de almacenamiento principal

El transporte del recurso, una vez captado, se realiza a través de tubo

mangueras de polietileno de una pulgada de diámetro, la cual es conducida a

través de los cultivos hasta el tanque de almacenamiento exclusivamente por

gravedad, tanque ubicado en un punto más bajo que el de captación, pero

estratégicamente central para alimentar las viviendas y cultivos de gran parte de

la vereda.

9.3. Almacenamiento

Una vez realizada la captación el agua viaja mediante gravedad hacia un tanque

de almacenamiento el cual tiene una capacidad de 29 𝑚3, el cual abastece cerca

del 60% de la vereda correspondiente a 45 fincas o predios, siendo este el

tanque de mayor capacidad y con esto garantizando un caudal mínimo de agua

superior a los 1,14 L/Seg, lo cual es estipulado como consumo promedio de una

persona por día.


39

El mantenimiento del tanque está a cargo de un fontanero el cual

aproximadamente cada 6 meses realiza el vaciado y lavado del tanque para

evitar la acumulación de material vegetal, proceso que depende de las

condiciones climáticas puede tomar entre 1 y 2 días, tiempo en el cual el servicio

está suspendido para los predios que dependen del mismo.


40

Ilustración 10: Esquema tanque de almacenamiento principal del sistema. Fuente: Los autores – Enero de 2019.


41

Ilustración 11: Tubería de distribución del agua a los predios. Fuente: Los autores – Septiembre de 2018.

9.4. Red de Distribución

La red que distribuye el agua a lo largo de la vereda, es un sistema de tubo

mangueras en polietileno bajo tierra, las cuales se extienden desde el tanque de

almacenamiento por los campos y vías hasta la entrada principal de cada uno

de los predios y de allí se realiza la derivación por tubería de 1” pulgada, hasta

el interior de estas.


42

Ilustración 12: Recipientes para toma de muestras agua potable Fuente: Los autores – Septiembre de 2018.

10. CALIDAD DEL AGUA

10.1. Ensayo de laboratorio

Para estudiar la calidad del agua que llega a las viviendas para consumo final, se

realizó un ensayo físico químico del agua, para verificar algunas de sus

propiedades. Procedimiento descrito a continuación:

10.1.1. Toma de muestra:

Se realizó la toma de muestras en los recipientes entregados por el laboratorio,

siguiendo las instrucciones precisas de sellar o cerrar los recipientes

inmediatamente después de tomada la muestra, para evitar contaminación de la

misma, se debían mantener refrigerados y procurar que pasara el menor tiempo

posible entre la toma y la entrega en el laboratorio, tiempo el cual fue 1 hora, tiempo

de recorrido entre los dos puntos.


43

Ilustración 13: Toma de muestras en predio. Fuente: Los autores – Septiembre de 2018.

10.1.2. Entrega de resultados

Pasados 15 días hábiles de llevada las muestras del agua al laboratorio, se hace

entrega por parte del mismo de los resultados, los cuales pueden ser corroborados

en el anexo A, del presente documento.

10.2. Análisis de resultados

Los resultados obtenidos en el ensayo nos muestran valores dentro de lo dispuesto

en la resolución 2115 del 22 de junio de 2007, la cual establece los estándares

mínimos del agua para consumo humano. Por lo que, para nuestro estudio, solo nos

enfocaremos en la cantidad y forma más óptima de llevar el recurso a las viviendas

desde el lugar de captación.


44

11. DIAGNOSTICO DE ACUERDO AL TITULO B DE LAS RAS 2000

El titulo B de la RAS fija los criterios básicos, los requisitos mínimos y los valores

específicos y límites que deben tenerse en cuenta en los diferentes procesos

involucrados en la conceptualización, el diseño, la construcción, la supervisión

técnica, la puesta en marcha, la operación y el mantenimiento de los sistemas de

acueducto que se desarrollen en la República de Colombia, con el fin de garantizar

su seguridad, durabilidad, funcionalidad, calidad técnica, eficiencia de operación,

sostenibilidad y redundancia, dentro de un nivel de complejidad del sistema

determinado. Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico

(RAS, 2000)

A continuación, realizaremos un diagnóstico de cada componente del sistema

tomando de referencia la norma descrita:

11.1. Fuente de abastecimiento del sistema

De acuerdo a los parámetros descritos en la norma, se indica que la fuente de

captación del agua debe disponer de una cantidad de agua suficiente con la que se

garantice aun en las épocas de estiaje el caudal del sistema.

Parámetro que en el sistema existente en el sitio de estudio se cumple a cabalidad

debido a que el afluente de agua aun en tiempos de mayor sequia o verano extremo,

no disminuye de tal manera que se vea afectado el caudal del mismo.

11.2. Captación

La norma indica que, según nuestro tipo de fuente de abastecimiento, el sistema de

captación recomendado es la cámara de toma directa, ya que el nivel de agua es

estable durante todo el año. A pesar que este tipo de toma se encuentra en el


45

sistema actual se debe verificar el cumplimiento de todas las condiciones generales

de la misma:

a. Ubicación: la norma indica que la captación debe localizarse en los tramos

rectos de la fuente o en caso que esto no se pueda dar debe ubicarse en la

orilla externa de una curva en una zona donde no haya evidencias de erosión

por causa del curso de agua; ubicación que esta correcta en el sistema

existente ya que está dispuesta en la orilla de un curva del afluente y no hay

presencia de erosión en el mismo.

b. Estabilidad: en el titulo B se estipula que la estructura de captación debe ser

estable, es decir, debe situarse en un terreno estable en caso de presentarse

fallas geotécnicas o geológicas; característica que se cumple en el sistema

ya que la estructura es estable desde el punto estructural, debido a su forma

baja y ancha, adicionalmente se encuentra en un terreno plano con baja

probabilidad de derrumbes.

c. Facilidad de operación y mantenimiento: Para este ítem el reglamento nos

indica que se debe contemplar, un alivio y/o descarga al igual que un sistema

que evite el paso de cuerpos extraños (desarenador), el que se debe ubicar

posterior al alivio, de tal forma que el mantenimiento y limpieza sea el mínimo

posible; en nuestro sistema encontramos la ausencia sobre estas estructuras

ya que no se encuentran dispuestas en el mismo.

d. Lejanía de toda fuente de contaminación: se estipula que el lugar dispuesto

para realizar la captación debe contar con una distancia que garantice la

lejanía con toda fuente de contaminación, como lo son aguas residuales; en

el sistema existente, el punto de captación con respecto a aguas residuales

cumple, ya que posee una distancia considerable de alguno de los predios y

sus tuberías de aguas residuales. En cuanto a otros tipos de foco de

contaminación, se presenta una dificultad debido a que en el lugar de

captación se encuentra la presencia de animales que en ocasiones dejan

desechos en el sitio.


46

e. Desviación de cursos de agua: la norma indica que se debe evitar al máximo

las modificaciones del cauce, para evitar la posibilidad de erosiones y el

arrastre de elementos en el afluente, para nuestro sitio de estudio no se ha

realizado modificación del cauce, por lo cual cumple este aspecto.

f. Accesos: las obras de capación deben ubicarse en zonas de fácil acceso,

con el fin de garantizar las posibles reparaciones, mantenimiento y limpieza

como se estipula en la norma. En el sistema actual, el camino que permite

llegar al sitio de captación es de fácil acceso para cualquier persona,

cumpliendo con esta característica.

g. Cerramiento: el título B indica que la zona de captación debe contar con un

cerramiento y/o delineamiento con el fin de evitar el acceso de personas y

animales, en la actual zona donde se ubica la captación, no se cuenta con

ningún tipo de cerramiento perimetral.

11.3. Desarenador

Una vez verificadas todas las características de la captación, se evidencia que en

el sistema actual no se cuenta con un desarenador que evite el paso de todas las

partículas y demás cuerpos extraños presentes en el agua.

11.4. Conducción

Se encuentra en el titulo B, que se pueden utilizar dos tipos de conducciones de

superficie libre (canales o tuberías a gravedad) o a presión (ya sea por bombeo o

por gravedad), para el caso de estudio se cuenta con un sistema de superficie libre,

del cual se verificara los requisitos mínimos estipulados en la norma:

a. El trazado de conducción debe realizarse, en lo posible, paralelo a las vías

públicas, evitando riscos y alturas pronunciadas, en el trazado actual, se

evidencia que se cumple con el trazo de la tubería paralela a las vías y fue


47

ubicada de tal manera en la que se evita terrenos con fuertes variaciones

geográficas que puedan afectar el sistema de gravedad propuesto.

b. El trazado de la línea de conducción debe permitir un acceso directo y

permanente a la zona para realizar las labores de mantenimiento, en este

caso en el sistema se buscó que la tubería contara con ciertos tramos

superficiales con el fin de evidenciar más fácilmente algún tipo de falla,

adicionalmente los tramos que están enterrados en el terreno se dejaron a

una profundidad de no más de 2 mts, igualmente para que se facilitara en

caso de arreglos y/o mantenimientos.

c. El trazado de las líneas de conducción deben ser lo más directas posibles

entre el tanque de captación y el tanque de almacenamiento, para este caso

el sistema existente cumple ya que el trazado se presenta de tal manera que

se garantiza la menor distancia entre los tanques.

d. Deben evitarse las zonas que puedan llegar a presiones excesivas y que

pongan en riesgo la conducción, en caso de no poder evitar estos lugares se

debe garantizar con una tubería que resista estas presiones, en este caso la

tubería está dispuesta en zonas de pradera en las cuales no se evidencia

presencia de estructuras y elementos que causen presiones elevadas.

e. El trazado con pendientes y contrapendientes que pueden causar bloqueos

a lo largo de las líneas de conducción, la línea existente está compuesta por

una pendiente negativa por lo que no hay ningún tipo de bloqueo por cambio

de la misma.

f. El trazado definitivo debe evitar a toda costa las zonas de inundación o

deslizamiento, la zona en la que se extiende las líneas de conducción,

históricamente no han sufrido ninguno de los fenómenos mencionados,

aunque al ser praderas con inclinación poseen cierto riesgo de deslizamiento.

g. En caso que el nivel freático este por encima del trazado definitivo de las

líneas de conducción se debe garantizar un revestimiento que evite el

deterioro de la tubería, a lo largo del trazado de conducción no se evidencia

nivel freático que se encuentre por encima de la misma.


48

h. Siempre que existan líneas bajo tierra o accesorios se debe señalizar y

referenciarlos en planos o esquemas que indiquen su ubicación, actualmente

el sistema no cuenta con demarcaciones ni planos, el trazado se conoce es

por las personas mayores de la comunidad que fueron quienes realizaron el

mismo.

i. Para el nivel de complejidad del sistema bajo, debe existir un embalse o

tanque de almacenamiento que permita tener un volumen de agua que

garantice el consumo de agua potable de la población en un tiempo igual al

requerido para la reparación de la conducción; en el sistema como ya se

mencionó existe un tanque de almacenamiento el cual posee una capacidad

superior a la mínima establecida con lo que se cumple lo indicado en la

norma.

j. Mantenimiento correctivo y preventivo de línea de conducción: la norma

estipula que todas las estructuras que sean partes del sistema de conducción

deben tener programa de mantenimiento correctivo, preventivo y predictivo.

En el caso de nuestro sistema que se encuentra en un nivel de complejidad

bajo, están labores deben ser básicamente de tipo correctivo y en caso que

están labores conlleven a suspensión del servicio, se debe informa a la

comunidad sobre los cortes programados.

En el sistema existente, cuando se presenta algún tipo de falla o

mantenimiento de las líneas de conducción, se producen cortes del servicio

sin previo aviso a la comunidad, generando incomodidad en la misma ya que

al no conocer las fechas u horarios de corte no se puede aplicar un plan de

contingencia para dicha suspensión.

k. Registro de mantenimiento: toda vez que en las líneas de conducción y en el

sistema en general se lleva a cabo algún tipo de mantenimiento se debe

llevar un registro de la fecha, el tipo de daño, la causa, el procedimiento que

se realiza y si se utilizó algún tipo de repuesto. En el actual sistema no se


49

lleva a cabo esta práctica, presentándose desinformación en la comunidad y

personas encargadas de reparaciones y/o mantenimientos del mismo.

11.5. Red de distribución

La RAS 2000 en su capítulo 7 nos indica los requerimientos que debe poseer la red

de distribución del sistema de acueducto, parámetros con los que se realiza el

diagnóstico de la red existente en nuestro sistema:

11.5.1. Recomendaciones generales

La norma establece unos requisitos generales en el trazado de una red de

distribución, de los cuales verificaremos el cumplimiento en el trazado actual:

Se recomienda que el trazado que la red se encuentre en zonas peatonales,

premisa que se cumple en el trazado de estudio, puesto que el trazado de la

red de distribución se encuentra en praderas donde no hay pasó de

vehículos.

Se indica que la red debe ser llevada hasta el frente del lote o vivienda a la

cual se presta el servicio y debe abarcarla toda, recomendación que se

cumple puesto que el trazado se diseñó de tal manera que pasar

exactamente al frente de los predios para su fácil acceso por parte de los

usuarios.

El trazado de la red debe evitar que se interfiera con servicios públicos

domiciliarios para evitar dificultades, para nuestro caso de estudio el trazado

no presenta interferencia alguna con el servicio de la luz, que es el servicio

público que posee actualmente la vereda.

El trazado debe buscar pasar por topografías suaves para evitar el uso de

accesorios especiales, recomendación que se lleva a cabo ya que la red pasa

por terrenos en donde no se presentan cambios significativos en la

topografía, que requieran de accesorios adicionales en el sistema.


50

11.5.2. Delimitación de la zona de presión

Este requerimiento establece que la red de distribución debe subdividirse en las

zonas que sean necesarias para cumplir las presiones máximas y mínimas en todos

los puntos de la red. Este requerimiento se garantiza puesto que en el diseño del

sistema se contempló el número de viviendas las cuales la capacidad del tanque de

almacenamiento podía abastecer, predios adicionales se suplen con otros

acueductos de la zona.

11.6. Tanque de almacenamiento

Los tanques de almacenamiento cumplen la función de suplir la demanda en las

horas pico y de proveer del suministro en caso de fallar la red matriz, de acuerdo a

esto la norma nos indica los siguientes parámetros a tener en cuenta:

11.6.1. Tipo de tanque

Para el sistema objeto de estudio, encontramos un tanque semienterrado ya que

presenta la mitad del tanque bajo el terreno y dejando expuesta la parte superior

con el fin de facilitar su acceso, con esto cumpliendo con uno de los tipos de tanques

estipulados en el capítulo 9 de la norma.

11.6.2. Forma del tanque

En la norma no existe limitación en cuanto a la forma del tanque, se establece que

el tanque debe estar cubierto y debe evitar zonas muertas que conlleven al deterioro

en la calidad del agua potable, en el caso de estudio se posee un tanque de

almacenamiento cuadrado recubierto de concreto, el cual cumple con lo estipulado

en la norma.


51

11.6.3. Localización de los tanques

Para este numeral la norma nos presenta las siguientes recomendaciones:

Los tanques de almacenamiento no deben estar enterrados, para nuestro

caso este aspecto se cumple al tener un tanque semienterrado.

Los tanques deben localizarse cerca de la red de distribución y de la

población que este más elevada, para nuestro caso el tanque se ubica en

uno de los puntos más altos de la vereda e inicia su distribución desde las

poblaciones más elevadas, por consiguiente, cumple con esta premisa.

La zona de ubicación final del tanque no podrá estar cerca a afluentes de

agua o zonas propensas a inundaciones, en nuestro caso el tanque cumple

dado que está en una zona elevada lejos de inundaciones y de afluentes de

agua.

Los tanques no deben situarse en la corona de un talud ni en zonas de

relleno, en el sistema existente esta recomendación se cumple ya que no

está en la corona de un talud y se encuentra en terreno firme.

En caso de existir la posibilidad de que cerca al tanque se presenten aguas

lluvias se debe evitar infiltraciones al interior del tanque, en este aparte el

tanque existente no cumple con esta recomendación, ya que no se observa

un manejo o encauce de aguas lluvias y debido a la antigüedad del tanque

existente se presentan pequeñas fisuras en el mismo.

Si el tanque es enterrado o semienterrado se debe garantizar que no esté

cerca a fuentes de contaminación, como pozos sépticos y/o líneas de

acueducto, en el sistema existente encontramos que el tanque no está cerca

a ninguna línea de acueducto, depósitos de basura o pozos sépticos,

cumpliendo el requerimiento.

Cuando el sistema sea de nivel de complejidad bajo y el tanque tenga una

sola salida, se recomienda que este tenga un bypass con el fin de que no se

vea afectado el suministro a los usuarios finales, para el sistema actual de la


52

vereda, este no cuenta con este sistema, obligando que en caso de

mantenimiento se afecte la prestación del servicio.

El tanque debe estar previsto de válvulas para el cierre, al ingreso y al final

para que permitan el mantenimiento de estas, en el sistema actual las

válvulas están presentes en unas cajas externas al tanque permitiendo su

mantenimiento y manipulación.

11.6.4. Restricción de acceso

La norma nos indica que el tanque de almacenamiento debe estar restringido al

público mediante un cerramiento perimetral, en el sistema actual existe un

cerramiento que consta de estacas de madera y alambre de púas, el cual está

en el perímetro del tanque, pero no impide el ingreso al público.


53

12. RECOMENDACIONES AL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

POTABLE EXISTENTE

De acuerdo con el diagnóstico realizado previamente, a continuación,

presentaremos alternativas a cada una de los problemas evidenciados, buscando

que la población se beneficie de las mismas, que sean de fácil instalación y adicional

que el costo de implementación sea el más bajo posible, debido a que, por demoras

y trámites engorrosos, la comunidad prefiere optar por implementarlos con recursos

propios y no iniciar un trámite ante la alcaldía municipal.

Acorde a lo indicado se presenta las alternativas de mejoramiento en cada

componente del sistema de acueducto:

12.1. Captación

De acuerdo al análisis previo, se evidencio que el sistema actual no cuenta con una

estructura de alivio o de descarga en caso de sobrepasar el nivel máximo de

capacidad, adicionalmente no cuenta con una estructura que impida el paso de

cuerpos extraños presentes en el agua antes de la captación.

Para suplir esta dificultad se plantea la instalación de una rejilla que evite el ingreso

de cuerpos extraños, que contaminen el agua captada, para esto se debe realizar

una estructura previa al tanque de captación, la cual actuará como una cámara

recolectora donde estará ubicada la rejilla que a la vez cumplirá la función de evitar

el ingreso de cuerpos extraños, como se puede evidenciar en la siguiente

ilustración:


54

Ilustración 14: Ubicación de la cámara de recolección adicional del sistema. Fuente: Los autores – Enero de 2019.

Ilustración 15: ubicación de la rejilla dentro de la cámara de captación. Fuente: Los autores – Enero de 2019.

Por otro lado, se evidencio que la zona de captación no cuenta con un cerramiento

perimetral que impida el acceso a personas y animales, por consiguiente, se plantea

con la comunidad la realización de un cerramiento aproximadamente de 12 metros

de perímetro, construido con postes en madera que es el material más abundante

en la zona y alambre de púas como barrera ante los animales.

12.2. Desarenador

Como se indicó anteriormente el sistema de acueducto actual no posee un

desarenador posterior a la captación y debido a que el espacio donde se encuentra

el tanque de captación es limitado para construir uno, se plantea la alternativa de


55

Ilustración 16: Esquema torre de tratamiento. Fuente: Rev. Salud pública, Volumen 19, Número 4, 2017

mejorar la estructura existente, aumentando la altura del tanque de captación para

prolongar el área de sedimentación por gravedad y así disminuir la cantidad de

partículas en el agua, y dado que la calidad del agua está dentro de los limites aptos

para el consumo humano, este ayudara a normalizar los componentes químicos

encontrados en el líquido. Adicionalmente y con el fin de disminuir el impacto en el

sistema de no poseer un desarenador, se propone que previo al tanque de

almacenamiento, se construya un sistema artesanal que funciona como torre de

tratamiento, la cual ayudara a minimizar contaminantes y partículas en el agua.

La Torre de Tratamiento propuesta se debe construir teniendo en cuenta materiales

de fácil acceso en la zona, por lo que se propone o se recomienda la construcción

de la torre de tratamiento, propuesta y creada por los ingenieros Camilo Alberto

Torres Parra, César Augusto García Ubaque y Juan Carlos García Ubaque en su

documento titulado - Agua segura para comunidades rurales a partir de un sistema

alternativo de filtración - El sistema de filtración presenta el siguiente esquema:


56

Para este fin la torre de tratamiento está compuesta de la siguiente manera: la torre

está apoyada en cuatro tanques de 5 galones de capacidad, interconectados con

accesorios hidráulicos en PVC de 1/2, con una altura total de 179 cm, 35 cm de

diámetro, un mezclador de entrada y un grifo de salida. Toda la estructura se

sostuvo con una base metálica que brindó mayor estabilidad al prototipo.

El primer tanque en orden descendente. Se dispuso para llevar a cabo procesos de

clarificación del agua apoyados por piedra de alumbre y teniendo en cuenta una

mezcla rápida y posterior sedimentación de los flocs for mados por el proceso de

coagulación-floculación. En esta parte se colocó un mezclador metálico manual con

aspas en forma trapezoidal para ayudar a completar la mezcla rápida del agua con

el alumbre. En el segundo tanque, se dispuso un lecho conformado en su totalidad

por una cama de arena fina, con tamaño efectivo entre 0,30-0,45 mm, un coeficiente

de uniformidad ≤2 y una altura de 26 cm. En el tercer tanque, se dispuso un lecho

de arena fina con las mismas características del segundo tanque y una altura de 14

cm, seguido por un lecho de grava gruesa de tamaño mediano (7 a 8 cm de

diámetro) y una altura de 12 cm (11). Los anteriores estratos granulares se

separaron por material geotextil resistente al agua para evitar la mezcla entre ellos.

Por último, en el cuarto tanque, se dispuso un lecho de carbón activado en forma

granular con 5 cm de altura, seguido por una capa de piedra pómez cortada en

forma no uniforme con una altura de 5 cm teniendo como base el filtro CARPOM.

Luego se colocó una capa de arena gruesa de 10 cm de alto con un tamaño efectivo

entre 0,9-1,1 mm y un coeficiente de uniformidad de ≤3. Por último, se ubicó un

lecho de gravilla fina de 6 cm de alto con un tamaño entre 2,5 a 3 cm de diámetro.

Al igual que en el tanque tres, cada lecho se separó con material geotextil resistente

al agua. Es importante resaltar que los medios filtrantes, como las arenas finas y

gruesas, se tamizaron y posteriormente se lavaron con abundante agua para

eliminar la presencia de algún material orgánico, arcillas u otro contenido

contaminante. El sistema se recirculó con abundante agua durante dos semanas


57

para eliminar cualquier rezago de suciedad y color presente en los materiales

utilizados.

Luego, para disminuir el riesgo de contaminación al interior del sistema, se aplicó

hipoclorito de sodio al 6 % (12).

Para el caso de filtros de lecho simple, la experiencia ha permitido establecer

espesores recomendados para diferentes casos: filtración de agua decantada,

filtración directa o filtración descendente o ascendente. Por lo cual, la altura total del

lecho filtrante es de 0,52 m, distribuidos en 0,40 m de arena fina que representa el

77 % de la altura total y 0,12 m de material granular, que representa el 23 % de la

altura total del lecho filtrante.

12.3. Conducción

Verificando las recomendaciones de la norma, nos encontramos que en los tramos

donde se encuentra el trazado de la línea de conducción bajo tierra, no cuenta con

una óptima señalización que evite la afectación de la misma, de igual forma no se

encontró ningún registro en planos que facilitaran la ubicación final.

Por consiguiente, se plantea, como solución óptima realizar un levantamiento

topográfico para realizar un plano record del trazado final de la línea de conducción

y posterior a este levantamiento realizar la debida demarcación de los tramos que

se encuentren bajo tierra, para evitar posibles afectaciones, con la ayuda de

señalización horizontal y vertical.

Po otro lado se sugiere realizar un mantenimiento preventivo y de ser el caso

correctivo 4 veces al año, con el fin de que el sistema sufra los mínimos

traumatismos y por ende la comunidad como usuario final. Para este fin se

realizarán en fechas ya pactadas para que la comunidad tome sus medidas, frente

a la posible interrupción del servicio.

De igual manera en caso de encontrarse algún tipo de daño o afectación, el

encargado del mantenimiento deberá realizar un registro del tramo afectado, tipo de


58

falla, reparación realizada y posible causa, para tener un record de las afectaciones

que se presenten y sirvan de guía para las reparaciones futuras.

12.4. Tanque de almacenamiento

Uno de los inconvenientes que presenta el tanque de almacenamiento es que no

hay manejo de aguas lluvias que puedan presentarse, en este caso y tomando en

cuenta que por la ubicación del mismo no es factible la construcción de canales en

concreto, se recomienda la construcción de zanjas que den un manejo a las aguas

lluvias y con esto se evite la posibilidad de estancamiento de estas.

El tanque de almacenamiento al contar con una sola salida, indica la norma que

debe tener un bypass o paso lateral, para evitar traumatismo en caso de

mantenimientos. Para solucionar el mismo se debe construir el paso lateral con una

válvula, para garantizar la prestación del sistema cuando halla mantenimiento

preventivo o correctivo del tanque.

Respecto al cerramiento del tanque, se recomienda el mejoramiento del mismo,

instalando malla eslabonada en la parte inferior y alambre de púas en la parte

superior, adicional se debe disponer de una puerta de acceso, la cual debe tener

seguridad.


59

13. REFLEXIONES FINALES

Finalizado el presente trabajo de investigación consideramos que los

conocimientos adquiridos a lo largo de la formación en ingeniería civil, en

especial los adquiridos en las materias relacionadas con la línea de aguas,

fueron de vital importancia para el desarrollo del proyecto, con esto se dio

cumplimiento al objetivo general del proyecto que consistía en realizar el

diagnóstico y previas recomendaciones del sistema.

En el desarrollo del proyecto se tuvo algunas limitaciones debido a la falta de

información sobre el sistema existente, por lo cual todo el diagnostico se

realizó en base al estudio de campo.

Se sugiere que para futuros trabajos se indague más con la comunidad en

general, sobre la perspectiva y necesidades que tienen sobre el sistema

actual de abastecimiento.

Debido a que la muestra de agua para el desarrollo del laboratorio, fue

tomada en una hora específica y en un solo predio, se recomienda para

posteriores estudios y/o proyectos realizar tomas en diferentes puntos del

sistema y con diferencia horaria, para tener mayor certeza en los resultados.

Se recomienda que adicional al desarrollo de mejoras del sistema, se lleve a

cabo capacitaciones a la comunidad respecto a las buenas prácticas de

almacenamiento y uso del agua, con el fin de mejorar la calidad de la misma.


60

REFERENCIAS

Alcaldía Municipal de Une. (2008). Esquema de ordenamiento territorial

Cundinamarca, Recuperado de

http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_eot_-

_2008//une_-_cundinamarca_-_eot_-_2008.asp.

Alcaldía Municipal de Une. (2018). Geografía del municipio de Une, Recuperado de

http://www.une-cundinamarca.gov.co/municipio/nuestro-municipio.

Alcaldía Municipal de Une. (2008). Plan de Desarrollo de Une, Recuperado de

http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_eot_-

_2008/une_-_cundinamarca_-_eot_-_2008.asp

Alcaldía Municipal de Une. (2012). Plan de Desarrollo de Une, Recuperado de

http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_pd_-_2012-

2015/une_-_cundinamarca_-_pd_-_2012-2015.asp

Alcaldía Municipal de Une. (2018). Reseña histórica, Recuperado de

http://www.une-cundinamarca.gov.co/municipio/nuestro-municipio

Empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá EAAB-ESP. (2010). Control para

la calidad ambiental, Recuperado de

http://oab.ambientebogota.gov.co/es/indicadores?id=249


61

Hubach, E. (1954). Geología de suelos de Une, Bogotá, Colombia: Instituto

Geológico Nacional Ingeominas

Torres-Camilo, García-Cesar, García-Juan. (2017). Agua Segura para las

comunidades rurales a partir de un sistema alternativo de filtración. Revista salud

pública, 19(4).

Universidad de los andes, (2010). Reglamento técnico del sector de agua potable y

saneamiento básico – RAS-200, Bogotá Colombia: viceministerio de agua y

saneamiento básico


62

BIBLIOGRAFIA

MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Artículo transitorio a la

resolución 330 de 2017 En Línea del (2 de octubre de 2017) disponible en

http://www.minvivienda.gov.co//viceministerios/viceministerio-de-agua/reglamento-

tecnico-del-sector/reglamento-tecnico-del-sector-de-agua-potable

MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Por la cual se adopta el

Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS

En Línea del (8 de junio de 2017) disponible en

http://www.minvivienda.gov.co//viceministerios/viceministerio-de-agua/reglamento-

tecnico-del-sector/reglamento-tecnico-del-sector-de-agua-potable


55

ANEXO A

*201810000241142754*

Informe N°: 201810000241

(SN)

Control muestras de agua residual doméstica

Sin DefinirVereda Aveca (UNE)

Johana Ruiz Gutierrez

Vereda Aveca (UNE)

19/09/2018 10:00:00 19/09/2018 15:47:25Cliente

Puntual

BOGOTÁ,Bogotá D.C

Agua potable

BogotaProyecto:

Identificación Cliente:

Lugar de Muestreo:Dirección:

Ciudad / Región:

Punto de Muestreo:Tipo de Muestreo:

Término de Muestreo: Recepción Laboratorio:Muestreado por:

JOHANA RUIZ

Matríz:

Dirección:Cliente:

Instrumento Ambiental:

10036-01Numero de Ingreso

Informe de Ensayo

Fecha y HoraAnálisis

ResultadosUnidadesParámetro Ref.Método

Cloruros mg/L Cl 12,8 SM 4500-Cl B (2)21/09/2018 14:51:0Cianuro Total mg/L <0,05 SM 4500-CN F01/10/2018 08:58:0pH unidad 5,83(18,3°C) SM 4500-H B (2)20/09/2018 11:14:0Sulfato mg/L SO4 5,6 SM 4500-SO4 E (2)21/09/2018 14:34:0Coliformes Totales UFC/100 ml <1 SM 9222 B (2)19/09/2018 16:00:0Escherichia Coli UFC/100 ml <1 SM 9222 D (2)19/09/2018 16:00:0Recuento de Heterótrofos UFC/100 ml 210 SM 9215 D (2)19/09/2018 16:30:0Calcio mg/L Ca 9,52 SM 3111 B (2)27/09/2018 08:01:0Hierro mg/L Fe <0,05 SM 3111 B (2)27/09/2018 08:08:0Magnesio mg/L Mg 0,79 SM 3111 B (2)27/09/2018 08:10:0Alcalinidad mg/L CaCO3 12,0 SM 2320 B (2)24/09/2018 09:43:0Color aparente Pt-Co 10(pH= 6,23) SM 2120 B (2)20/09/2018 10:55:0Conductividad us/cm 63 SM 2510 B (2)21/09/2018 14:14:0Dureza Cálcica mg/L CaCO3 17,1 3500-Ca B(2)21/09/2018 14:47:0Turbiedad UNT 0,3 SM 2130 B (2)24/09/2018 08:20:0

Notas:

(2) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22th Edition 2012.El tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:00 horas, para Escherichia ColEl tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:00 horas, para Coliformes TotaleEl tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:30 horas, para Recuento de Heterótrofo

Prohibida toda reproducción parcial o total de este informe sin autorización del laboratorio.Resultados válidos únicamente para la muestra analizada.

Fecha Emisión Informe: 2 de octubre de 2018

Autopista Medellín Km 2.5, vía parcelas de Cota Km 1.3 Conjunto de Bodegas AEPI, Bodega N° 3A - Teléfono +57 (1) 5 19 03 85

110036-01 2/

*201810000241142754*

Informe N°: 201810000241

*10036210vv142753*(SN)

Alex ContrerasVarcelis VargasJefe de área FisicoquímicaDirectora Operativa

Prohibida toda reproducción parcial o total de este informe sin autorización del laboratorio.Resultados válidos únicamente para la muestra analizada.

Fecha Emisión Informe: 2 de octubre de 2018

Autopista Medellín Km 2.5, vía parcelas de Cota Km 1.3 Conjunto de Bodegas AEPI, Bodega N° 3A - Teléfono +57 (1) 5 19 03 85

210036-01 2/

G. Michael – R. KimberlyMonografía de grado INFORME DE DIAGNOSTICO Ingeniería civil – ciclos propedéuticos Y FACTIBILIDAD

58

ANEXO B

Rev. Salud Pública. 19 (4): 453-459, 2017

453

Agua segura para comunidades rurales a partir de un sistema alternativo

de filtraciónSafe water for rural communities from an alternative filtration system

Camilo A. Torres-Parra, César A. García-Ubaque, Juan C. García-Ubaque, María C. García-Vaca y Robinson Pacheco-García

Recibido 4 marzo 2016 / Enviado para modificación 27 noviembre 2016 / Aceptado 12 mayo 2017

RESUMEN

Objetivo Proponer un prototipo de sistema de tratamiento de agua para zonas rurales colombianas.Materiales y Métodos El prototipo consta de cuatro compartimientos en los cuales se adelantan procesos de clarificación del agua con piedra de alumbre y filtración, uti-lizando materiales granulares como: arenas de distinta granulometría, piedra pómez, carbón activado y gravilla. El agua problema se emuló siguiendo las características del agua encontrada en la zona rural del país y su monitoreo se realizó siguiendo la normatividad vigente en Colombia.Resultados Hubo reducción en coliformes fecales y totales del 99,9 %, turbiedad del 98 % y color del 83 %. En todos los casos los registros obtenidos permiten catalogar el agua tratada como apta para el consumo humano. El pH presentó un ligero aumento debido a la presencia de piedra pómez y otras calizas en el material filtrante, pero el valor medido, está dentro del límite máximo aceptado para agua potable. Conclusiones El sistema de tratamiento (purificación) evaluado en el presente estu-dio, produjo un agua apta para consumo humano a partir de agua con características promedio de zonas rurales semi-templadas del país. La tecnología propuesta es de fácil adaptación y difusión, y permite el control de enfermedades de origen hídrico en zonas desprovistas de sistemas de acueducto.

Palabras Clave: Agua potable, purificación del agua, desarrollo rural (fuente: DeCS, BIREME).

ABSTRACT

Objective Propose a prototype system for safe water treatment in Colombian rural areas.Materials and Methods The prototype consists of four chambers working on a water - clarification process using alum stone, also working on a filtration processes using granu-lar materials such as different grain sizes of sand, pumice stone, activated carbon and gra-vel. The water problem was emulated based on the average water features found in the countryside and its monitoring mechanism tracked the current regulations in Colombia.Results There was a reduction of the fecal and total coliform of the 99.9 %, a reduction of the 98 % of turbidity, and of an 83 % of color. In all the cases, the records obtained enable to catalog the treated water as fit for human consumption. The pH, presented a slight increment due to the presence of pumice and other limestone in the filter material, but the measured value was included under the upper limit accepted for potable water.Conclusions The treatment (purification) system evaluated in this study produced sui-table water for human consumption obtained from countryside average water. The pro-posed technology is easy for adoption and diffusion and contributes to prevent water-borne diseases in areas without water systems.

Key Words: Drinking water, water purification, rural development (source: MeSH, NLM).

DOI: https://doi.org/10.15446/rsap.v19n4.56039

Artículo / Investigación Article / Research

CT: Ing. Ambiental y Sanitario. M. Sc. Edu-cación. Docente Facultad de Ingeniería Civil,Universidad Católica de Colombia. Bogotá, Colombia. [email protected]: Ing. Civil. Ph. D. Ingeniería. Profesor Asociado Facultad Tecnológica Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá, Colombia. [email protected]: MD. Ph. D. Salud Pública. Profesor Ti-tular. Facultad de Medicina, Universidad Na-cional de Colombia. Bogotá, [email protected]: Ing. Química. M. Sc. Ingeniería Quí-mica. Docente, Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Católica de Colombia. Bogotá, Colombia. [email protected]: Ing. Industrial. M. Sc Gerencia Ambie tal. Docente Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá, [email protected]

REVISTA DE SALUD PÚBLICA · Volumen 19 (4), agosto 2017

454

En la zona rural colombiana, la cobertura del servi-cio de acueducto es del 53 % y de alcantarillado de un 16 %, generando riesgos a la salud pública y re-

traso frente al cumplimiento del objetivo No. 7 de los Ob-jetivos de Desarrollo del Milenio, que propone una cober-tura del 78,2 % y del 72,4 % respectivamente, para el año 2015 (1). Aunque el acceso a estos servicios ha mejorado en los últimos tiempos, sigue presentándose inequidad entre las zonas urbanas y rurales, debido principalmente a las condiciones de prestación de estos servicios (2-5).

El anterior escenario preocupa tanto al sector guberna-mental, como a la población rural y por ende, debe preo-cuparle al sector académico. Esto se debe a que la caren-cia de agua de calidad impacta negativamente los grupos vulnerables que componen los asentamientos humanos, ubicados en sitios donde la capacidad institucional no ha podido brindar una solución centralizada para abastecer con agua segura a estas zonas. Se requieren soluciones urgentes, eficaces y de fácil adopción para combatir las enfermedades ocasionadas por agua que no cumple con estándares mínimos y por consiguiente, generan brotes de enfermedades endémicas como cólera y diarrea en los consumidores finales. Algunas tecnologías disponibles se basan en filtración mediante bio-arena, adición de nano-partículas de plata y uso de membranas, entre otros (6-8).

Este trabajo se centró en la construcción y monitoreo en laboratorio de un prototipo desarmable y descentraliza-do de tratamiento de agua para zonas rurales denominado Torre de Tratamiento, que permite mediante clarificación y filtración, utilizando materiales granulares como: are-nas, piedra pómez, carbón activado y gravilla, una opción viable de agua segura para zonas rurales que se abastecen de agua proveniente de nacimientos, aljibes o ríos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Diseño del sistema Torre de TratamientoDe acuerdo con las propuestas descentralizadas de siste-mas de mejoramiento de calidad de agua para consumo humano planteadas por la Organización Panamericana de la Salud (9), el diseño de la Torre de Tratamiento se reali-zó teniendo en cuenta los diseños de filtro lento de arena, filtro CARPOM y proceso de microfiltración. Esto se hizo con el fin de combinar sus capacidades y mejorar un agua promedio encontrada en la zona rural colombiana, que se caracteriza por presentar altos contenidos de material or-gánico y contaminación microbiológica.

Ajuste experimentalEl modelo de torre se propone en la Figura 1. Se utiliza-ron materiales de fácil consecución para las comunidades

en zona rural. El sistema se construyó en laboratorio apo-yado de cuatro tanques de 5 galones de capacidad, inter-conectados con accesorios hidráulicos en PVC de 1/2, con una altura total de 179 cm, 35 cm de diámetro, un mez-clador de entrada y un grifo de salida. Toda la estructura se sostuvo con una base metálica que brindó mayor esta-bilidad al prototipo. Su operación se llevó a cabo en los laboratorios de calidad de agua de la Universidad Piloto de Colombia ubicada en Bogotá. Se manejó una tempera-tura entre 12 °C y 15 °C al aire libre, que corresponde al promedio registrado en zona rural de Cundinamarca, Co-lombia, donde la problemática de calidad del agua afecta a más del 70 % de la población (10).

Figura 1. Esquema del sistema Torre de Tratamiento

Preparación del sistemaEl sistema se construyó en laboratorio teniendo en cuenta las siguientes especificaciones:

El primer tanque en orden descendente. Se dispuso para llevar a cabo procesos de clarificación del agua apo-yados por piedra de alumbre y teniendo en cuenta una mezcla rápida y posterior sedimentación de los flocs for-

Torres – Agua segura por filtración

455

mados por el proceso de coagulación-floculación (9). En esta parte se colocó un mezclador metálico manual con aspas en forma trapezoidal para ayudar a completar la mezcla rápida del agua con el alumbre.

En el segundo tanque, se dispuso un lecho conformado en su totalidad por una cama de arena fina, con tamaño efectivo entre 0,30-0,45 mm, un coeficiente de uniformi-dad ≤2 y una altura de 26 cm. En el tercer tanque, se dis-puso un lecho de arena fina con las mismas características del segundo tanque y una altura de 14 cm, seguido por un lecho de grava gruesa de tamaño mediano (7 a 8 cm de diámetro) y una altura de 12 cm (11). Los anteriores estratos granulares se separaron por material geotextil re-sistente al agua para evitar la mezcla entre ellos.

Por último, en el cuarto tanque, se dispuso un lecho de carbón activado en forma granular con 5 cm de altura, seguido por una capa de piedra pómez cortada en forma no uniforme con una altura de 5 cm teniendo como base el filtro CARPOM (9). Luego se colocó una capa de are-na gruesa de 10 cm de alto con un tamaño efectivo entre 0,9-1,1 mm y un coeficiente de uniformidad de ≤3. Por último, se ubicó un lecho de gravilla fina de 6 cm de alto con un tamaño entre 2,5 a 3 cm de diámetro (11). Al igual que en el tanque tres, cada lecho se separó con material geotextil resistente al agua.

Es importante resaltar que los medios filtrantes, como las arenas finas y gruesas, se tamizaron y posteriormente se lavaron con abundante agua para eliminar la presen-cia de algún material orgánico, arcillas u otro contenido contaminante. El sistema se recirculó con abundante agua durante dos semanas para eliminar cualquier rezago de suciedad y color presente en los materiales utilizados. Luego, para disminuir el riesgo de contaminación al inte-rior del sistema, se aplicó hipoclorito de sodio al 6 % (12).

Para el caso de filtros de lecho simple, la experiencia ha permitido establecer espesores recomendados para diferen-tes casos: filtración de agua decantada, filtración directa o filtración descendente o ascendente. Por lo cual, la altura to-tal del lecho filtrante es de 0,52 m, distribuidos en 0,40 m de arena fina que representa el 77 % de la altura total y 0,12 m de material granular, que representa el 23 % de la altura total del lecho filtrante (13).

Preparación del agua contaminada en laboratorioPara llevar a cabo el experimento, se preparó un agua pro-blema en laboratorio teniendo en cuenta parámetros de calidad propios de un agua promedio encontrada en zona rural de Cundinamarca. Para esto, se añadió material or-gánico como hojas secas, humus y materia fecal de origen animal a 20 L de agua, proveniente del acueducto de la ciudad de Bogotá. El agua preparada presentó 60 unidades

nefelométricas de turbidez (UTN), 9 UFC/100 ml de colifor-mes fecales, 30 UFC/100 ml de coliformes totales y 6,9 de pH. Una receta similar se preparó diariamente y se vertió al sistema, pasando previamente por un proceso de coagula-ción- floculación. Se utilizaron 20 L de agua 2 veces al día.

Análisis de calidad de aguaLa evaluación de calidad de agua a la entrada y salida del sistema, registró parámetros microbiológicos de co-liformes fecales y totales, turbiedad, pH y color. El agua problema se circuló en el sistema, teniendo en cuenta la importancia del periodo de maduración mínimo de cuatro semanas de la capa biológica, en el estrato de arena fina de un filtro lento de arena (14). Los efluentes tratados, así como el agua problema, se examinaron en las semanas 4, 5, 9 y 12 de funcionamiento continuo del sistema.

El trabajo se apoyó metodológicamente por un estudio descriptivo, en donde se midieron y recolectaron datos acerca del comportamiento del prototipo con relación a su eficiencia y teniendo en cuenta un muestreo no proba-bilístico. En este estudio, la elección de los elementos no depende de la probabilidad, sino de las causas relaciona-das con las características de la investigación y del inte-rés del investigador (15). Por esta razón y apoyados en la teoría de la filtración lenta de arena, se escogió el periodo para realizar los análisis de laboratorio.

La recolección y la preservación de las muestras de agua se realizaron según lo establecido por el Instituto Nacional de Salud (16), y las pruebas de laboratorio se llevaron a cabo de acuerdo con los métodos estándar propuestos por el Cepis (17). Las muestras se analizaron en el laboratorio de calidad de agua de la Universidad Piloto de Colombia mediante diferentes ensayos como: filtración por membra-na para la determinación de coliformes totales y fecales, un turbidímetro Orbeco, un pH-metro digital Hanna, un multi-parámetro procesado Hach, un conductímetro de mesa Me-ttler Toledo y elementos de vidrio y reactivos propios para la titulación de los ensayos fisicoquímicos (14).

RESULTADOS

Los experimentos desarrollados en el laboratorio para comprobar la eficiencia del sistema de filtración, se lleva-ron a cabo durante septiembre y diciembre de 2014.

Reducción de coliformes fecalesComo se evidencia en la Figura 2, el sistema tuvo un comportamiento positivo con relación a la remoción de este indicador (18), ya que obtuvo un promedio de elimi-nación del 99,9 % durante el tiempo de monitoreo. Esta eficiencia se mantuvo constante en el sistema, el cual re-


456

dujo un promedio de 9 UFC/100 ml presentes en el agua problema a presentar 0 UFC/100 ml en el caudal de salida durante los cuatro muestreos propuestos.

Figura 2. Resultados obtenidos para coliformes fecales

Reducción de coliformes totales De acuerdo con la Figura 3, el sistema obtuvo una dismi-nución de este indicador de contaminación (que agrupa la mayoría de las especies de los géneros citrobacter, ente-robacter, websiella, y escherichia coli) (18), en un 99,9 % en el caudal de salida. La eficiencia de remoción se pudo comprobar en la descontaminación del agua problema, donde se presentaban en promedio 31 UFC/100 ml, y lue-go del tratamiento propuesto, el dato promedio fue de 0 UFC/100 ml en el agua de salida.

Figura 3. Resultados obtenidos para Coliformes Totales

Reducción de turbiedadLa Figura 4 muestra que el sistema disminuyó este indica-dor de contaminación, que es importante en la calidad del agua segura y la eficiencia de los procesos de coagulación y filtración al remover patógenos, especialmente aquellos que se agregan en las partículas por procesos de adsorción

(19). Durante la fase de monitoreo, el agua de salida me-joró en un 98 % el parámetro de turbiedad; pasando de un promedio de 55 UTN en el agua problema, a un promedio de 1,3 UTN en el agua tratada. Lo cual registró también una alta remoción de color por parte de la torre de tratamiento.

Figura 4. Resultados obtenidos para Turbiedad

Valores de pHEn la Figura 5 se observa un ligero aumento de este in-dicador con relación al agua problema. Posiblemente de-bido al material filtrante, ya que se utilizó piedra pómez y otras calizas. Los datos reportados tanto en el agua de entrada como en la de salida fueron de 6,9 y 7,4 unidades de pH en promedio, respectivamente.

Figura 5. Resultados obtenidos para pH

Caudal de salidaCon relación al caudal de salida, el sistema aportó un promedio de 1,5 l/min, manteniendo este valor constante durante la fase de monitoreo. Esta situación evidencia que los materiales granulares utilizados no sufrieron compac-tación, lo cual hubiera podido causar una col matación del sistema, afectando negativamente su eficiencia. Lo


457

anterior puede atribuirse al pretratamiento de clarifica-ción propuesto, el cual no solo eliminó la turbiedad, sino también la concentración de material orgánico y microor-ganismos presentes, mejorando la calidad de agua a la en-trada del sistema (20).

Impacto en otros parámetros físico-químicosLa Figura 6 muestra que el color del agua filtrada obtuvo un índice de remoción del 83 %, ya que de un color apa-rente en el agua problema de 22,5 UPC (unidades platino cobalto) se presentó un promedio de 3,75 UPC en el agua tratada. Después se realizó un proceso de centrifugación de la muestra de agua tratada por 10 minutos, donde se obtuvo el color verdadero (14), en el cual no se observó ningún cambio durante la fase de monitoreo. Las aguas tratadas deben poseer valores de 3 a 15 UPC y turbiedades por debajo de 2 UTN (13).

Figura 6. Resultados obtenidos para Color

DISCUSIÓN

Diseño propuesto de la Torre de TratamientoEl diseño del sistema se apoyó en la filtración lenta de are-na, debido a que este es el material predominante dentro del filtro. Por lo anterior, se utilizó como base de diseño una tasa de filtración de 0,21 m3/m2/h (13). Así mismo, para establecer las alturas de las capas granulares, se partió de la relación entre el espesor de la capa de arena y la de antracita en un filtro de dos medios, en donde el espesor de la capa de antracita representa el 60 % - 80 % y la arena el 20 % - 40 % del espesor total del medio filtrante (21).

Se utilizaron materiales como carbón activado y piedra pómez debido a su alto porcentaje de adsorción, ideales para remover olores indeseados y capturar impurezas pre-sentes en el agua. Al utilizar diversos materiales de fil-tración, se mejora la eficiencia en la remoción de conta-minantes presentes en aguas con una alta carga orgánica,

debido a sus características de carga superficial y de ad-sorción. La disponibilidad de consecución de estos mate-riales a nivel local y su facilidad de construcción, facilita que este sistema de tratamiento sea transferido a zonas rurales utilizando herramientas sencillas (12).

Reducción MicrobiológicaLa eliminación de coliformes totales y fecales en el sis-tema demostró la maduración del lecho y la capacidad de adsorción de los medios granulares utilizados. Los mi-croorganismos contenidos en el agua problema utilizan como fuente de alimentación el depósito de materia or-gánica y pueden multiplicarse en forma selectiva, lo que contribuye a la formación de una película biológica (14). Así mismo, los patógenos de mayor tamaño son retenidos por los pequeños poros que se forman en las arenas fi-nas y pueden causar la reducción de caudales hidráulicos en el sistema. Es importante resaltar que a partir de 0,50 m de profundidad, la actividad bacteriológica disminuye o se anula, produciendo así reacciones bioquímicas que convierten los productos de degradación microbiológica en amoníaco y a los nitritos en nitratos (6).

El contenido bacteriológico está limitado por el conteni-do de materia orgánica en el agua cruda y se relaciona di-rectamente con la capacidad que tienen dichos organismos para encontrar el sustrato y disminuir su tasa de mortalidad, durante la cual se libera materia orgánica que es utilizada por bacterias de las capas más profundas y así consecutiva-mente, lo que podría ser otra de las razones para evidenciar la mortalidad microbiológica debido a la menor oferta de alimento para satisfacer sus necesidades nutricionales (13).

Reducción de turbiedadEn promedio, la turbiedad a la salida fue baja (1,3 UTN) debido a la reducción de algunas partículas muy finas de arena, por el proceso de lavado y los procesos de adsorción llevados a cabo por los distintos estratos granulares, lo cual permitió reducir la materia orgánica y las características organolépticas del agua problema. Es importante resaltar que la adsorción consiste en la acumulación de una sustan-cia entre dos fases líquido/sólido; la sustancia a remover se denomina adsorbato y aquella sobre la cual tiene lugar la adsorción es el adsorbente (22). Así mismo la Unión Eu-ropea en el año 1998 estableció 1 como valor admisible de turbiedad basado en criterios de salud y sugiere que la mediana de la turbiedad del agua tratada sea idealmente menor de 0,1 UTN para una desinfección efectiva (23).

Para la eliminación de la turbiedad el proceso de ad-sorción es muy importante, ya que se lleva a cabo bajo fuerzas fisicoquímicas y moleculares que causan un puen-te entre las partículas y que afectan la carga de la par-


458

tícula bajo la influencia de fuerzas cinéticas, las cuales son responsables de la unión entre los granos de arena y las partículas disueltas en el agua (6). Dentro del sistema de tratamiento existen diversos materiales granulares que cumplen con la función de adsorber contaminantes, como el caso del carbón activado, material que ha demostrado ser capaz de adsorber sustancias productoras de olor y sa-bor como metabolitos de la producción algas y fenoles, con riesgo para la salud humana por tener efectos tóxicos y mutagénicos como metales pesados y plaguicidas (22).

Así mismo, el sistema posee un compartimento en donde se llevan a cabo procesos convencionales de coa-gulación- floculación, procesos que garantizan la remo-ción de partículas en suspensión y turbiedad, además de mejorar la remoción de materia orgánica natural y de compuestos fenólicos. La combinación de los procesos de adsorción y coagulación se denomina coagulación me-jorada, con la cual se obtienen eficiencias de reducción de compuestos fenólicos hasta del 100 %, color entre el 81 % – 89 % y absorbancia UV254 del 99 %. Durante el tiempo de monitoreo, se evidenció que los materiales presentaron compresión en los diferentes estratos del sis-tema, lo que dio como resultado la desaceleración de la velocidad de filtración por la adhesión de las partículas contaminantes a los medios granulares, pero en general la eficiencia del sistema con relación a este parámetro continuó constante durante el monitoreo (23).

Las variaciones de otros parámetros durante el tiempo de funcionamiento El aumento de pH después del proceso de descontamina-ción del agua problema, se pudo relacionar directamente con la presencia de iones monovalentes contenidos en las partículas de arena, que al reaccionar con el agua, causaron un aumento de este indicador luego de la recirculación dia-ria, la cual mantuvo el lecho filtrante húmedo y como con-secuencia se presentó la disolución de las sustancias mo-novalentes (6). Adicionalmente, como el sistema contiene carbón activado, las interacciones electrostáticas entre los iones contenidos en el caudal de entrada y la superficie del carbón, tienden a modificar el pH del agua de salida (24).

Durante el estudio se evidenció una notoria disminu-ción del color, lo cual se puede atribuir al uso del sulfato de aluminio en soluto como coagulante. Este producto es reconocido en el mercado local como piedra de alumbre y se caracteriza por su alta eficiencia, fácil consecución y bajo costo, aunque produce grandes cantidades de se-dimento durante el proceso. Con 0,75 gr de producto se pueden clarificar 20 litros de agua hasta obtener una me-dida del parámetro de color que cumple lo establecido en la legislación vigente (7).

El sistema propuesto puede considerarse como una solu-ción viable para tratar la problemática de agua para consu-mo humano que poseen las comunidades rurales en zonas semitempladas del país, ya que en sí representa una tecno-logía de fácil consecución, transmisión, operación y repli-cación en contextos sociales que requieren de soluciones rápidas para tratar sus problemas de salud pública y acceso a un agua segura, previniendo así enfermedades como: dia-rrea, gastroenteritis, cólera, fiebre tifoidea, afecciones de la piel e irritaciones oculares, consecuencia directa de la pre-sencia de bacterias patógenas, virus entéricos, protozoarios y helmintos parásitos en aguas para consumo.

La capacidad de adsorción y características de carga de los materiales granulares utilizados influyó como un determinante para mejorar la calidad del agua en la salida del sistema, permitiendo mejorar la eficiencia en la remo-ción de una alta carga orgánica.

Disponer de una altura >0,5 metros en la disposición de los materiales granulares en el sistema y la cantidad limitada de sustrato al entrar en contacto con la capa mi-crobiológica en formación, se convirtieron en factores definitivos para inhibir el crecimiento bacteriológico y aumentar la mortalidad microbiológica, produciendo un agua segura para consumo libre de patógenos que com-prometan la salud de las personas.

Los procesos de clarificación (coagulación-flocula-ción) garantizan la remoción de partículas en suspensión y turbiedad. Además de mejorar la remoción de materia orgánica natural y de compuestos fenólicos, favorece las dinámicas de adsorción y coagulación, denominadas así mismo, coagulación mejorada, con las cuales se obtuvo una remoción de color de un 83 % y de turbiedad de un 98 % en el agua a la salida de la tecnología propuesta

REFERENCIAS1. Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo - PNUD.

Objetivos de desarrollo del milenio Colombia 2014. Bogotá D.C.: Linca Publicidad Ltda / Nuevas Ediciones S.A.; 2014.

2. Fuller J, Goldstick J, Bartram J, Eisenberg J, Tracking progress towards global drinking water and sanitation targets: A within and among country analysis. Sci Total Environ. 2016;514:587-64.

3. Istenic D, Bodik I, Bulc T, Status of decentralized wastewater treatment systems and barriers for implementation of nature- based systems in central and eastern Europe. Environ Sci Po-llut R. 2015;22 (17):12879-84.

4. Massoud M, Al-Abady A, Jurdi M, Nuwayhid I, The challenges of sustainable access to safe drinking water in rural areas of developing countries: Case of zawtar el-charkieh, Southern Lebanon. J Environ Health. 2010;72 (10):24-30.

5. García-Ubaque C, Vaca-Bohórquez M, García-Ubaque J. Fac-tibilidad técnica y de salud pública de la recolección de aguas nieblas: Estudio de caso. Rev. salud pública. (Bogota). 15 (3): 366-373, 2013.

6. Baig S, Mahmood Q, Nawab B, Shafqat M, Pervez A, Improve-ment of drinking water quality by using plant biomass through


459

household biosand filter. A decentralized approach. Ecol Eng. 2011;37(11):1842-8.

7. Abebe L, Smith J, Narkiewicz S, Oyanedel-Craver V, Conaway M, Sing A, et al. Ceramic water filters impregnated with sil-ver nanoparticles as a point-of-use-treatment intervention for HIV-positive individuals in Limpopo Province, South Africa: A pilot study of technological performance and human health benefits. J Water Health. 2014;12(2):288-300.

8. Arnal J, García-Fayos B, Sancho M, Verdú G, Lora J, De-sign and installation of decentralized drinking water sys-tem based on ultrafiltration in Mozambique. Desalination 2010;250(2):613-17.

9. Organización Panamericana de la Salud. Tecnologías para Abastecimiento de Agua en Poblaciones Dispersas. Lima: Or-ganización Mundial de la Salud. 2005.

10. Defensoría del Pueblo. Diagnóstico de la calidad del agua para consumo humano Año 2010: Análisis de las políticas pú-blicas desde la perspectiva de los derechos humanos. Bogotá D.C.: Defensoría del Pueblo; 2011. Disponible en: https://goo.gl/rKStn8.

11. Huisman L, Wood W. Slow Sand Filtration. Geneva: World Heal-th Organization; 1974. Disponible en: https://goo.gl/M6Nemk.

12. Torres C, Villanueva S. El filtro de arena lento: manual para el armado, instalación y monitoreo. Bogotá D.C.: Universidad Pi-loto de Colombia; 2014. Disponible en: https://goo.gl/Qspi8s.

13. Cánepa L, Barrenechea A, Aurazo M, Maldonado V, Trata-miento de agua para consumo humano, Plantas de filtración rápida, Manual I: Teoría Tomo I, Lima: Editorial Centro Pa-namericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS/OPS); 2004.

14. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 16a. Ed. Washington: American Water Works Association; 1991.

15. Hernández R, Fernández C, Baptista P. Metodología de la in-vestigación. 4a Ed. México: McGraw Hill Interamericana; 2006.

16. Instituto Nacional de Salud. Manual de instrucciones para la toma, preservación y transporte de muestras de agua de con-sumo humano para análisis de laboratorio. Bogotá D.C.: Instituto Nacional de Salud; 2011. Disponible en: https://goo.gl/UQFZCo.

17. Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. Control de calidad del agua: Métodos de análisis para la evaluación de la calidad del agua. Lima: Organización Mundial de la Salud; 1996.

18. American Water Works Asociation. Calidad y Tratamiento del Agua. Manual de suministros de agua comunitaria. 5a Ed. Madrid: McGraw - Hill Profesional; 2002.

19. Sawyer C, McCarty P, Parkin G. Química para Ingeniería Am-biental. 4a Ed. Bogotá D.C.: McGraw-Hill; 2001.

20. Rodríguez C. Operación y Mantenimiento de Plantas de Tra-tamiento de Agua. Bogotá D.C.: Universidad Distrital Francis-co José de Caldas; 1995.

21. Canepa L, Pérez J. Manual I, II y III: Teoría y Evaluación, Dise-ño, Operación, Mantenimiento y Control. Lima: Centro Paname-ricano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente; 1992.

22. Torres P, Cruz C, González M, Gutiérrez H, Barba L, Escobar J, et al. Reducción de pentaclorofenol en el agua cruda del río Cauca mediante adsorción con carbón activado en pro-cesos de potabilización. Revista Ingeniería e Investigación. 2008;28(3):92-5.

23. Montoya C, Loaiza D, Torres P, Cruz C, Escobar J. Efecto del incremento en la turbiedad del agua cruda sobre la eficiencia de procesos convencionales de potabilización. Revista EIA. 2011;16:137-48.

24. Rodríguez P, Giraldo L, Moreno J. Influencia del pH sobre la adsorción en carbón activado de Cd(II) y Ni(II) desde solucio-nes acuosas. Rev Colomb Quim. 2010;39(3):401-12.

G. Michael R. Kimberly Monografía de grado INFORME DE DIAGNOSTICO Ingeniería civil...

Documents

Transcript of G. Michael R. Kimberly Monografía de grado INFORME DE DIAGNOSTICO Ingeniería civil...