Tratamiento de aguas para abastecimiento.

El caso de la quebrada y de la PTAP Mijitayo (Pasto –Nariño)

Germán Edmundo Narváez Bravo

Estudiante Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Cohorte XIII

Trabajo presentado al profesor Nelson Rodríguez Valencia

Módulo de Manejo Integrado del Agua

Universidad de Manizales

Facultad de Ciencias Contables, Económicas y Administrativas

Centro de Investigaciones en Medio Ambiente y Desarrollo

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

1. Resumen

El aporte individual sobre el tema de agua para abastecimiento se centra en la

identificación de los referentes conceptuales y normativos más sobresalientes tales como el

decreto 1729 de 2002 de la Presidencia de la República, y las resoluciones 1096 de 2000 y 151

de 2001 proferidas por el Ministerio de Desarrollo Económico y la Comisión Reguladora de

Agua Potable respectivamente. Adicionalmente se identifican los aspectos técnicos más

relevantes en cuanto a los sistemas de tratamiento de agua potable, destacándose tanto las plantas

de filtración rápida como las plantas de filtración lenta.

Para contextualizar el trabajo grupal se seleccionaron diversas fuentes hídricas y plantas

de tratamiento que hacen parte del sistema de acueducto de la ciudad de Pasto (departamento de

Nariño). De esta forma, el aporte individual que se puede observar en este documento trata sobre

las características de la microcuenca de la quebrada Mijitayo, así como de la planta de

tratamiento de agua potable identificada con el mismo nombre.

Se considera que aunque la microcuenca posee una cobertura natural conservada en buen

estado, existe una amenaza volcánica que podría afectar el suministro de agua tanto por

afectación de la corriente hídrica como de su planta de tratamiento, cuyas características técnicas

también se describen de manera general.

2. Introducción

El presente documento ha sido elaborado como parte de las actividades académicas

desarrolladas en el módulo de Manejo Integrado del Agua de la maestría en Desarrollo

Sostenible y Medio Ambiente, y es un aporte hacia la comprensión de la temática relacionada

con el agua y el abastecimiento del líquido en Plantas de Tratamiento de Agua Potable. Este

ejercicio de caracterización se ha centrado en el caso de la PTAP de Mijitayo, la cual hace parte

del sistema de acueducto que abastece a la ciudad de Pasto, capital del departamento de Nariño.

De la misma manera, la caracterización del contexto ambiental se la ha hecho con referencia a la

microcuenca Mijitayo que surte a la PTAP en mención.

De esta manera, el documento se ha estructurado en tres componentes principales, en el

primero de ellos se hace alusión a los referentes conceptuales y normativos del tema, donde se

abordan aspectos relacionados con las características de las PTAP, la microcuenca y el marco

legal alrededor del cual se ha estructurado la prestación del servicio de acueducto en Colombia.

Posteriormente se describe de manera general el contexto ambiental de la microcuenca Mijitayo

tomando como referencia documentos técnicos de caracterización hidrográfica y los Planes de

Ordenamiento y Manejo de Cuencas Hidrográficas (específicamente el de la cuenca del río

Juanambú, dentro de la cual está inscrita la microcuenca en mención). Finalmente se hace una

descripción de las características y los procesos que se llevan a cabo en la PTAP de Mijitayo.

De esta manera, el aporte individual que se hace aquí en relación con la microcuenca y la

PTAP de Mijitayo, ayudará a elaborar un trabajo más amplio y que se estructurará de manera

grupal con el propósito de caracterizar las diversas fuentes hídricas y las plantas de tratamiento

que hacen parte del sistema de abastecimiento del acueducto de la ciudad de Pasto

(Departamento de Nariño)

3. Objetivos

Los objetivos de este trabajo, cuya finalidad es contribuir a estructurar un análisis grupal

acerca del agua para abastecimiento, son:

1. Describir el contexto ambiental de la microcuenca Mijitayo, la cual es abastecedora

de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de Mijitayo (Pasto, Nariño)

2. Caracterizar el proceso de tratamiento del agua en la Planta de Tratamiento de Agua

Potable de Mijitayo (Pasto, Nariño)

4. Área de Estudio

Por otro lado, en cuanto al área de estudio, ésta se refiere a la microcuenca Mijitayo, la

cual hace parte de los afluentes que desembocan en el río Pasto, el que a su vez hace parte la

subzona hidrográfica del río Juanambú, tributario del río Patía (Vertiente Pacífica). La corriente

principal de la microcuenca Mijitayo nace en la parte alta del volcán Galeras, aproximadamente

a los 4000 m.s.n.m. y el área de la unidad hidrográfica es equivalente a 1448 ha. En el lugar

donde la quebrada ingresa al perímetro urbano de la ciudad de Pasto, la corriente es canalizada.

El box culvert se construyó siguiendo el paleocauce de la quebrada hasta su desembocadura

(dentro de la ciudad) la cual está ubicada a una altura aproximada de 2500 m.s.n.m.

Figura 1. Localización de la microcuenca Mijitayo y de la Planta de Tratamiento de Agua

Potable (PTAP) Mijitayo. Imagen Satelital: Google Earth.

4. Marco teórico y discusión

4.1 Referentes conceptuales.

El agua como recurso posee numerosos usos, sin embargo uno de los más reconocidos e

importante es el del abastecimiento del líquido tanto para consumo humano como para diferentes

actividades productivas. En este sentido la UNESCO (1979) citada por la Universidad de

Manizales (2015) afirma que “la cantidad de agua que hay en la Tierra alcanza los 1.385

millones de km3. Sin embargo, menos del 3% de esta cantidad es agua dulce, y la mayor parte de

esta última es difícil de aprovechar por encontrarse en los casquetes polares y a grandes

profundidades” Así mismo, Postel (1992) citado por la Universidad de Manizales (2015) plantea

que “del total de agua dulce utilizada en el mundo, se estima que el 65% se destina para riego

agrícola, el 25% para industria y el 10% para consumo doméstico, comercial y otros servicios

urbanos municipales. Para el año 2015 el uso industrial alcanzará el 34% a costa de reducir al

58% los volúmenes destinados para riego. El consumo total de agua se ha triplicado desde 1950

y ahora sobrepasa los 4.300 km3 por año, equivalente al 30,7% de la dotación dulce renovable

del mundo que se puede considerar como estable”

De esta manera, el recurso hídrico es fundamental para las diversas actividades humanas

y dado que frecuentemente el agua es afectada por diferentes procesos naturales o antrópicos que

la alteran o contaminan, es indispensable establecer sistemas de tratamiento de agua con el

propósito de potabilizar el recurso y hacerlo apto principalmente para el consumo humano. Así

entonces, según la Universidad de Manizales (2015) “una planta de tratamiento es una secuencia

de operaciones o procesos unitarios, convenientemente seleccionados con el fin de remover

totalmente los contaminantes microbiológicos presentes en el agua cruda y parcialmente los

físicos y químicos, hasta llevarlos a los límites aceptables estipulados por las normas”.

En consecuencia, y según la misma fuente, las plantas de tratamiento pueden clasificarse,

según su tipo en:

Plantas de filtración rápida: Sus filtros operan a altas velocidades que varían

entre 80 y 300 m3/m2.d. Y a su vez se dividen en plantas de filtración rápida

completa y plantas de filtración directa. Las primeras desarrollan procesos de

coagulación, decantación, filtración y desinfección; mientras que las plantas de

filtración directa se caracteriza por presentar los procesos de mezcla rápida y

filtración, los cuales solo son apropiados en los casos donde se está llevando a

cabo el tratamiento para aguas claras.

Plantas de filtración lenta: De manera contrastante, este tipo de plantas se

caracterizan por poseer filtros lentos que operan a velocidades que oscilan entre

0.1 m3/h y 0.3 m3/h. La idea es que estos filtros simulen los procesos que se

presentan en la naturaleza dentro de los cuales sobresale el fenómeno de la

percolación. En términos generales, en este tipo de plantas se llevan a cabo los

siguientes procesos:

o Desarenado

o Presedimentación

o Sedimentación

o Filtración gruesa

o Filtración lenta

Por otro lado es imprescindible que dentro del análisis de las características del agua que

llega a una planta de tratamiento, se tenga en cuenta el contexto ambiental (aspectos físico-

bióticos, socioeconómicos y de interacción entre la sociedad naturaleza) de la microcuenca,

entendiéndola como una unidad espacial de análisis que está delimitada por las divisorias de

aguas y dentro de la cual existe un sistema o red de drenaje a partir de la cual se hace la

captación del caudal requerido para el funcionamiento de un sistema de acueducto. La

microcuenca, como sistema, resulta fundamental en relación tanto con el caudal de la corriente

desde la cual se capta el agua, como de la calidad del recurso. Es bien sabido, en este sentido,

que una cuenca o microcuenca que se destaque por presentar una cobertura natural en buen

estado de conservación mantendrá un suministro de agua relativamente constante durante el año,

y especialmente en las épocas secas. Así mismo, una microcuenca en donde se desarrollen una

gran cantidad de actividades productivas o que se caracterice por un alta densidad de población,

muy probablemente tendrá problemas relacionados con contaminación de las fuentes hídricas

bien sea por efecto del uso de agroquímicos, el pastoreo de ganado y la acumulación de basuras o

aguas residuales.

4.2 Referentes normativos

Teniendo en cuenta que el agua es un recurso que se regula en la cuenca hidrográfica, es

importante considerar lo establecido por la Presidencia de la República (2002) en el decreto

1729 de 2002 mediante el cual se reconoce la cuenca u hoya hidrográfica como “el área de aguas

superficiales o subterráneas, que vierten a una red natural con uno o varios cauces naturales, de

caudal continuo o intermitente, que confluyen en un curso mayor que, a su vez, puede

desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en

el mar” Así mismo y más adelante, el citado decreto establece que “una cuenca hidrográfica se

delimita por la línea de divorcio de las aguas. Se entiende por línea de divorcio la cota o altura

máxima que divide dos cuencas contiguas”.

De manera particular, el decreto 1729 se orienta hacia la ordenación de las cuencas

hidrográficas estableciendo como objeto principal de dicho proceso el “planeamiento del uso y

manejo sostenible de sus recursos naturales renovables, de manera que se consiga mantener o

restablecer un adecuado equilibrio entre el aprovechamiento económico de tales recursos y la

conservación de la estructura físico-biótica de la cuenca y particularmente de sus recursos

hídricos”.

En consecuencia, se determina que todo Plan de Ordenación y Manejo de una Cuenca

hidrográfica debe comprender las siguientes fases:

Diagnóstico

Prospectiva

Formulación

Ejecución

Seguimiento

Evaluación

Por otro lado, el Ministerio de Desarrollo Económico promulgó la resolución 1096 de

2000 (Ministerio de Desarrollo Económico, 2000) mediante la cual se adopta el reglamento

técnico para el sector de agua potable y saneamiento básico (RAS). En términos generales dicha

resolución incluye las condiciones generales, los requisitos técnicos, el control y régimen

sancionatorio, los procesos de certificación, licencias y permisos, así como definiciones varias.

De los diversos apartes de esta resolución sobresale uno en el cual se consigna el

procedimiento general para el desarrollo de proyectos de agua potable y saneamiento básico,

dentro del cual se establecen una serie de aspectos relacionados con los estudios requeridos, la

priorización de proyectos, la fase de evaluación, los procesos de construcción e interventoría y la

puesta en marcha, operación y mantenimiento de los diferentes componentes de un sistema de

agua potable.

Más adelante, la citada resolución describe de manera pormenorizada las características

de los sistemas de acueducto y de potabilización de aguas, estableciendo aspectos como:

Dotación neta mínima y máxima

Capacidad de la fuente principal

Período de diseño y capacidad de captación tanto de aguas superficiales como

subterráneas

Manejo de los pozos para captación de agua subterránea

Período y caudal de diseño de las aducciones, conducciones y redes de

distribución

Presiones y diámetros

Medición

Distancias y profundidades de instalación de tuberías y de redes en general.

Estaciones de bombeo y tanques

Requisitos y procesos de los Sistemas de potabilización y/o tratamiento

Finalmente otro referente normativo que está relacionado con el tema de estudio,

corresponde a la resolución 151 de 2001 emanada por la Comisión de Regulación de Agua

Potable y Saneamiento Básico (CRA, 2001), mediante la cual se establece la regulación integral

de los servicios públicos de acueducto, alcantarillado y aseo.

El propósito de dicha resolución fue el de unificar e integrar la regulación expedida por la

CRA hasta ese momento. De esta manera, el acto legislativo describe una extensa relación de

términos para pasar luego a abordar temáticas relacionadas con la participación de comunidades

y de diferentes instancias públicas y privadas, procesos de contratación, mecanismos de control

de gestión y resultados, sistema de cobros, tarifas y facturación, presupuestos, organización,

entre otros.

4.3 La microcuenca de la quebrada Mijitayo.

Como se dijo anteriormente la microcuenca Mijitayo hace parte de la cuenca del río

Pasto, tributario del río Juanambú. La microcuenca está localizada al occidente de la ciudad de

Pasto, distribuida entre las laderas escarpadas de la parte alta del volcán Galeras y las terrazas

volcánicas de la base del edificio volcánico.

De acuerdo a la Corporación Autónoma Regional de Nariño (Corponariño, 2011), en el

Plan de Ordenamiento y Manejo de la cuenca hidrográfica del río Juanambú, se establece que la

zona donde se encuentra localizada la microcuenca Mijitayo está caracterizada por los siguientes

tipos de cobertura de la tierra:

Vegetación de páramo: en la parte alta de la microcuenca por encima de los 3400

m.n.s.m.

Bosque primario intervenido: En la parte media y alta de la microcuenca, al occidente

de ésta y en alturas superiores a los 3000 y 3100 m.s.n.m.

Bosque Secundario Altoandino: De manera discordante en límite con el bosque

primario y a lo largo de estrechas franjas a lado y lado de la quebrada.

Áreas agrícolas heterogéneas: las cuales se distribuyen sobre un relieve de terrazas

volcánicas al occidente del área urbana de Pasto.

Zona urbana: la cual es cruzada por la quebrada Mijitayo, a través de box culverts

construidos en diferentes épocas.

Figura 2. Panorámica del volcán Galeras y la parte alta y media de la microcuenca Mijitayo. Se

observan las coberturas de vegetación de páramo, bosque primario y secundario y áreas agrícolas

heterogéneas. En primer plano la población de Catambuco ubicada al suroccidente del área

urbana de Pasto. Fotografía: Germán Narváez (2011)

En cuanto a figuras de conservación es de resaltar que teniendo en cuenta el estado de

conservación de las coberturas naturales, la zona alta de la microcuenca hace parte del Santuario

de Flora y Fauna Galeras, mientras que su sector medio se encuentra dentro de la Zona con

Función Amortiguadora. Igualmente es de señalar que la parte alta corresponde también a la

zona con amenaza volcánica alta la cual puede ser afectada por flujos piroclásticos, proyectiles

balísticos y flujos de lodo. De hecho el curso de la quebrada establece un corredor para el

descenso de este tipo de fenómenos volcánicos, principalmente de flujos de lodo y piedra,

conduciéndolos hasta el área urbana. Dicha situación evidencia la condición de vulnerabilidad de

esta parte del sistema de acueducto de la ciudad de Pasto, puesto que en caso de una erupción

volcánica que genere flujos piroclásticos, lluvias de ceniza o flujos de lodo en este flanco del

volcán, se afectaría notablemente tanto la corriente hídrica como la Planta de Tratamiento de

Mijitayo, localizada en las laderas orientales del Galeras.

Finalmente en cuanto a la propuesta de zonificación de uso del suelo, establecida en el

Plan de Ordenamiento y Manejo de la cuenca del río Juanambú, para el sector de la microcuenca

Mijitayo se han establecido las siguientes categorías, dependiendo de la interacción entre los

aspectos físico-bióticos y socioeconómicos:

Santuario de Flora y Fauna Galeras y Zona con Función Amortiguadora: En estas áreas

que se extienden, como se dijo anteriormente, en el sector alto de la microcuenca, el uso

propuesto es el de protección estricta y conservación, acorde con lo establecido en el

Plan de Manejo del SFF Galeras y su zona con función amortiguadora.

Zonas para el desarrollo productivo sostenible con restricciones menores: Estas áreas se

distribuyen en la parte media de la microcuenca, en la zona rural al occidente del

perímetro urbano. En este sector, debido a la existencia de suelos aptos para la

agricultura principalmente, se ha establecido viable el desarrollo de actividades

productivas bajo un enfoque sostenible.

Zona urbana: La parte media y baja de la microcuenca que se caracteriza por un uso del

suelo urbano y suburbano, tiende a consolidarse a partir de los procesos de expansión y

densificación urbana. Es de recordar que en este sector, la corriente principal atraviesa la

ciudad de manera subterránea.

4.4 La Planta de Tratamiento de Agua Potable de Mijitayo.

Esta planta que se puso en funcionamiento de 1969, se encuentra localizada en la

periferia occidental de la ciudad de Pasto a 1º12’09” de latitud norte y 77º17’58” de longitud

occidental, a una altura de 2683 m.s.n.m., a un costado de la carretera que comunica a la ciudad

de Pasto con el centro poblado rural de Obonuco; y en la margen izquierda de la quebrada

Mijitayo (la cual en este sector ya pasa de manera subterránea. (Figura 3)

La PTAP de Mijitayo recibe el agua conducida desde las bocatomas instaladas en la

quebrada Mijitayo, y en la quebrada Miraflores (afluente del río Pasto y localizada al sur de la

quebrada Mijitayo). De manera complementaria, a la PTAP llega también el agua procedente de

un embalse situado a aproximadamente 12 km al sur de la planta (en línea recta) y que se conoce

bajo el nombre de Rio Bobo.

La concesión de aguas otorgada para la PTAP de Mijitayo es de 80 lps para la quebrada

Mijitayo 120 lps para la quebrada Miraflores. Del embalse del Río Bobo se han autorizado 385

lps, pero este caudal es repartido a otra PTAP llamada Centenario. Si bien, los anteriores valores

corresponden al caudal autorizado por Corponariño, es de anotar que el caudal promedio de la

quebrada Mijitayo es de 292 lps y el de la quebrada Miraflores asciende a un valor aproximado

de 292 lps.

Figura 3. Planta de Tratamiento de Agua Potable de Mijitayo. Imagen Satelital: Google Earth.

De acuerdo a la Empresa de Obras Sanitarias de Pasto (Empopasto, 2008) “La planta

Mijitayo es la segunda de mayor capacidad del sistema de abastecimiento de la Empresa, fue

construida en 1969 para una capacidad nominal de 60 lps y optimizada en el año de 1986 para

una capacidad nominal de 210 lps; esta PTAP es del tipo convencional, su capacidad utilizada

fluctúa alrededor de los 145 LPS (69% de la capacidad instalada)”.

Teniendo en cuenta la misma fuente, las tecnologías de tratamiento con que cuenta la

PTAP de Mijitayo son:

Medición de caudal y mezcla rápida: estos procesos se los realiza en una canaleta

Parshall cuyo ancho de garganta es igual a 1 pie. Como coagulante se aplica sulfato

de aluminio mediante un sistema volumétrico totalmente automatizado.

Floculación: La planta posee cuatro unidades de floculación mecánica y la agitación

mecánica se realiza con cuatro motores de 1.5 caballos de fuerza.

Sedimentación: Se cuenta con tres sedimentadores de tipo convencional donde la

distribución del agua floculada se hace mediante pantallas difusores perpendiculares

al flujo de entrada.

Filtración: Para esta etapa se dispone de cuatro filtros rápidos de tasa declinante y

flujo descendente, cada uno con un área de 21.3 m2, un lecho de grava de 45 cm de

espesor y un lecho filtrante de arena y antracita de 20 y 50 cm de grosor

respectivamente.

Desinfección: El agua filtrada entra a una cámara de contacto que cuenta con un

dosificador automatizado que plica cloro gaseoso. Finalmente el agua clorada es

conducida hacia los tanques de almacenamiento de la planta para luego ser distribuida

a través de la red urbana.

De esta manera, en términos generales, la PTAP de Mijitayo atiende la demanda de seis

sectores hidráulicos, los cuales suman un total de 11.578 suscriptores, lo cual representa el

18.7% del total de suscriptores de la red de distribución del acueducto de la ciudad de Pasto.

5. Conclusiones

El agua, como recurso indispensable para el abastecimiento destinado al consumo o a

algunas actividades productivas requiere de un tratamiento técnicamente eficiente de tal manera

que se logren filtrar partículas y purificar químicamente, con el fin de generar un volumen

adecuado y en óptimas condiciones de potabilidad. De esta manera, las plantas de tratamiento de

agua potable (PTAP) representan una infraestructura indispensable en todo sistema de acueducto,

especialmente si se hace referencia al abastecimiento de agua potable para el consumo humano

tanto en ciudades como en áreas rurales.

En Colombia, existen varios referentes normativos (leyes, decretos y resoluciones) que

regulan, homogenizan y controlan diversos aspectos relacionados con la calidad del agua y todo

el proceso de tratamiento y distribución del líquido. Dichas normas deben ser acogidas, por

obligatoriedad, por las empresas (privadas, públicas o mixtas) encargadas del tratamiento y

distribución de agua potable.

La ciudad de Pasto (departamento de Nariño) cuenta con un sistema de acueducto

conformado por varias plantas de tratamiento, las cuales procesan el agua suministrada por

diversas corrientes hídricas. Entre dichas corrientes se encuentra la quebrada Mijitayo, que nace

en la parte alta del volcán Galeras, en su flanco oriental. Esta corriente junto con otra quebrada

conocida como Miraflores abastecen del líquido a la Planta de Tratamiento de Mijitayo,

localizada en la parte periférica occidental de la ciudad de Pasto.

Si bien la microcuenca de Mijitayo posee, en su parte alta, una cobertura natural de

vegetación de páramos y selva altodandina, la cual es protegida mediante figuras de

conservación como el Santuario de Flora y Fauna Galeras y su zona con función amortiguadora;

lo cierto es que la vulnerabilidad de esta corriente frente a fenómenos volcánicos es muy alta.

Los flujos piroclásticos, las lluvias de ceniza y los flujos de lodo y piedra pueden afectar,

potencialmente, tanto la corriente de agua como la planta de tratamiento de Mijitayo. Y si bien

esta planta abastece a solo un 18.7% de la población urbana, el impacto generado por la salida de

funcionamiento de esta planta, en relación con el abastecimiento de la ciudad, sería muy alto.

6. Bibliografía

Corporación Autónoma Regional de Nariño. (2011) Plan de Ordenamiento y Manejo de la

Cuenca Hidrográfica del Juanambú. Recuperado de http://www.corponarino.gov.co

Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico. (2001) Resolución CRA 151

de 2001. Recuperado de http://www.empopasto.com.co/site/?page_id=638

Empresa de Obras Sanitarias de Pasto (2008) Programa de uso eficiente y ahorro del agua

(PUEAA). Recuperado de http://www.empopasto.com.co/site/?page_id=680

Ministerio de Desarrollo Económico. (2000) Resolución 1096 de 2000. Recuperado de

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Presidencia de la República. (2002) Decreto 1729 de 2002. Recuperado de http://suin-

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Universidad de Manizales (2015). Unidad 1 Manejo Integrado del Agua. Recuperado de

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Universidad de Manizales (2015). Unidad 2 Manejo Integrado del Agua. Recuperado de

http://cedum.umanizales.edu.co/virtual2/course/view.php?id=1029