informe - estudio ptar

ALCALDIA DEL MUNICIPIO DE TESALIA–(HUILA)

CONSTRUCCIÓN PLANTA DETRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL

CASCO URBANO DEL MUNICIPIO DE TESALIA DEPARTAMENTO DEL

HUILA

MUNICIPIO DE TESALIA HUILA

2011

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CONSTRUCCIÓNPLANTADETRATAMIENTODEAGUASRESIDUALESDELCASCOURBANODELMUNICIPIODETESALIA

DEPARTAMENTODELHUILA

TABLA DE CONTENIDO

1 GENERALIDADES DEL MUNICIPIO ................................................................. 6

1.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA .................................................................. 6

1.2 LÍMITES ....................................................................................................... 7

1.3 CLIMATOLOGIA ........................................................................................... 7

1.3.1 Meteorología .......................................................................................... 8

1.4 HIDROGRAFIA ............................................................................................ 9

1.5 ECONOMIA ................................................................................................ 10

1.6 RED VÍAL ................................................................................................... 11

1.7 GEOLOGÍA ................................................................................................ 12

1.8 ESTRATIGRAFÍA ....................................................................................... 14

1.9 SERVICIOS PÚBLICOS ............................................................................. 17

2 DISPOSICIÓN URBANÍSTICA ......................................................................... 21

2.1 SISMOLOGÍA Y ZONAS DE POTENCIAL RIESGO .................................. 22

2.2 CARACTERÍSTICAS SOCIO-ECONÓMICAS ............................................ 23

3 REDISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DEL ÁREA URBANA DEL MUNICIPIO DE TESALIA(HUILA). ........ 32

3.1 CARACTERÍSTICASGENERALES ............................................................ 32

3.2 POBLACIÓN ACTUAL ............................................................................... 34

3.3 NIVEL DE COMPLEJIDAD ........................................................................ 35

3.4 PROYECCIONES DE POBLACIÓN ........................................................... 37

3.5 PERÍODO DE DISEÑO .............................................................................. 45

3.6 DEFINICIÓN DELNIVELDECOMPLEJIDAD (N.C) .................................... 45

3



4 SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DEREDISEÑO DELSISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS (METODOLOGÍA SELTAR) ................................................................................................................. 46

4.1 NIVELESYESQUEMASDETRATAMIENTOPROPUESTOSPORLA

METODOLOGÍASELTAR .................................................................................... 46

5 CARACTERIZACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS SELECCIONADAS ................ 59

5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR (REJILLA + DESARENADOR EN

PARALELO) ........................................................................................................ 59

5.2 REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE UASB .................... 60

5.3 FILTROSANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (FAFA) .................... 62

5.4 TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE LODOS L8 (LECHOS DE SECADO

CON CUBIERTA) ................................................................................................. 63

6 ESQUEMA DEFINITIVO PROPUESTO PARA EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DEL MUNICIPIO DE TESALIA (HUILA) ............................. 66

7 DISEÑOS DE DETALLE .................................................................................. 68

7.1 PARÁMETROS GENERALES DE DISEÑO ............................................... 68

7.2 CRITERIOS DE DISEÑO ........................................................................... 68

7.3 DISEÑOS HIDRÁULICOS .......................................................................... 70

7.3.1 Diseño del tratamiento preliminar ........................................................ 70

7.3.2 DISEÑO REACTORES UASB ............................................................. 76

7.3.3 FILTRO ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE (FAFA) ................. 84

7.3.4 DISEÑO SEDIMENTADORES SECUNDARIOS ................................. 86

7.4 ESTUDIO DE SUELOS .............................................................................. 87

7.5 DISEÑO ESTRUCTURAL .......................................................................... 87

7.6 DISEÑO ELÉCTRICO ................................................................................ 87

7.7 PLANOS ..................................................................................................... 88

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INTRODUCCIÓN

Dentro del plan de desarrollo del Municipio de Tesalia se identifica el tema del

manejo integral del agua como una prioridad, dado que constitucionalmente es

deber del Estado garantizar un medio ambiente sano. Es así,como cobró especial

importancia el diseño de planes y programas orientados a mejorar la calidad del

recurso hídrico en el país a cargo de las Autoridades Ambientales,

implementando entre otras estrategias, la de fomentar e incentivar en los

municipios el adecuado manejo, tratamiento y disposición de las aguas

residuales.

La Constitución Nacional, la Ley 99 de 1993, y la Ley 142 de 1994, entre otras,

establecen claramente que es responsabilidad del Estado en cabeza de los

municipios y de las Empresas Prestadoras de Servicios Públicos E.S.P. que

demuestren capacidad para ejercer esta labor , asegurar la prestación eficiente

de los servicios públicos de Acueducto, Alcantarillado y Aseo, que están ligados al

tratamiento de las aguas de consumo, a la disposición final de las aguas

residuales y a la recolección y disposición adecuada de los desechos sólidos;

actividades que deberán hacer parte de los Planes de Saneamiento y Manejo de

Vertimientos (PSMV) en todo el territorio Nacional.

Es así, como para el área urbana del municipio de Tesalia (Huila), se pretende

seleccionar la mejor alternativa de tratamiento de aguas residuales, con base en

las características del agua residual a tratar, la calidad requerida del afluente, la

disponibilidad del terreno, las características socioculturales de la localidad, los

impactos ambientales generados por la tecnología aplicada, los costos de

construcción y operación del sistema de tratamiento, así como la confiabilidad del

sistema de tratamiento en lo referente a la sostenibilidad.

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ANTECEDENTES

El presente informe expone los diseños del interceptor y colectores, así como el

rediseño definitivo para el Sistema de Tratamiento de las Aguas Residuales del

área urbana del municipio de Tesalia, para la descontaminación de las aguas de

la quebrada San Benito para solucionar el problema de vertimientos de algunas

viviendas que lo hacen directamente a dicha quebrada.

Si bien es importante solucionar el problema de contaminación por algunos

vertimientos puntuales en dicha quebrada; es más estructurante pensar en

solucionar el problema de contaminación que actualmente se tiene por las

descargas principales de toda el área urbana del municipio.

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1 GENERALIDADES DEL MUNICIPIO

1.1 LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

El Municipio de Tesalia se localiza en la zona occidental del Departamento del

Huila, distanciado 100 km de la ciudad de Neiva flanco oriental de la cordillera

central, ocupa un área de 502 Km2 y una temperatura promedio de 24 ºC.

Según las coordenadas geográficas del IGAC el territorio del Municipio de Tesalia

se ubica su cabecera municipal en 2º 29’ de Latitud Norte y 75º 44’ de Longitud

este, a una altura sobre el nivel del mar de 840 m.

Ilustración 1 Localización del Municipio de Tesalia

7



1.2 LÍMITES

El Municipio fue fundado el 22 de Abril de 1775 y erigido municipio en 1811 con

el nombre de Carnicerías; en el año de de 1960 por Ordenanza 026 se le

cambia el nombre por el de Tesalia.

Los límites municipales fueron establecidos por la Ordenanza Número 34 de

1915 de la Honorable Asamblea del Departamento del Huila; el Municipio de

Tesalia limita al Norte con el Municipio de Iquira, al Sur con Paicol, al Occidente

con el Municipio de Nátaga y al Oriente con los municipios de Iquira, Yaguará y

Gigante.

1.3 CLIMATOLOGIA

En el Municipio se encuentran los siguientes pisos

térmicos:

Clima Frío: Incluye 7 km2 del área total del Municipio, entre los 2000 y los 2500

m.s.n.m., con temperaturas entre 17 y 18 ºC.

Clima Templado: Incluye 356 km2 del área total del Municipio, entre los 1000

y los 2000 m.s.n.m., con temperaturas entre 18 y 24 ºC.

Clima Cálido: Incluye 139 km2 del área total del Municipio, entre los 700 y

los

1000 m.s.n.m., con temperaturas superiores a 24

ºC.

En cuanto a las formaciones vegetales, el Municipio posee las

siguientes:

Bosque seco tropical (bs-T): En las zonas bajas y planas del valle del

río

8



Magdalen

a.

Bosque húmedo pre montano (bh-Pm): En las zonas montañosas o área

cafetera.

Bosque muy húmedo pre montano (bh-Pm): En las pequeñas áreas de

cordillera.

1.3.1 Meteorología

Respecto a las características de precipitación, el Diagnóstico territorial

tomó como base los reportes de la Estación Paicol localizada a una elevación

de 788 m.s.n.m., con latitud 02º 27´ N, longitud 75º 45´ W, de tipo completo,

identificada con el número 2165015, y estableció, que la zona de mayor

precipitación del Municipio de Tesalia se encuentra entre 1400 – 1600 m.s.n.m.

y la de menor precipitación está localizada entre los 600 – 1000

m.s.n.m., margen de altura donde se encuentra ubicada la cabecera municipal.

La Estación de Paicol reporta además que los periodos donde se presenta

mayor lluvia son:

Octubre: Con valores promedio de 200,2 mm

Noviembre: Con valores promedios de 252,0 mm

Diciembre: Con valores promedios de 260,6 mm

Y los de menor intensidad en lluvias ocurren

en:

Julio: Con valores promedios de 40,0 mm

Agosto: Con valores promedios de 33,5 mm

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Septiembre: Con valores promedio de 46,6 mm

En relación a las características de la temperatura, la Estación de Iquira

ubicada sobre los 900 m.s.n.m. identificada con el número 5014, reportó que la

distribución de la temperatura del aire está repartida en dos épocas; una

calurosa en los meses de agosto, septiembre y octubre y una de menor

temperatura que corresponde a los meses de noviembre y diciembre.

En cuanto a los valores de radiación solar promedios, se tiene que en el mes de

enero se registra el más alto con 158.4 horas y en el menor en el mes de

marzo

114.1 horas; se tiene un total anual promedio de 1603 horas. Los

elementos climáticos de las estaciones existentes permiten efectuar los

balances hídricos necesarios; para la Estación que se tomó como referencia se

tienen 1744 mm de lluvias al año, evapotranspiración potencial de 1383 mm;

evapotranspiración real de 1219 mm, para unos excesos de 819 mm; déficit de

524 mm, los excesos se presentan en los meses de enero, febrero, marzo,

abril, mayo, noviembre y diciembre, los déficit corresponden a los meses de

julio, septiembre y octubre.

1.4 HIDROGRAFIA

Por sus condiciones geográficas, esta población tiene a su disposición una

considerable riqueza hídrica, de la cual hacen parte la quebrada El Infierno, La

laguna de Guillo y el río Páez, sin dejar de lado el gran río Magdalena.

No obstante lo anterior, no debe desconocerse el progresivo deterioro de las

fuentes, hecho que se hace evidente en las épocas de sequía, cuando el nivel

de las precipitaciones disminuye sustancialmente, lo que sumado a la escasa

vegetación de las zonas de protección y al continuo vertimiento de

desechos líquidos y sólidos, favorece la reducción de caudales y pone en

serios apremios a los abastecimientos tanto de acueductos como de áreas de

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irrigación.

A continuación se describen algunas de las fuentes relacionadas con el

Estudio:

Quebrada Grande: Su micro cuenca presenta un alto grado de

deforestación desde el nacimiento en la vereda El Medio, situación que la

mantiene en débiles condiciones, aumentada por el vertimiento de aguas

residuales incl uyendo el casco urbano del Municipio de Tesalia que recibe a lo

largo de su recorrido y el depósito de residuos sólidos; esta fuente que es

nutrida por las quebradas La Caraguaja, Los Limones, San Benito, El Bombón

y Gualanday, es aprovechada por los agricultores para el riego de sus cultivos.

1.5 ECONOMIA

Tesalia es un municipio agropecuario por excelencia, de ahí se desprende

la mayor parte del sustento de sus habitantes, productos como el café, el arroz,

el maíz, el cacao, el tabaco rubio, la carne y la leche se consolidan como

productos típicos de la población, dándole una dinámica importante a la

economía del municipio. Es importante reconocer que el sector pecuario

manifestado en el ganado bovino y porcino aporta notablemente recursos a

los moradores de Tesalia, sin dejar de lado la piscicultura que ha ido

ocupando un renglón importante de la economía regional.

Otro sector que aporta a la economía local, son las actividades

agroindustriales que corresponden pequeñas microempresas de lácteos tienen

un mercado intermunicipal, la explotación minera como la transformación de

bloques de roca fosfórica donde producen abonos orgánicos y otros productos

importantes, fábrica de ladrillos, tubos y plaquetas para la construcción, se

considera el segundo renglón de la vida económica de Tesalia.

El tercero y último sector, está representado por el sector comercial

acompañado de los servicios que se prestan expresados en talleres de

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mecánica estaciones de gasolina, canchas de tejo ferreterías, papelerías,

tiendas, droguerías, almacenes y otros servicios que buscan satisfacer las

necesidades de los pobladores.

1.6 RED VÍAL

Las vías departamentales constituyen el eje de desarrollo socioeconómico

de cualquier centro urbano, razón por la cual se relacionan a continuación:

Troncal central Paralela al río Magdalena, comunica al territorio Huilense con

el Territorio Nacional.

Vía Altamira - Guadalupe – Florencia

Vía Puerto Seco – Tesalia – Paicol – La Plata – La Argentina – Belén – Puracé

– Popayán

Neiva – Palermo – Teruel – Iquira – Tesalia

Tesalia – Nátaga.

Las vías interveredales forman una red de 225.6 Km., con el eje principal Tesalia

– Pacarní; de él se derivan los ramales a las diferentes veredas de su influencia;

la vía Tesalia – La Plata sirve para intercomunicar todo el Municipio.

El sistema vial del casco urbano tiene una longitud de 12.780 metros lineales,

tomando como eje principal la calle 6ª; de ella se desprenden las

diferentes carreras que conforman la red vial, que en la actualidad no posee

señalización adecuada.

La malla vial está conformada por calles y carreras, la más larga es la calle 6ª

con una longitud total aproximada de 955 ml; el tramo más largo se encuentra

en la carrera 9ª entre las calles 2ª y 4ª con una longitud de 147.20 ml.

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El ancho de las vías varía desde 3.8 mts en la carrera 8ª con calle 9ª, hasta

20.2 m en la calle 7º, y el de los andenes está entre 1 m a 4 m, es importante

resaltar que no existen andenes en la calle 7ª con carrera 12ª.

El tramo vial entre Tesalia (casco urbano) y el Centro Poblado de Pacarní,

comprende 18 kms pavimentados, tramo recientemente construido por

la administración departamental.

La malla vial de Pacarní está conformada por calles y carreras, la más larga es

la calle 7ª, que pasa por el parque principal y se dirige hacia el norte siguiendo

la salida hacia Río Negro con una longitud total aproximada de 900 ml.

1.7 GEOLOGÍA

Las características geológicas del Municipio están estrechamente ligadas al

origen y evolución de la cordillera central y en particular al desarrollo de los

valles de los ríos. Lo anterior está claramente reflejado en la gran variedad del

paisaje, tipos de relieve, diversidad de litologías, suelos y unidades morfo

estructurales, producto de fuerte actividad tectónica, evidenciada en la

cantidad de fallas, la intensa actividad volcánica y la actividad sísmica, los

cambios climáticos durante las pasadas glaciaciones, que produjeron procesos

erosivos responsables del modelado de los diferentes paisajes sobre la parte

alta de la cordillera central.

Se destaca la variedad de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas,

con edades que varían desde el precámbrico hasta el cuaternario. Las

rocas metamórficas e ígneas intrusivas y extrusivas asociadas a la cordillera

central; las secuencias sedimentarias bordean los flancos de la cordillera

central. Existen

además potentes coberturas de sedimentos cuaternarios de diferente naturaleza

que llenaron los valles y los piedemontes.

Geología

estructural

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El valle superior del Magdalena es una depresión tectónica, debe ser

considerada hacia el sur como una cuenca elongada de compresión,

limitada por fallas inversas, con posible cabalgamiento de Unidades más

antiguas representadas por rocas duras en los piedemontes de las

cordilleras central y oriental, que los bordean y limitan (Eduardo Van Es,

1972), en los trabajos prácticos de campo del curso regular de 1972 así lo

indican; posteriormente los estudios realizados por las petroleras, basados en

investigaciones sísmicas, corroboraron esta evidencia de campo y el criterio

inicial expresado por Dixson (1953), el sistema de fallas de chusma (Chusma

Trust), definido para la parte norte de la subcuenca de Neiva.

El lineamiento de Tesalia, se puede catalogar como una falla inferida.

Un lineamiento fotogeológico

es indicio de una estructura geológica como una falla, siendo necesario buscar

evidencia de campo. En el Municipio de Tesalia

este lineamiento se puede observar claramente sobre el costado occidental del

casco urbano y está definido por:

Los cambios bruscos en la dirección de las quebradas San Benito,

Los

Bollos y Los Limones.

Tramos rectos de las quebradas Los Bollos y Los Limones.

Contraste en el relieve, es decir diferencias notables de alturas entre el

abanico noroccidental y la terraza San Benito – Los limones y entre el

abanico antes mencionado y la terraza La Cascajosa. En este lugar

se marca un cambio en los cauces de los drenajes.

Al occidente son cauces encañonados, estrechos y poco profundos.

Al oriente los cauces se amplían.

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1.8 ESTRATIGRAFÍA

La secuencia lito-estratigráfica comprende rocas metamórficas de alto a

bajo grado de metamorfismo, rocas ígneas instrusivas y extrusivas de

composición ácida a intermedia, existen además potentes y extensas

coberturas de rocas volcánicas de composición ácida a intermedia, con edades

triásicas, terciarias y recientes. Afloran rocas ígneas, metamórficas y

sedimentarias de edad triásica – jurásica a cuaternario.

Triásico – Jurásico : En este periodo se presentaron las

siguientes formaciones:

Formación caballos (Kc.): Son areniscas cuarzosas con

interacciones de lutitas grises; inmaduras las primeras, incrementan

su aporte silíceo a medida que el contacto inferior es claramente

discordante en las rocas de la formación saldaña en la quebrada de La

Honda.

Formación Guadalupe (KTg): La Formación está compuesta de

areniscas cuarzosas, de granos finos finamente

estratificados, intercalados con “plaeners” (porcelanitas

íntimamente laminadas y ampliamente diaclasadas y Cherts negros)

que se presentan en dos niveles dentro de la secuencia y

presentan gran continuidad lateral. Estos muestran comúnmente

plegamiento en “Chevron” muy cerca de planos axiales y pueden

contener concreciones calcáreas.

Formación Guaduas (Kg.): La Formación Guaduas, consta del valle

superior del Magdalena, de una secuencia inferior de arcillolitas

predominantes que corresponde a la Formación San Francisco y una

superior de areniscas con pequeñas intercalaciones de arcillolitas.

Terciario: En este periodo se presentaron las siguientes formaciones:

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Formación Gualanday (Tgy): Esta secuencia sedimentaria de Van

Houten y Travis (1968), consta de rocas clásticas con carácter

molásico, en la cual predominan tres horizontes conglomeráticos muy

resistentes, separados por intervalos más suaves de areniscas y

limonitas.

Formación Honda (Th): Fue depositada en abanicos

aluviales coalescentes y sistemas de ríos trenzados.

Depósitos cuaternarios: En este periodo se presentaron las

siguientes

Formaciones:

Terrazas del río Páez (Qta, Qtm): Se extiende hasta la población de

Itaibe y se distribuye a lo largo del río Páez que cambia su curso

hacia el este, en forma notoria, desarrollando ampliamente los

niveles referidos.

Formación superficial: Se denomina Formación superficial a las

formaciones diferenciales de material con naturaleza física diferente a

la que se expone en la superficie terrestre y que llega a

alcanzar espesores importantes. Los depósitos sobre los cuales

suprayace la cabecera municipal de Tesalia y sus alrededores, se

puede diferenciar en dos Unidades; una de ellas corresponde a

abanicos recientes poco disectados (Qar), según Diederix y Gómez

(1991); la otra Unidad fue clasificada por estos mismos autores como

depósitos fluviales, fluvio – volcánicos y laháricos asociados al río

Paéz.

Depósitos aluviales (Qal): Corresponden a materiales dejados por

las diferentes corrientes de agua existentes en el área de estudio.

Est

án compuestos principalmente por fragmentos de grava con tamaños

16



promedios entre 10 y 60 cm, en menor proporción se encuentran

fragmentos con tamaños mayores.

En el año 1998, el Municipio de Tesalia y la CAM, firmaron un convenio

para levantar columnas estratigráficas y se obtuvo la siguiente información1:

En el casco urbano de Tesalia, y al occidente de este se encuentran depósitos

de vertientes y sus características se presentan a continuación:

Columna estratigráfica 1. El levantamiento de las siguientes columnas

se efectuó aproximadamente a 150 m, de la quebrada La Caraguaja, en

un afloramiento sobre las márgenes derechas de la vía que conduce de

Paicol al Municipio de Tesalia.

0.0– 0.6 m. Limo arenoso de color crema a crema rojizo, con

fragmentos de cuarzo hialino (sin desarrollo cristalino, estos

fragmentos de cuarzo tienen tamaño de arena gruesa a grava fina).

0.6 – 1.0 m. Limo arenoso de color crema o crema rojizo, con

fragmentos de roca de tamaño aproximado de 40 cm.

1.0 – 1.8 m. Limo arenoso de color crema claro, con presencia de

grietas de desecación.

1.8 – 2.5 m. Conglomerados arenosos con fragmentos sub angulosos

o subredondeados. Fragmentos desde uno hasta ocho cms

aproximadamente, sin orientación preferencial. En la composición de

estos fragmentos predominan pórfidos andesíticos y dacíticos de color

rosado, también hay presencia de cherts grises.

2.5 – 3.0 m. Limo arenoso con coloraciones pardo grisáceo y gris

verdosa.

Material puro con grietas de desecación.

1 PASTRANA ORLANDO, DIAGNOSTICO TERRITORIAL DEL MUNICIPIO DE TESALIA, AÑO 2003

17



3.0 – 3.4 m. Limo conglomerático deleznable, con fragmentos de pórfidos

andesíticos a dacíticos y chert de 1 a 6 cm de tamaño con presencia de

grietas de desecación. El color predominante del estrato es gris verdoso.

3.4 – 3.7 m. Limo arenoso con coloraciones pardo grisáceo y gris

verdosa, material poroso con grietas de desecación.

3.7 – 4.0 m. Conglomerado arenoso. Fragmentos desde 1 hasta 20 cm;

desde redondeados hasta sub angulosos, equivalentes a

pórfidos andesíticos y dacíticos, no presentan gradación en el

tamaño del material ni tampoco orientación de los fragmentos. En

algunos de estos niveles el material es poroso, con grietas de

desecación y presentan tonalidades que van desde gris hasta verde,

probablemente corresponden a niveles con cenizas volcánicas.

Columna estratigráfica 2. Se realizó a 100 m. al norte de la

columna estratigráfica 1, sobre la margen izquierda de la vía. La

descripción de estas columnas se realizó de arriba hacia abajo del

afloramiento.

1.5 m. Depósitos con fragmentos de tamaño grava con predominio

de material sub redondeado a redondeados sobre los angulosos, que

van desde los 2 cm hasta los 40 cm, sin orientación preferencial. La

matriz es arenosa, hay presencia de líquenes negros.

1.5–3.0 m. Limo arenosos. Color crema claro,

medianamente consolidados. Con fragmentos angulosos de

cuarzo y feldespato de tamaño arena gruesa a fina. El material

es poroso, probablemente cenizas volcánicas, presentan grietas de

desecación.

1.9 SERVICIOS PÚBLICOS

En esta materia, es necesario destacar, que las áreas de Estudio tienen acceso

18



a todos los servicios públicos, es decir, acueducto, alcantarillado, aseo, energía

eléctrica, alumbrado, gas y telefonía.

SISTEMA DE ACUEDUCTO

El recurso hídrico utilizado en el sistema de acueducto de la cabecera municipal

proviene de las quebradas Los Limones, con captación en el predio del señor

Roque Gualy; El Bombón, ubicada en el predio del señor Marcos Pérez y

Benito, ubicada en el predio del señor Antonio Brand.

De la quebrada La Venta, con captación en el Municipio de Paicol, se comparte

el recurso hídrico con el Municipio de Paicol. Este sistema tiene problemas en

la estructura de derivación del caudal, el deterioro de la tubería de conducción

y en el alto grado de contaminación de dicha fuente, principalmente por las

descargas de beneficiaderos de café.

Las bocatomas construidas son del tipo de fondo, con captación mediante rejilla

empotrada sobre el muro transversal, cámara de derivación y muros laterales;

más adelante se encuentra la estructura desarenadora, encargada de

sedimentar los materiales que son atrapados por la captación y que

ingresan a la red de aducción. Las aguas son conducidas hasta la Planta de

Tratamiento, donde son agregados los elementos químicos necesarios para su

potabilización, siendo almacenada en los dos tanques construidos en concreto y

quedar lista para ser puesta en la red de distribución; del POT realizado en el

año 1999, se concluye que la red de distribución comprende aproximadamente

9742 ml, con una vida de instalación entre 23 y 26 años, compuesta por

diferentes materiales; el servicio es prestado directamente por la Administración

municipal.

La capacidad de servicio de la Planta de tratamiento es de 25 litros por

segundo, conformada por los siguientes componentes:

a) Cámara de llegada y de

rebose b) Mezcla rápida

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c)

Floculadotes d)

Sedimentador

e) Sistema de filtración

Esta Planta se terminó de construir en el año 1997, sin embargo se demoró en

entrar en funcionamiento por la escasez de recursos destinados a la

adquisición de los insumos químicos y la carencia de medidores en algunas

viviendas.

El acueducto de Pacarní es captado de la quebrada El Aguacate, con una

longitud aproximada de 3500 ml hasta el sistema de tratamiento; cuenta con

Planta de tratamiento del tipo compacta, localizada a unos 900 ml de la zona

urbana en el sector de la salida hacia Río Negro. El acueducto ha presentado

problemas por avalanchas en la zona alta de las quebradas abastecedoras,

debido a la fuerte pendiente, deforestación y mal manejo de estos suelos.

De igual manera

este acueducto también es operado por la Administración municipal.

SISTEMA DE ALCANTARILLADO

El sistema de alcantarillado de la cabecera municipal fue diseñado en 1983 por

el INSFOPAL, conduce las aguas negras domésticas (sanitario, duchas, cocina,

patios), y las aguas lluvias (calzada de vías y cunetas), lo que genera serios

problemas en la parte baja del Municipio, más exactamente en el Barrio El

Jardín; allí la cota de construcción de algunas viviendas es inferior a la calzada

de la vía y las cunetas existentes no son suficientes para evacuar estas aguas

lluvias.

Se observan tramos que conectan las aguas lluvias al sistema de aguas negras,

convirtiéndose en un sistema de alcantarillado combinado; aunque así se

resuelve simultáneamente la disposición de las aguas lluvias y las aguas

negras, no es una solución porque el crecimiento de la población y la

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contaminación de las quebradas, hace necesario el tratamiento de agua negras,

costo que se ve incrementado con el tratamiento adicional de las aguas lluvias.

El alcantarillado esta construido en tubería de gress, un 13.5% en cemento y

últimamente otros metros en PVC tipo alcantarillado, en diámetros de 6”, 8”,

10”,

12”, 14” y 20”; los pozos de inspección se construyen en concreto y ladrillo,

pero sin tener en cuenta las especificaciones que existen al respecto, como son

cañuelas, pasos, pañetes, además de hallarse en regular estado.

El sistema de alcantarillado comprende dos colectores principales que reciben el

drenaje de los colectores secundarios; el primer colector recoge las aguas

provenientes de los barrios Amaya, Venecia y las viviendas localizadas y

en desarrollo de la salida hacia Pacarní y el segundo colector recoge las aguas

de los barrios restantes; este último recoge las aguas residuales provenientes

del matadero municipal, el cual está ubicado en la parte norte cerca

de la Urbanización los Pinos.

Las aguas servidas son entregadas a las quebradas San Benito o Los Loquitos,

luego de haber pasado por una Planta de tratamiento de aguas residuales

(segundo colector), mientras que las del primer colector son entregadas aguas

abajo de la PTAR a una cajilla de inspección, siendo llevadas al cauce de la

quebrada sin ningún tipo de tratamiento.

En el sector rural mediante continuos programas se han venido construyendo

unidades sanitarias con sus respectivos pozos sépticos, pero aún el 50%

aproximadamente de las aguas residuales caen directamente a las fuentes

superficiales.

El sistema de alcantarillado de la población de Pacarní fue construido hace

más de 15 años, tiene una longitud total estimada de 5537,53 ml en tuberías de

gres, AC y concreto en malas condiciones de D= 8”, 10” y 12”, así las

aguas son transportadas hasta un sistema de tratamiento (tanque séptico) que

actualmente NO funciona y donde las aguas son vertidas a la quebrada Los

21



Bollos; cabe destacar que existen unas viviendas al otro costado de la

descarga sobre la quebrada Los Bollos y del sistema de tratamiento (Barrio

Porvenir), que también vierten las aguas residuales a la misma quebrada

directamente.

Hasta la fecha los dos sistemas de alcantarillados son operados directamente

por la Administración municipal, estando pendiente la conformación de la

Empresa de Servicios Públicos que entre a manejar lo concerniente a estos

sistemas.

ASEO Y MANEJO DE RESIDUOS SÓLIDOS

La generación de residuos sólidos proviene de tres sectores principalmente, el

primero de Entidades públicas y privadas, el segundo del Hospital y los Centros

médicos y el tercero de las viviendas; para el caso de Pacarní, se deben tener

en cuenta los residuos de cosecha principalmente la pulpa de café que es un

agente contaminante importante.

Actualmente el servicio de recolección y disposición final es prestado por

BIORGÁNICOS DEL PÁEZ ESP, empresa de la cual el Municipio es socio.

La disposición final se realiza en el Municipio de La Plata.

2 DISPOSICIÓN URBANÍSTICA

El espacio Público en la Zona Urbana, está constituido por las áreas de

recreación pasiva como el Parque Central, áreas de recreación activa como la

Villa Olímpica, la concha acústica donde se desarrollan actividades

folclóricas, artísticas, culturales y ambientales y la plaza de ferias, sitio de

intensa actividad en la época sanpedrina y en la realización de las ferias equinas

y ganaderas de la región.

El Municipio está distribuido en 16 barrios: Santa Teresa, Venecia, El

Jardín, Héctor Trujillo, Amaya, Centro, Torrecitas, Rafael Puyo, Limonar,

22



Acacias, Los Pinos, San Miguel, Los Álamos, Villa Colombia, Villa Otilia y Las

Ceibas; el casco urbano del Municipio está distribuido en 57 manzanas bien

definidas.

El espacio Público en la Zona Urbana, está constituido por las áreas de

recreación pasiva como el Parque Central, áreas de recreación activa como la

cancha de fútbol.

El poblado se desarrolla actualmente hacia el costado Norte salida a Río Negro,

donde existen planes de vivienda como el Marlio Cabrera y Los Comuneros; hay

algunas manzanas bien definidas en la parte del centro, pero en general la

localidad se nota cortada por la quebrada Los Bollos, que la divide

prácticamente en dos en el sentido norte – sur.

2.1 SISMOLOGÍA Y ZONAS DE POTENCIAL RIESGO

a.

Sismología:

Tesalia no escapa a las condiciones geológicas que caracterizan a buena

parte del territorio huilense; el Municipio está influenciado por las fallas de

Chusma y de Pacarní, donde esta última cruza a 2.3 kms del casco urbano, lo

que pone en evidente peligro a las viviendas situadas en el área y a la

infraestructura de servicios públicos de la localidad. Las amenazas

sísmicas pueden afectar las construcciones principalmente las viviendas,

debido a que en el diseño urbanístico de las mismas, no se contempló la

construcción antisísmica.

Al aspecto de la amenaza sísmica, se une el de la amenaza volcánica, procesos

que generalmente van de la mano, por eventuales erupciones en el

volcán Nevado Huila que puede tener efectos sobre los cauces de los ríos

Páez y La Plata. La cabecera municipal y el Centro Poblado corren un riesgo

inminente, por que se encuentran en la zona de influencia vulnerable y en

el caso de una avalancha de lodo o de rocas, se verían seriamente

23



amenazadas.

b. Amenazas de avalanchas e

inundaciones

Las inundaciones suceden anualmente en épocas de lluvia y son causadas por

el desbordamiento de las quebradas San Benito y los Limones; estas afectan

los barrios Amaya y El Limonar, donde están ubicadas unas 40 familias.

En

los sectores mencionados además de causar daño sobre las anteriores

edificaciones, también producen deterioro a las vías, acumulando grandes

cantidades de sedimentos en sus rasantes, lo que impide el rápido

drenaje, esto posibilita también la propagación de vectores que causan

enfermedades. Las inundaciones están muy asociadas a la capacidad de

evacuación de las redes de alcantarillado y de drenaje de las zonas

urbanizadas.

Dentro del casco urbano se identificaron algunos sectores cerca de la quebrada

Los Limones donde existen problemas de inestabilidad de taludes, sobre los

que se localizan viviendas; en el casco de la calle de la capilla de la

Virgen de las Mercedes, se encuentran cuatro viviendas localizadas a 25 m de

la mencionada quebrada. En el lado contrario de la vía también se localizan

algunas viviendas con serios problemas de inestabilidad, con amenazas altas

por remociones en masa y en erosión; en esta calle se localizan 56 viviendas,

con tipología similar a las casas mencionadas anteriormente, con una amenaza

mayor que alcanza los 6 m de altura con relación a la llanura de inundación y a

una distancia de 60 m, de la misma quebrada. El caso anterior también

ocurre en el Centro Poblado de Pacarní, a través de la quebrada Los

Bollos, drenaje por donde di scurren las aguas lluvias recogidas en la zona

alta de la población.

2.2 CARACTERÍSTICAS SOCIO-ECONÓMICAS

24



Población actual

El Censo Nacional de Población del año 2005 realizado por el DANE, arrojó

las siguientes cifras para el Municipio de Tesalia:

Población Total del Municipio : 8845 personas

(100.0%) Total Hombres : 4509 (50.98%)

Total Mujeres : 4336

(49.02%)

Población Total en la cabecera municipal :4899 personas (55.39%

de la población total).

Total Hombres en la cabecera municipal : 2433

(49.66%) Total Mujeres en la cabecera municipal : 2466

(50.34%)

Población Total en la Zona Rural del Municipio : 3946 personas

(44.61% Pob. total)

Total Hombres en la zona rural : 2076

(52.61%) Total Mujeres en la zona rural : 1870

(47.39%)

Del Censo Nacional de Población del año 1993, en el Municipio de Tesalia

habitaban 7670 personas, lo que indica un crecimiento de la población de 1175

habitantes en doce (12) años del período intercensal, o sea una rata de

crecimiento geométrica del 1.20%; para la zona urbana en el año de 1993 se

contaban 3656 personas, lo que indica un crecimiento de la población de

1243 habitantes en doce (12) años del período intercensal, o sea una rata

25



de crecimiento geométrica del 2.47%. Para el sector rural (Centro

Poblado de Pacarní), se calculó una rata de crecimiento poblacional

decreciente, ya que las proyecciones dadas por el DANE para el año 2005

indicaban una población rural de 4796 habitantes, llegando sólo a 3946

personas, según el Censo de ese año.

De lo anterior se puede concluir, que la variación poblacional que ha

sufrido Tesalia durante los últimos años, deja en evidencia la ocurrencia de

procesos migratorios orientados hacia centros urbanos, como la cabecera

municipal, La Plata y Neiva; los procesos de desarrollo urbanístico han traído

consigo el abandono del campo, motivado entre otras cosas, por la crisis que

cada vez con más fuerza está afectando el sector agropecuario.

Estratificación

Para el cobro de los servicios públicos de acueducto, alcantarillado y aseo, el

Gobierno municipal zonificó la zona en tres estratos definidos a continuación,

para un total de 1418 Usuarios:

Estratificación

Estrato Usuarios

I 857

II 499

II 62

Tabla 1. Estratificación del municipio.

USO DEL SUELO

Según lo establecido por la Ley 388/97, en el Municipio de Tesalia, el suelo

se clasifica como suelo urbano, suelo suburbano, suelo rural y suelo de

26



protección.

Suelo Urbano: Comprende el área determinada dentro del perímetro urbano

ubicado entre las coordenadas definidas por el Concejo Municipal. Se

constituye esta categoría en las áreas destinadas a usos urbanos que cuentan

con infraestructura vial y redes primarias de acueducto, alcantarillado y energía,

que están delimitadas por el perímetro de servicios públicos.

Suelo Suburbano: Se definió el Centro Poblado de Pacarní, por que está

ubicado dentro del suelo rural, en el que se mezclan los usos del suelo del

campo y las formas de vida del campo y la ciudad, en el cual está

garantizado el abastecimiento de los servicios públicos domiciliarios,

infraestructura de espacios públicos, infraestructura vial, redes de energía,

acueducto y alcantarillado requerido para esta área.

Suelo Rural: Constituyen esta categoría los suelos no aptos para uso urbano y

que estarán destinados a usos agrícolas, pecuarios, forestales, mineros, y

actividades análogas.

Suelo de Protección: Constituido por las zonas y áreas de terreno localizados

dentro de cualquiera de las anteriores clases, que por sus características

geográficas, paisajísticas o ambientales, o por formar parte de las zonas

de utilidad pública para la ubicación de infraestructura para la producción de

servicios públicos domiciliarios o sobre las áreas de de amenazas y riesgo no

mitigable para la localización de asentamientos humanos, tiene restringida la

posibilidad de urbanizarse. En el sector urbano corresponden a las áreas

ubicadas sobre las llanuras de inundación de las quebradas Los Bollos, San

Benito y Los Limones (Barrio Amaya – Torrecitas y El Limonar).

CONDICIONES SOCIALES

La base económica del Municipio se fundamenta en el sector primario y los

componentes principales son: la agricultura, la ganadería, piscicultura y la

minería, especialmente la explotación de fosforita,

27



estas actividades hacen parte fundamental de la

ocupación del suelo.

La estructura de empleo no está bien definida, puesto que la actividad

agropecuaria demanda mano de obra para sus diferentes labores por

estacionalidades. Sin embargo, se puede establecer que la producción

agropecuaria demanda 160.000 jornales en promedio en un año, de los cuales

el 38% son familiares y el 62% son jornales contratados. Al hacer el

análisis por actividad productiva, se encuentra que el cultivo de arroz

demanda un promedio del 25%, el café 12.50%, los otros sectores como

tabaco, cacao y ganadería el 62,5%.

En otras actividades como la economía informal, se generan 500 empleos

y minería 60 empleos en promedio. En los últimos años se viene explotando

el sector de hidrocarburos en la vereda Alto de la Hocha, la cual representa

enormes esperanzas para la comunidad de Tesalia, tanto por la generación

de empleo como por los recursos que pueda acceder por concepto de regalías;

igualmente se tienen cifradas las esperanzas de desarrollo en la Construcción

del Proyecto de generación de energía del Quimbo y en la Construcción del

Distrito de Riego de Los Llanos de Tesalia – Paicol.

Sector Primario: Está condicionado a circunstancias que retardan

su crecimiento, el cual se ha venido deprimiendo progresivamente

debido al predominio del minifundio, bajos niveles de productividad, ausencia de

tecnologías apropiadas, falta de créditos y altos costos de producción.

Los sistemas productivos determinados en el Municipio de Tesalia

son el cacao, caña, yuca,maíz en zonas de economía campesina; producción

de clima medio en suelos de ladera con cultivos de café semitecnificado, en

diferentes arreglos de siembras (plátano, yuca, fríjol y hortalizas) y caña

panelera en áreas de economía semicomercial; producción de clima cálido en

pastos con ganadería doble propósito en áreas de economía comercial y

semicomercial; producción de clima cálido en suelos planos mecanizables con

arroz bajo riego en áreas de economía campesina.

28



Sector Secundario: Este sector no se ha desarrollado en el Municipio,

sin embargo existen 8 establecimientos de modistería, 4 transformadoras de

lácteos,

3 ladrilleras, una planta de transformación de roca fosfórica y la actividad de

construcción de obras civiles depende de las obras construidas por el

Municipio.

Sector Terciario: Lo constituye el comercio de pequeña escala compuesto por

heladerías, salas de juego, estación de servicios de combustibles, talleres de

mecánica, ebanisterías, autoservicios, billares, canchas de tejo, panaderías,

almacenes, ferreterías, restaurantes, droguerías, restaurantes, papelerías; en

Pacarní existen grandes áreas de la zona urbana destinadas al secado del

grano de café.

El sector de servicios tiene un alto vínculo con la actividad agropecuaria y

minera (hidrocarburos). Se destacan los servicios financieros, transporte

público, salud, educación y mantenimiento de las infraestructuras productivas; el

gobierno local tiene un rol importante en la generación de empleo.

SALUD PÚBLICA

El servicio se presta a través de la E.S.E. Hospital Santa Teresa, el cual

cuenta con tres consultorios médicos para la consulta externa, un consultorio

para enfermería, el consultorio odontológico, el laboratorio, la sala de urgencias

y para hospitalización se tienen dos salas generales, una para hombres y la

otra para mujeres con tres camas cada una. Una habitación con dos camas

para el servicio de pensión y una habitación para preparto.

El personal con el que cuenta actualmente es el Director Local en Salud y un

Técnico de saneamiento ambiental. Para la prestación del servicio de salud

se cuenta con un médico general, un médico en servicio social obligatorio, una

29



enfermera en servicio social obligatorio, una enfermera encargada de la calidad

y el servicio, una bacterióloga S.S.O., un odontólogo en S.S.O., y cinco

auxiliares de enfermería. La parte administrativa cuenta con el Gerente, una

técnica en salud, una auxiliar con funciones de almacenista, otra auxiliar

con funciones para historias clínicas y estadística, dos conductores, tres

operarios de servicios generales, una auxiliar con funciones de cajero, una

auxiliar administrativa con funciones de secretaria, una persona encargada de

facturación y el auxiliar administrativo encargado de la farmacia; también cuenta

con un asesor jurídico y contador.

El Hospital Santa Teresa está dotado de: Laboratorio clínico, equipo de rayos X,

equipo de odontología, material médico quirúrgico para pequeñas cirugías, dos

unidades odontológicas fijas y una portátil, dos autoclaves, dos radio teléfonos,

monitor de signos vitales, monitor fetal, siete computadores, tres impresoras de

tinta y cuatro impresoras de tambor, equipos para oficina, equipos para

educación a la comunidad, tres televisores, incinerador, planta eléctrica, pipetas

de O2 (4) , cuatro ambulancias. La compañía Hocol realizó una donación

avaluada en

$40.000.000 en equipos para la unidad de urgencias, de consulta médica

general, para odontología y laboratorio clínico, un desfibrilador cardiaco,

glucómetro, equipo de órganos, lámpara de cisne luz alógeno, lámpara de

cisne, pato carpológico, pato parcial de orina, succionador portátil, doppler,

lámpara foto curado, pieza de mano, pediátrico y otros.

La administración municipal apoyada en los reportes del hospital Santa Teresa,

sobre consulta externa, Registro Individual de Prestaciones de Servicios

(RIPS), comprendido entre los meses del primero de enero de 2003 a

diciembre 31 de

2003, pudo establecer que la población total atendida fue de 8.523

usuarios.

En Pacarní se cuenta con Puesto de Salud, donde se atienden los hechos de

30



urgencia inmediata y donde además se ofrecen con frecuencia jornadas de

capacitación y prevención.

Las causas de consulta que más se atienden pertenecen al grupo EDA

(enfermedades diarreícas agudas), causadas básicamente por el agua. Las

mencionadas causas de morbilidad están muy asociadas al nivel socio

económico, condiciones de vida, hábitos higiénicos característicos de la vivienda

y situación ambiental, por lo cual es importante realizar actividades de fomento

de la salud y de esta manera modificar algunos de los factores de riesgo.

ASPECTOS EDUCATIVOS

El área urbana de Tesalia cuenta con 60 docentes, que atienden 1510 alumnos

en los niveles de preescolar, básica primaria, secundaria y media, con una

media de 28 alumnos por profesor; distribuidos en 2 Instituciones educativas.

Tesalia cuenta con el núcleo de desarrollo educativo número 60, con sede en el

Colegio Nacionalizado El Rosario, la dirección depende directamente de la

Secretaría de Educación Departamental, y funciona con la ayuda de la Alcaldía,

asimilándose a la Secretaría de Educación Municipal.

Existe una Junta Municipal de Educación (JUME), reglamentada a través de la

ley 115/94 y el decreto 3011/97; la JUME es un órgano consultivo y asesor a

nivel municipal.

La población total en edad escolar es de 2689 personas en edades de 5 a

16 años. La población total es de 2392 estudiantes desde preescolar

hasta grado once e incluye todos los ciclos de la educación básica y media

acorde al Decreto 3011. En este orden de ideas tenemos un 88.95% de

población matriculada y atendida; a su vez hay un 11,05% de población no

matriculada y desatendida. La población adulta que podría acceder a la

educación básica y media es de 135 personas; en la actualidad están siendo

atendidas 84 personas, todos en la Institución Educativa Otoniel Rojas Correa,

31



jornada nocturna.

Plantas físicas y dotación: Las Instituciones Educativas cuentan con los

servicios básicos de energía eléctrica, acueducto y alcantarillado, aclarando

que en algunas sub-sedes o centros educativos rurales no existe alcantarillado y

el servicio se presta a través de pozos sépticos. Las baterías sanitarias de las

sub- sedes o centros educativos del sector rural generalmente son inadecuadas,

insuficientes y por el mal uso permanentemente necesitan reparación.

A partir de los planes de racionalización y reorganización del sector educativo

en el marco de la Ley 715 del 21 de diciembre de 2001, en el Municipio de

Tesalia se conformaron 4 Instituciones Educativas, las cuales fueron el

resultado de la fusión de colegios urbanos con escuelas urbanas y rurales. Las

Instituciones Educativas son: Institución Educativa El Rosario, Institución

Educativa Otoniel Rojas Correa, Institución Educativa Los Yuyos y la Institución

Educativa Pacarní.

32



3 REDISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS

RESIDUALES DEL ÁREA URBANA DEL MUNICIPIO DE

TESALIA(HUILA).

3.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES

El casco urbano del Municipio de Tesalia cuenta con una red en malla de

alcantarillado, que presenta una cobertura del 99% de recolección,

concebido como sistema sanitario, que sin embargo se comporta como

semicombinado, con un aporte del 60% de aguas lluvias, según información de

EOT.

El sistema fue construido hace aproximadamente 24 años, realizando diversas

inversiones en ampliación de cobertura, en la medida en que se realiza la

expansión urbana. Estas redes nuevas se construyen sin obedecer a

una planificación o a un diseño del mismo.

Esquema 2. Casco Urbano del Municipio de Tesalia.

33



Como infraestructura para el tratamiento de aguas residuales se cuenta con una

PTAR, construida en el año 2000, de la cual no se tienen datos de diseño

ni planos de construcción, tampoco manuales de funcionamiento; en el momento

de los levantamientos topográficos se encontró que la PTAR estaba fuera de

servicio, arrojándose las aguas servidas al cauce de la quebrada Los Loquitos y

de allí transportadas hasta el drenaje de la quebrada San Benito.

El sistema fue diseñado como sistema sanitario, pero realmente funciona como

un sistema combinado; en él se presentan inundaciones por rebosamiento en

algunos sectores como el barrio El Jardín, Venecia, Amaya y Santa Teresita en

época de invierno. El rebosamiento ocurre porque los colectores ofrecen poca

capacidad hidráulica en algunos tramos, o estos se encuentran colmatados por

sólidos gruesos, falta de mantenimiento de la red, fallas en la instalación técnica

de los colectores y en la construcción de los pozos de inspección y porque

existen colectores que ya cumplieron su vida útil; es importante decir, que la

topografía de la zona urbana del Municipio posee una pendiente en la dirección

hacia la PTAR, que ofrece facilidades en la construcción del sistema de

alcantarillado.

El alcantarillado está construido en tuberías de cemento, gress, PVC tipo

alcantarillado, en diámetros desde 6”, 8”, 10”, 12”, 14”, 18” y 20”, con una longitud

total de 18.266,98 ml y más de 200 pozos de inspección, que en general se

encuentran en regular estado, ya que en su mayoría no cuentan con

las especificaciones mínimas de diseño.

En la red se identifican los tramos de colectores que generalmente van sobre las

carreras, siendo el principal el de la carrera 9ª, que recoge las aguas servidas de

los barrios localizados hacia la salida de Paicol en la otra margen de la quebrada

Los Limones; los interceptores principales discurren por las calles desde la

4ª hasta la 8ª y por último se tienen dos emisarios finales. La disposición final de

las aguas servidas se realiza en la quebrada San Benito a través de dos

descargas principales: Barrio Amaya – Bodegas y el efluente de la PTAR.

34



La PTAR presenta dos descargas: una del Bypass y otra del agua

tratada.

Respecto al sistema pluvial, una consideración importante en el diseño del Plan

Maestro de Alcantarillado, es utilizar la ventaja de las dos quebradas que

rodean el casco urbano, Limones y San Benito, para proyectar estructuras de

separación de caudales, disminuyendo de esta manera el diámetro

requerido para el transporte hasta la PTAR.

El sistema presenta colmataciones con sedimentos gruesos por la mala

utilización del mismo, se encontró también que algunas de las cámaras de

inspección se encuentran totalmente tapadas por pavimento o por material de

afirmado de las vías, lo cual dificulta su inspección para operación y

mantenimiento, especialmente las localizadas sobre la calle 6a.

3.2 POBLACIÓN ACTUAL

En el cuadro a continuación se presentan los datós históricos de población

obtenidos en los censos nacionales a partir del año 1938, igualmente se incluyen

las proyeccciones de población realizadas por el DANE entre los años 2006 y

2010.

Cuadro 3.1. Datos Históricos de población DANE

Año Censo Año Censo

1938 1514 1985 3201

1951 1324 1993 3453

1964 2009 2005 4899

1973 1848 --- ---

Fuente: DANE

35



3.3 NIVEL DE COMPLEJIDAD

El nivel de complejidad del sistema se establece con base en el número de

habitantes en la zona urbana del municipio proyectada al periodo de diseño o su

capacidad económica o el grado de exigencia técnica que se requiera para

adelantar el proyecto, de acuerdo con lo establecido en el siguiente cuadro.

Cuadro 3.2. Asignación del nivel de complejidad

NIVEL DE COMPLEJIDAD

POBLACIÓN EN LA ZONA URBANA (habitantes)

CAPACIDAD ECONÓMICA DE LOS

USUARIOS

Bajo < 2500 Baja

Medio 2501 a 12500 Baja

Medio Alto 12501 a 60000 Media

Alto > 60000 Alta

Fuente. RAS 2000

Para definir la capacidad económica de los usuarios se utilizará el desempeño

Fiscal del municipio durante el año 2010 y la categoría del mismo, de acuerdo con

lo siguiente:

Desempeño Fiscal:

Los rangos establecidos por el Departamento Nacional de Planeación que se

encuentran a continuación:

Mayor a 95% cumplimiento óptimo (Alto

80% – 95% cumplimiento alto (Medio Alto)

50% - 80% cumplimiento medio (Medio)

Menor a 50% incumplimiento (Bajo)

36



Igual a 0 sin información.

Categoría del municipio

Las categorías de los Municipios, se clasifican en seis (6), siendo la categoría 6,

la correspondiente a aquellos municipios, con menores condiciones económicas y

sociales, por lo tanto, se tendrá en cuenta la siguiente tabla así:

Categorías 1, 2 y 3 Alto

Categoría 4 Medio Alto

Categoría 5 Medio

Categoría 6 Bajo

Con esta combinación de información se efectúo el siguiente cuadro que indica la

Capacidad económica del Municipio.

Cuadro 3.3. Parámetros capacidad económica

PARÁMETRO TESALIA NIVEL DE

COMPLEJIDAD

Desempeño Fiscal (1) 64.99 Medio

Categoria del municipio (2) 5 Medio

Nivel de complejidad MEDIO

Fuente: (1) Desempeño fiscal DNP 2010

(2) DANE 2005

Luego de analizar el nivel de complejidad por capacidad económica y por

población se obtiene el nivel de complejidad definitivo para el Municipio de

Tesalia corresponde a:

37



Cuadro 3.4. Nivel de complejidad municipal

POBLACIÓN Nivel

complejidadx

Población

Nivel

complejidad

x Cap. Econ.

Nivel

definitivo AÑO 2035

7.250 MEDIO MEDIO MEDIO

Fuente: Consultoría

3.4 PROYECCIONES DE POBLACIÓN

Los censos de población a utilizar se presentaron en el Cuadro No. 3.2, y

corresponden a los censos de población desarrollados por el DANE, los cuales se

presentan nuevamente a continuación:

Cuadro 3.5. Censos de Población

Año Población

1938 1514

1951 1324

1964 2009

1973 1848

1985 3201

1993 3453

2005 4899

Fuente: DANE

De acuerdo a la Tabla B.2.1. del RAS, los métodos a emplear para el cálculo de

la rata de crecimiento de acuerdo al nivel de complejidad, se presentan en el

cuadro a continuación.

38



Cuadro 3.6. Métodos de proyección

MÉTODO POR EMPLEAR NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

Bajo Medio Medio Alto Alto

Aritmético, Geométrico y

Exponencial X X

Aritmético + Geométrico +

Exponencial + otros X X

Porcomponentes (demográfico) X X

Detallar por zonas y detallar

densidades X X

MUNICIPIO NIVEL DE COMPLEJIDAD MÉTODO POR EMPLEAR

Tesalia MEDIO Aritmético, Geométrico y

Exponencial

Fuente. RAS 2000

De acuerdo a lo establecido en el capítulo B.2 del RAS 2000, se tienen las

siguientes fórmulas para los diferentes métodos a emplear en las proyecciones de

Población:

Método Aritmético:

Para el caso específico del Municipio de Tesalia, de acuerdo a los datos de censo

de Población obtenemos las ratas de crecimiento de población que se presentan

en el cuadro siguiente.

39



Cuadro 3.7 Tasa de crecimiento Método Aritmético

AÑO DEL

CENSO

MODELO ARITMÉTICO

CABECERA DIFERENCIA

POBLACIÓN

DIFERENCIA

AÑOS

TASA

INTERCENSAL

(hab/año)

1938 1.514 -190 13 -15

1951 1.324

1951 1.324 685 13 53

1964 2.009

1964 2.009 -161 9 -18

1973 1.848

1973 1.848 1.353 12 113

1985 3.201

1985 3.201 252 8 32

1993 3.453 .

1993 3.453 1.446 12 121

2005 4.899

1938 1.514 3.385 67 51

2005 4.899

Fuente: Consultoría

El Método Aritmético supone un crecimiento vegetativo balanceado por la

mortalidad y la emigración. La ecuación para calcular la población proyectada es

la siguiente

Donde, Pf es la población (hab) correspondiente al año para el que se quiere

40



proyectar la población, Puc es la población (hab) correspondiente al último año

censado con información, Pci es la población (hab) correspondiente al censo

inicial con información, Tuc es el año correspondiente al último año censado con

información, Tci es el año correspondiente al censo inicial con información y Tf es

el año al cual se quiere proyectar la información.

Como se puede observar en la tasa intercensal la población en el casco urbano

tiene un comportamiento bastante iregularauqnue en la mayoría de los casos con

crecimiento posotivoentre las diferentes tasas. Es importante indicar que este

método establece utilizar un censo inicial y un censo final con información, en

este caso se han tomado los censos desde el año de 1938 hasta el año 2005,

obteniéndose una rata de crecimiento entre el primer censo y el último año una

rata de crecimiento de 51 habitantes/año.

Método Geométrico:

Para el caso específico del Municipio de Tesalia, de acuerdo a los datos de censo

de Población obtenemos las ratas de crecimiento de población que se presentan

en el cuadro siguiente.

Cuadro 3.8 Tasa de crecimiento Método Geométrico

AÑO POBLACION Puc/Pci Tuc-Tci TASA DE CRECIMIENTO r

1938 1.5143,236 67 1,768%

1951 1.324

1951 1.3243,700 54 2,453%

1964 2.009

1964 2.0092,439 41 2,198%

1973 1.848

1973 1.8482,651 32 3,094%

1985 3.201

1985 3.2011,530 20 2,151%

1993 3.453

CON

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43



Tasa de crecimiento seleccionada:

Utilizando los métodos anteriores a continuación presentamos las proyecciones

de población para el Municipio de Tesalia con las tres metodologías.

Cuadro 3.11 Proyecciones de Población

AÑO ARITMÉTICOGEOMÉTRICOEXPONENCIAL

2009 5.101 5.255 4.764

2010 5.152 5.348 4.842

2011 5.202 5.442 4.921

2012 5.253 5.538 5.001

2013 5.303 5.636 5.082

2014 5.354 5.736 5.165

2015 5.404 5.837 5.249

2016 5.455 5.941 5.335

2017 5.505 6.046 5.421

2018 5.556 6.153 5.510

2019 5.606 6.261 5.599

2020 5.657 6.372 5.690

2021 5.707 6.485 5.783

2022 5.758 6.599 5.877

2023 5.808 6.716 5.973

2024 5.859 6.835 6.070

2025 5.909 6.956 6.169

2026 5.960 7.079 6.269

2027 6.010 7.204 6.371

2028 6.061 7.331 6.475

2029 6.112 7.461 6.580

2030 6.162 7.593 6.688

2031 6.213 7.727 6.796

44



AÑO ARITMÉTICOGEOMÉTRICOEXPONENCIAL

2032 6.263 7.864 6.907

2033 6.314 8.003 7.019

2034 6.364 8.144 7.134

2035 6.415 8.288 7.250

Fuente: La Consultoría

Figura 3.2 Proyecciones de población


El consultor, teniendo en cuenta las proyecciones establecidas por los tres

métodos utilizados, considera conveniente utilizar la proyección exponencial, por

reflejar mejor las condiciones de crecimiento del Municipio de Tesalia, por

consiguiente, el Municipio de Tesalia en la zona urbana tendrá en el año meta del

Proyecto (año 2035), una población de 7.250 habitantes.

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

Población

Año

PROYECCIÓN DE POBLACIÓN

ARITMÉTICO GEOMÉTRICO EXPONENCIAL DANE

45



3.5 PERÍODO DE DISEÑO

Con base en lo establecido en la Resolución No. 2320 del 27 de noviembre de

2009, el periodo de diseño se define según el nivel de complejidad del sistema.

Para los niveles de complejidad Bajo, Medio y Medio Alto corresponde a 25 años

y para el nivel de complejidad alto será de 30 años, Como el nivel de complejidad

definido para el sistema es Medio, su periodo máximo de diseño será de 25 años

3.6 DEFINICIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD (N.C)

Del Capítulo A.3, Tabla A.3.1 del RAS–2000, donde se determina el NC del

sistema según las variables: Número de habitantes en la zona urbana del

Municipio, proyectado al período de diseño y la Capacidad económica o el Grado

de exigencia técnica que serequiere para adelantar el proyecto, se define como

de nivel de complejidad MEDIO, por las condiciones enunciadas anteriormente.

46



4 SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA DEREDISEÑO DELSISTEMA

DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

(METODOLOGÍA SELTAR)

4.1 NIVELES Y ESQUEMAS DE TRATAMIENTO PROPUESTOS POR LA

METODOLOGÍA SELTAR

Los sistemas de tratamiento de aguas residuales, también denominadas

Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), son estructuras donde se

propician procesos de tipo biológico, físico y/o químicos, que permiten reducir

a niveles convenientes el contenido de materia orgánica y de sustancias

contaminantes de carácter físico, químico y/o biológico presentes en las aguas

residuales antes de su descarga al medio natural, para así favorecer la

recuperación y conservación de las fuentes receptoras.

El nivel de tratamiento de una PTAR, lo impone la capacidad de

asimilación (capacidad de soporte o capacidad de carga) de la fuente receptora y

los usos del agua, aguas abajo del punto de descarga.

Según el nivel de tratamiento, las PTAR se clasifican en:

Primarias simples: Contempla sólo procesos físicos para la remoción de

material suspendido (SST)

Primarias avanzadas: Se implementan procesos físicos más procesos

químicos para lograr la remoción de material suspendido (SST) y parte del

material disuelto (SDT).

Secundarias: Se realiza la remoción de la materia orgánica disuelta mediante procesos biológicos (SDT).

Terciarias: Contempla la remoción de macro nutrientes (fósforo

y nitrógeno) y otras sustancias indeseables en las aguas a

ser vertidas en la fuente receptora tales como los organismos patógenos.

47



Tratamiento de lodos: Es claro que la contaminación del agua obedece

a la adición de sustancias que se comportan como sólidos, ya sean

disueltos o en suspensión, por lo que toda PTAR produce lodos

residuales que deben ser tratados y dispuestos adecuadamente, por

tanto, en todos los sistemas se hace necesario incluir este componente.

Es fundamental considerar que a medida que se incrementa el nivel de

tratamiento, así mismo aumenta apreciablemente el costo de la inversión inicial y

de los costos de operación y mantenimiento del mismo, lo que repercute

directamente en la tarifa para los usuarios y por ende, de estos costos

dependerá la sostenibilidad del sistema.

La metodología SELTAR realiza una caracterización de los sistemas

de tratamiento de agua residual doméstica, con el fin de definir los esquemas

tecnológicos más apropiados para las comunidades para el control de la

contaminación hídrica. También se tuvieron en cuenta las experiencias en

Colombia sobre las diferentes alternativas existentes para el tratamiento de las

aguas residuales domésticas, evaluando su potencial de aplicación en el país; así

mismo se consideraron aspectos tales como, la compatibilidad operacional entre

alternativas y cumplimiento de diferentes niveles de tratamiento.

Se definieron un total de 104 esquemas tecnológicos para el tratamiento de las

aguas residuales domésticas y 9 esquemas para el tratamiento y manejo de lodos,

resultado de las diferentes combinaciones posibles entre operaciones y procesos

unitarios de tratamiento. En la Tabla 4.1, se presenta el número de

esquemas definidos de acuerdo con los diferentes niveles de tratamiento

48



Tabla 4.1.Número de esquemas de tratamiento de acuerdo con la categoría

NIVEL DE TRATAMIENTO NUMERO DE

ESQUEMAS TRATAMIENTO PRIMARIO 5

TRATAMIENTO SECUNDARIO 33

TRATAMIENTO TERCIARIO CON REMOCIÓN DENUTRIENTES 32

TRATAMIENTO TERCIARIO CON REMOCIÓN DE PATÓGENOS 28

TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN EN TERRENO 6

MANEJO DE LODOS 9

Un listado de las diferentes operaciones y procesos unitarios utilizados para el

tratamiento de aguas residuales domésticas se presenta en la Tabla 4.2; en la

Tabla 4.3 se presentan las posibles combinaciones de operaciones y procesos

para conformar el nivel de tratamiento primario (P), en la Tabla 4.4 se expone el

esquema para el nivel de tratamiento secundario (S), en la Tabla 4.5 se

presenta el esquema para el nivel de tratamiento terciario con remoción de

nutrientes (TN), en la Tabla 4.6, se expone el esquema para el nivel de

tratamiento terciario con remoción de patógenos (TP), en la Tabla 4 . 7 se

presenta el esquema para los sistemas de disposición en el suelo (DT) y

en la Tabla 4.8 se exponen los sistemas para el manejo de lodos.

Tabla 4.2.Operaciones y procesos unitarios utilizados para el tratamiento

de aguas residuales.

ABREVIATURA OPERACIÓN O PROCESO DE TRATAMIENTO

Tpr1 Tratamiento preliminar de Rejilla Gruesa+ Rejilla Fina

Tpr2 Tratamiento preliminar de Rejilla Gruesa + Rejilla

Fina+Desarenador

S1C Sedimentador primario convencional

S1A Sedimentador Primario Alta Tasa

49



S2 Sedimentador secundario

TS Tanque Séptico

SISAR Sistemas de Infiltración Subsuperficial

FIA Filtros Intermitentes de Arena

LA Laguna Anaerobia

Lar Laguna Anaerobia con revestimiento artificial

LF Laguna Facultativa

LFr Laguna Facultativa con revestimiento artificial

LM Laguna de Maduración

LMr Laguna Maduración con revestimiento artificial

LLA Laguna con Lenteja de Agua

LLAr Laguna con Lenteja de Agua con revestimiento artificial

HFL Humedal de Flujo Libre

HFLr Humedal de Flujo Libre con revestimiento artificial

HFS Humedal de Flujo Subsuperficial

HFSr Humedal de Flujo Subsuperficial con revestimiento artificial

IL Infiltración Lenta

IR Infiltración Rápida

FS Flujo Superficial

Lac Lodos ActivadosbClásicos

LAOC Lodos Activados Oxidación Completa

LASBR Lodos Activados TipoSecuencial por Tandas

LAi Laguna Aireada

LAir LagunaAireadaconrevestimiento

BioD Biodiscos

FP Filtro Percolador

50



FA Filtro Anaerobio

UASB Reactor UASB

EG Espesamiento por gravedad delodos

DA Digestión Aerobia de lodos

Dan Digestión Anaerobia de lodos

LS Lechos de secado

EA Estabilización Alcalina de lodos

LSc Lechos de secado con cubierta

Lar Lagunas de lodos con revestimiento

Tabla4.3. Esquemas para nivel de tratamiento primario (P)

CODIGO ESQUEMA

PRELIMINAR PRIMARIO

P1 Tpr2 S1C

P2 Tpr2 S1A

P3 Tpr1 TS

P4 Tpr1 LA

P5 Tpr1 Lar

Tabla 4.4.Esquemas para nivel de tratamiento secundario (S)

CODIGO ESQUEMA

PRELIMINAR PRIMARIO SECUNDARIO

S1 Tpr2 S1C BioD+S2

S2 Tpr1 TS FA

S3 Tpr2 FA

S4 Tpr2 S1C LAOC+ S2

51



S5 Tpr2 LAc + S2

S6 Tpr2 LASBR (2

unidades)

S7 Tpr2 UASB

S8 Tpr2 S1C UASB+ FP+ S2

S9 Tpr2 HFL

S10 Tpr2 HFLr

S11 Tpr2 LF

S12 Tpr2 S1A LFr

S13 Tpr2 S1A UASB+ LF

S14 Tpr2 S1A UASB+ LFr

S15 Tpr2 S1A HF

L

S16 Tpr2 HFL

r

S17 Tpr2 HF

S

S18 Tpr1 TS HFS

r

S19 Tpr1 TS HF

S

S20 Tpr2 S1A HFS

r

S21 Tpr2 S1A L

F

S22 Tpr1 TS LF

r

S23 Tpr1 TS HF

52



L

S24 Tpr1 TS HFL

r

S25 Tpr1 TS HF

S

S26 Tpr1 LA HFS

r

S27 Tpr1 Lar L

F

S28 Tpr1 LA HF

S

S29 Tpr1 Lar HFS

r

S30 Tpr1 LA L

F

S31 Tpr1 Lar LF

r

S32 Tpr2 LFr (2 en series)

S33 Tpr2 LFr (2 en series)

Tabla 4.5. Esquemas para nivel de tratamiento terciario con remoción de

nutrientes (TN)

CODIGO

ESQUEMA

PRELIMINAR PRIMARIO SECUNDARIO TERCIARIO

TN1 Tpr1 TS FA HFS

TN2 Tpr1 TS FA HFSr

TN3 Tpr1 TS FA LLA

TN4 Tpr1 TS FA LLAr

53



TN5 Tpr1 TS FA HFL

TN6 Tpr1 TS FA HFLr

TN7 Tpr2 S1C FP+ S2 HFS

TN8 Tpr2 S1C FP+ S2 HFSr

TN9 Tpr2 S1C FP+ S2 LLA

TN10 Tpr2 S1C FP+ S2 LLAr

TN11 Tpr2 S1C FP+ S2 HFL

TN12 Tpr2 S1C FP+ S2 HFLr

TN13 Tpr2 LAi HFS

TN14 Tpr2 LAir HFLr

TN15 Tpr2 LAir HFS

TN16 Tpr2 LAir HFSr

TN17 Tpr2 LAir LLA

TN18 Tpr2 LAir LLAr

TN19 Tpr2 S1A LF LLA

TN20 Tpr2 S1A LFr LLAr

TN21 Tpr2 S1A LF HFL

TN22 Tpr2 S1A LFr HFLr

TN23 Tpr2 S1A LF HFS

TN24 Tpr2 S1A LFr HFSr

TN25 Tpr1 TS LF LLA

TN26 Tpr1 TS LFr LLAr

TN27 Tpr2 LAOC+ S2 HFL

TN28 Tpr2 LAOC+ S2 HFLr

TN29 Tpr2 LAOC+ S2 HFS

TN30 Tpr2 LAOC+ S2 HFSr

54



TN31 Tpr2 LAOC+ S2 LLA

TN32 Tpr2 LAOC+ S2 LLAr

Tabla 4.6. Esquemas para nivel de tratamiento terciario con remoción de

patógenos (TN)

CODIGO ESQUEMA


TP1 Tpr2 S1A FIA

TP2 Tpr2 TS FA LM

TP3 Tpr2 TS FA LMr

TP4 Tpr2 S1 FP+ S2 LM

TP5 Tpr2 S1 FP+ S2 LMr

TP6 Tpr2 S1A HFL LM

TP7 Tpr2 S1A HFLr LMr

TP8 Tpr2 S1A HFS LM

TP9 Tpr2 S1A HFSr LMr

TP10 Tpr2 LAi LM

TP11 Tpr2 LAir LMr

TP12 Tpr2 S1A LF LM

TP13 Tpr2 S1A LFr LMr

TP14 Tpr2 LAOC+ S2 LM

TP15 Tpr2 LAOC+ S2 LMr

TP16 Tpr2 UASB HFL

TP17 Tpr2 UASB HFLr

TP18 Tpr1 LA HFS HFL

TP19 Tpr1 Lap HFSr LM

55



TP20 Tpr1 LA LF LMr

TP21 Tpr1 Lap LFr LM

TP22 Tpr1 TS HFL LMr

TP23 Tpr1 TS HFLr LM

TP24 Tpr1 LF (2enserie) LMr

TP25 Tpr1 LF (2enserie) LM

TP26 Tpr1 LA FIA

TP27 Tpr1 Lap FIA

TP28 Tpr1 TS FIA

Tabla 4.7. Esquemas para sistemas de tratamiento y disposición en el terreno

(DT)

CODIGO

ESQUEMA


DT1 Tpr2 S1A SISAR

DT2 Tpr1 Lar SISAR

DT3 Tpr1 TS SISAR

DT4 Tpr2 LFr IR

DT5 Tpr2 LFr IL

DT6 Tpr2 LFr FS

56



Tabla 4.8. Esquemas para sistemas de tratamiento y manejo de lodos (L)

CODIGO ESQUEMA

LODOSCRUDOS

L1 EG+DA+ LS

L2 EG+DA+ LSc

L3 EG+DAn+ LS

L4 EG+DAn+ LSc

L5 EG+ EA+ LS

L6 EG+ EA+ LSc

LODOSESTABILIZADOS

L7 LS

L8 LSc

L9 Lar

Con base en lo anterior y siguiendo los esquemas expuestos se seleccionará

la alternativa de tratamiento que mejor se ajuste a las condiciones del

municipio de Tesalia (Huila).

Según las características económicas, sociales y culturales, además del nivel

de escolaridad de la comunidad, la tecnología SELTAR ubica al municipio

dentro de la categoría cinco (C7), por tanto, se entiende que en general

presenta las siguientes características: en este tipo de cabecera municipal, se

alcanzan hasta 11 años de educación formal, se pueden encontrar personas

con estudios universitarios, además de técnicos en mecánica, electricidad, y

construcción certificados o empíricos, los cuales son reconocidos por su

trabajo. Además, existen personas mayores de 18 años con conocimientos en

fontanería para ser operadores de plantas de tratamiento.

Con respecto al servicio de recolección y disposición final de basuras, éste se

presta en el área urbana con un cubrimiento del 94%.

57



Además, en el municipio se cuenta con el servicio de Energía Eléctrica con un

cubrimiento en el sector urbano del 98%, además, se cuenta con

alumbrado público. Por otra parte, se presta servicio de telefonía por Telecom

para el área urbana municipal.

Teniendo en cuenta las condiciones antes mencionadas, el esquema de

tratamiento más apropiado y recomendado por la metodología para el nivel

secundario requerido y seleccionado es el S11 (Ver Tabla 5. Esquemas para

nivel de tratamiento secundario (S)), el cual propone como tren de

tratamiento los siguientes sistemas:

Preliminar

Tpr2: Tratamiento preliminar de Rejilla Gruesa + Rejilla Fina

+ Desarenador.

Primario

S1C: Sedimentador Primario Convencional.

Secundario

UASB (Reactor anaerobio de flujo ascendente y manto de lodos)+ FP (Filtro

Percolador)+ S2 (Sedimentador Secundario).

Para este esquema de tratamiento se proponen unas variaciones en el tren de

tratamiento, eliminando el sedimentador primario convencional (SPC), esto

permite simplificar la operación de la PTAR y aumentar la carga organica

volumétrica en el reactor UASB, de igual manera se reemplaza el filtro percolador

por un filtro anaerobio (FA) de flujo ascendente, dado que el filtro percolador,

requiere bombeo, lo cual implica mayores gastos energéticos y por ende un alza

en los costos de operación y mantenimiento.

58



El esquema de tratamiento seleccionado (S11) incluye operaciones y procesos

unitarios clasificados dentro de las tecnologías de tratamiento convencionales y

unidades complementarias.

Es importante mencionar, que el agua residual tratada obtenida después del

tratamiento secundario, puede rehusarse para recuperación de suelos, riego de

bosques y forrajes, previo análisis microbiológico, además, los lodos digeridos

provenientes de la PTAR también podrán utilizarse en dichas actividades luego

de un ensayo de lodos CRETIB.

Como las tecnologías de tratamiento de las aguas residuales domésticas generan

lodos con características homogéneas con alta carga biodegradable, se propone

para el manejo de los lodos el esquema L8 (LSc: Lechos de secado con cubierta).

(Esquemas para sistemas de tratamiento y manejo de lodos (L)).

Dado que esta tecnología es apta sólo para lodos estabilizados, y este tipo de

lodo es obtenido con el esquema de nivel de tratamiento secundario

seleccionado, puede ser empleado como abono en la agricultura, siempre y

cuando se realice periódicamente (cada 6 meses) un ensayo de lodos CRETIB.

A continuación, se describirán los factores y características relevantes de cada

una de las tecnologías que componen el esquema de tratamiento seleccionado

como sistema de depuración de las aguas residuales domésticas para el


59



5 CARACTERIZACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS SELECCIONADAS

A continuación, se describirán los factores y características relevantes de cada

una de las tecnologías que componen el esquema de tratamiento seleccionado

como sistema de depuración de las aguas residuales domésticas para el


5.1 TRATAMIENTO PRELIMINAR (REJILLA + DESARENADOR EN

PARALELO)

El proceso de cribado consiste en rejillas dispuestas convencionalmente de modo

que permitan la retención y remoción de material extraño presente en las aguas

residuales que pueda interferir en el proceso de tratamiento. Estas estructuras

funcionan en paralelo para facilitar su operación y mantenimiento.

En las rejillas se pueden encontrar los siguientes tipos en función del modo de

limpieza:

• Limpiadas manualmente

• Limpiadas mecánicamente

• En forma de canasta

Para los fines de este proyecto se recomiendan las rejillas de limpieza manual,

con canastas de recepción y escurrimiento del material retenido en éstas, tal como

se puede apreciar en los planos anexos.

Las rejillas deben colocarse aguas arriba de las estaciones de bombeo o de

cualquier dispositivo de tratamiento que sea susceptible de obstruirse por el

material grueso que trae el agua residual sin tratar. El canal de aproximación a la

rejilla debe ser diseñado para prevenir la acumulación de arena u otro material

pesado aguas arriba de ésta. Además, debe tener preferiblemente una dirección

60



perpendicular a las barras de la rejilla. El sitio en que se encuentre la rejilla debe

tener fácil acceso, iluminación y ventilación adecuada (MAVDT, 1998).

Los desarenadores son estructuras diseñadas fundamentalmente para retener y

eliminar del agua residual las arenas y material inorgánico que no fue retenido

por el sistema de cribado, ya que cómo se expuesto anteriormente, estos

materiales pueden ocasionar incrustaciones y abrasión en tuberías y

equipos, así como dificultades en los proceso de tratamiento biológicos.

NOTA: Las condiciones de diseño y construcción de los sistemas de rejillas y

desarenador, fueron diseñados y calculados acorde a las exigencias

del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico

RAS 2000.

5.2 REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE UASB

La Digestión de Lodos es un proceso anaerobio donde el agua residual a ser

tratada es introducida en el fondo del reactor a través de tuberías perforadas que

generan una mezcla completa del agua residual cruda con los lodos en digestión

que se encuentran en el fondo del reactor propiciando mejores condiciones

debiodegradabilidad de la materia orgánica, luego el agua fluye hacia arriba a

través del manto de lodos constituido por partículas biológicas (bacterias

anaerobias), las cuales realizan el proceso de depuración del agua residual. Los

gases producidos bajo condiciones anaerobias (principalmente metano y gas

carbónico) ascienden a la parte superior del reactor. Las partículas que

ascienden son decantadas en la zona de sedimentación. Este es un tratamiento

ampliamente empleado en los países tropicales, debido a las condiciones de

temperatura apropiada.

La sencillez teórica del sistema y sus bajos costos de operación y mantenimiento

hacen de este un sistema muy atractivo para aplicar en municipios de menos

de

61



30000 habitantes. Cabe anotar que este sistema permite eficiencias de remoción

mayores al 80% para DQO y SST y superiores al 75% para DBO5).

Existen dos tipos de reactores UASB, según el tipo de biomasa. El primer tipo de

reactor se denomina de lodo granular. Como su nombre lo indica genera un lodo

granular que por sus buenas características de sedimentación y actividad

metanogénica permite altas cargas orgánicas especificas, el segundo se

denomina de lodo floculento, que soporta cargas menores tanto orgánicas como

hidráulicas, que es el aplicado en el municipio de Tesalia.

Para el tratamiento de aguas residuales municipales deben utili zarse tiempos

de retención de cuatro a seis horas, que normalmente pueden generar una

remoción hasta del 80% en la DBO5 (RAS 2000), Dependiendo de la

temperatura.

En cuanto a la operación y mantenimiento, debe llevarse una adecuada rutina

que contemple los siguientes aspectos, como evitar que la alcalinidad descienda

agregando especies alcalinas para evitar el colapso por acidificación, el

valor mínimo recomendable del pH es 6.5, para lo cual se recomienda hacer

medidas diarias. Se recomienda no sobrepasar el 75% de la actividad

metanogénica máxima de lodos durante la operación, por lo que se debe hacer

en la medición periódica de producción de metano. Debe hacerse un

mantenimiento periódico a todas las estructuras y equipos para la recolección y

manejo de los gases generados para asegurar que se minimicen los porcentajes

de impactos a la comunidad por olores desagradables.

Se recomienda evacuar lodos cuando el lecho se haya expandido hasta en punto

tal que se haya deteriorado la eficiencia de remoción de l os sólidos

suspendidos porque los lodos son arrastrados con el efluente.

Este tratamiento es importante puesto que genera tres subproductos

valiosos como son: un abono orgánico estabilizado seco, biogás y agua tratada

rica en nutrientes.

62



Como ventajas y desventajas se puede decir que una de sus mayores fortalezas

son sus reducidos costos de inversión y sobre todo sus bajos costos de

operación. Sin mencionar su compacidad, ya requiere de pequeñas extensiones

de terreno para ser construido, se necesitan de 50 a 100 m2 de terreno para

1000 habitantes. Igualmente se destaca la ausencia de equipos

electromecánicos, con excepción de un eventual bombeo inicial de lodos

digeridos, dependiendo de la topografía del terreno.

Sus limitantes radican en su bajo nivel de remoción de DQO y DBO

comparado con un sistema de lodos activados y la necesidad de un diseño que

tenga en cuenta en control de olores.

5.3 FILTROS ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE (FAFA)

Un filtro Anaerobio de Flujo Ascendente es un reactor (tanque hecho

generalmente de concreto o PRFV), en cuyo interior se dispone de un medio de

soporte (lecho) constituido por materiales tales como piedras, cerámicas,

espumas, materiales plásticos, cáscara de coco, bambú, entre otros, en

cuya superficie e intersticios se fijan las bacterias, las cuales están contenidas

en el lodo que se inocula en el reactor. Este lecho es un lecho fijo lo cual

significa que las bacterias no se mueven libremente, sino que están adheridas a

un soporte inerte, donde la remoción de carga orgánica depende del área de

contacto del lecho, de la velocidad del flujo a través de éste y de la porosidad.

El flujo en un filtro anaerobio puede ser ascendente o descendente, el

régimen hidráulico es flujo pistón, aunque factores físicos, pueden causar

cortocircuitos y desviación del flujo pistón ideal.

Una de las ventajas de estos sistemas es que los filtros biológicos en buenas

condiciones de funcionamiento presentan eficiencias elevadas en la remoción de

materia orgánica y no exigen unidades de decantación complementaria, ya que la

presencia de sólidos en el afluente es baja. La altura de estos sistemas puede

63



variar entre los 2 y los 13 metros. El desarrollo normal de todo proceso biológico,

striba en el suministro de condiciones ambientales adecuadas que favorezcan el

crecimiento y actividad de los organismos participantes. Si se provee un medio

ambiental adecuadamente controlado se puede asegurar una estabilización

efectiva del residuo, mediante control de la tasa de crecimiento de los

microorganismos. Se debe tener en cuenta el control de los siguientes

requerimientos ambientales importantes como: Temperatura, pH, Tipo de

Sustrato, nutrientes, presencia de compuestos tóxicos, entre otros.

Entre las ventajas y desventajas se encuentra que es un sistema de fácil

operación y mantenimiento, requiere menor área en comparación con sistemas

aerobios, presenta bajos consumos de energía, baja producción de lodo, no

requiere digestor de lodo (se logra la estabilización de la materia orgánica en el

reactor). Como desventajas encontramos que las remociones orgánicas no

son tan altas como en el caso de los lodos activados, se pueden generar malos

olores, el sistema es muy sensible a cambios operativos, los nutrientes no son

removidos sin tratamiento posterior, económicamente no es recomendable para

aguas residuales con temperaturas por debajo de 15 oC. y la remoción de

patógenos es despreciable.

Para el caso de Tesalia, se implementarán 2 módulos de filtros anaerobios en

concreto, lo cuales recibirán el efluente de los módulos de sedimentación.

5.4 TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE LODOS L8 (LECHOS DE SECADO

CON CUBIERTA)

Constituyen uno de los métodos más antiguos para reducir el contenido de

humedad de los lodos en forma natural, siendo usados desde hace más de 100

años. En los lechos de secado el lodo se deshidrata por los efectos del drenaje y

evaporación. La remoción del agua es un proceso de dos etapas. Inicialmente el

agua es drenada de la arena y removida mediante tubería, proceso que tarda

unos pocos días y continúa hasta que la arena se colmata o hasta que la

64



totalidad del agua drena. Posteriormente, se forma un sobrenadante que es

removido por decantación. Los tipos de lechos de secado varían entre,

convencionales de arena, pavimentados, de medio artificial y por vacío.

Los lechos de secado son estructuras con paredes laterales que contienen capas

de arena y grava y están dotados con tubería de drenaje. Los lodos son secados

por efecto de la percolación del líquido hacia las tuberías a través de la masa de

lodo y arena y por efecto de la evaporación por acción del sol y el viento.

Correctamente operados son menos sensibles a la concentración de sólidos en el

lodo y pueden generar un producto más seco que la mayoría de los dispositivos

de deshidratación mecánica.

El tiempo requerido para el proceso depende principalmente de las

características del lodo (contendido de sólidos y humedad), el área disponible

para el secado, el contenido de humedad en el producto final y las

condiciones climáticas. Este tiempo no puede ser determinado con certeza y

depende de la habilidad desarrollada por el operador para identificar el momento

en el cual el lodo deberá ser retirado.

Se recomienda que los lechos estén cubiertos para así evitar que las

precipitaciones aumenten el contenido de humedad del lodo y por ende su

secado sea más lento o nunca se presente.

En cuanto a la operación y mantenimiento es un proceso sencillo, en el cual la

deshidratación del lodo se lleva a cabo de forma natural, el personal de operación

no requiere un nivel de preparación elevado. En todo caso, deben ser planeadas

actividades diarias de limpieza, y periódicas de control del lodo efluente, chequeo

de la humedad de los lodos a aplicar, control de las dosificaciones, limpieza de

la superficie del lecho de los lodos previamente descargados, chequeo de la

profundidad de la arena y su nivelado en superficie, aplicación de alumbre a

la torta de lodo, aplicación de hipoclorito de calcio, análisis de laboratorio,

65



entre otras.

En cuanto a los aspectos ambientales más importantes en los lechos de

secado, se puede decir que estos proporcionan como subproducto ambiental el

biosólido, el cual es un lodo de textura gruesa, agrietada y de color negro o

marrón oscuro, el cual puede ser utilizado en la recuperación de suelos

degradados o en actividades agrícolas previo análisis CRETIB de estos lodos.

Con respecto a los olores, se puede decir que siempre y cuando el lodo a

descargar en los lechos haya pasado por un buen proceso de digestión, no tiene

porque presentarse malos olores, sin embargo, si llegaran a presentarse, éstos

pueden ser controlados agregando hipoclorito de calcio, al momento de la

descarga de los lodos al lecho.

Entre las ventajas, ya algunas se han mencionado, pero entre las más relevantes

se encuentra que los costos de iniciación son bajos, escaso mantenimiento, cero

consumo de energía eléctrica, bajo consumo de productos químicos, baja

sensibilidad a las características del lodo, entre otras.

Para el caso de Tesalia, se conducirán los Lodos Digeridos del Reactor tipo

UASB a una cámara de bombeo, al igual que los lodos provenientes de

los Filtros Anaerobios FAFA, debido a que las condiciones del terreno no

permiten el manejo de éste por gravedad.

66



6 ESQUEMA DEFINITIVO PROPUESTO PARA EL TRATAMIENTO

DE LAS AGUAS RESIDUALES DEL MUNICIPIO DE TESALIA

(HUILA)

Es importante mencionar que la metodología SELTAR permitió identificar la

tecnología de tratamiento para las aguas residuales que mejor se ajusta a las

condiciones económicas, sociales, culturales y geográficas del municipio de

Tesalia, así como a las características del agua residual a tratar. Sin embargo, es

de relevancia aclarar que el esquema definitivo que se tiene propuesto para el

municipio de Tesalia tiene algunas variaciones, las cuales fueron propuestas y

avaladas por el Consultor responsable del diseño del proyecto, especialmente en

cuanto al número de unidades, las cuales dependen del caudal a tratar.

Por tanto, el tren de tratamiento propuesto contempla las siguientes operaciones y

procesos:

Preliminar Canal de entrada, dos rejas y dos desarenadores; que funcionan en paralelo y un

sistema de aforo por medio de una canaleta parshall. Además, dos vertederos de

excesos, que cumplen la función de evacuar los excedentes de caudal, que

usualmente se presentan en épocas de lluvia al aumentar el caudal transportado

por el sistema de alcantarillado, teniendo en cuenta que éste es combinado. (Ver

plano Nº 5).

Secundario

Se propone un (1) digestor anaerobio tipo UASB de dos compartimentos con

sistema de control de olores y quemado de gas más dos (2) FAFA (Filtros

Anaerobios de Flujo Ascendente) (verplanosNos. 7 al 13).

67



Tratamiento y disposición de lodos

Para el tratamiento de los lodos se propone la construcción de cuatro (4)

unidades de lechos de secado con cubierta. (Ver plano Nº14).

Tabla 6.1. Características Generales de la PTAR del municipio de Tesalia

CARACTERISTICA DESCRIPCIÓN

TIPODEPTAR

TRATAMIENTO PRELIMINAR

Rejilla gruesa + Desarenador + Canaleta Parshall.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

(1) Unidad UASB

+

(2) Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente (FAFA).

+

(1) Sedimentador secundario

+

TRATAMIENTO DE LODOS

(4) Lechos de Secado con Cubierta

CAUDALDEDISEÑO (QMS) 16,91 l/s

PERIODODEDISEÑO 25Años

EFICIENCIA ESPERADA DELA

PTAR

DBO5 >=80%

SST >=80%

68



7 DISEÑOS DE DETALLE

7.1 PARÁMETROS GENERALES DE DISEÑO

Poblaciónaño 2035: = 7250habitantes

Dotación neta: = 125 l/hab-día

Coeficiente de retorno: = 0.80

Factor de mayoración para QMS: = 1.30

Factor de mayoración para QMH (Harman): = 1.30

Caudal de conexiones erradas (0.05 l/s-Ha): = 6 L/s

Caudal máximo semanal: = 16.91 L/s

Caudal máximo horario = 31.94 L/s

Aporte per cápita de materia orgánica y SST: = 50 gr/Hab-día.

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) = 248 mg/l

Sólidos suspendidos totales (SST) = 248 mg/l

7.2 CRITERIOS DE DISEÑO

En términos de confiabilidad del tratamiento, se tuvieron en cuenta los siguientes

criterios

1. Utilización de procesos sanitarios ampliamente conocidos en el medio

colombiano que podrán ser operados y mantenidos adecuadamente con

tecnología y recurso humano fácilmente adquiribles.

2. Sencillez en su operación, utilizando al máximo elementos de control

hidráulico de tipo manual.

3. En lo posible, diseño de procesos dobles con el fin de evitar que en un

momento dado se interrumpa el funcionamiento de la planta debido al daño o

falla de algún componente de la misma.

69



4. Minimizar el uso de energía eléctrica para la operación de los procesos y así

evitar que en un momento dado una interrupción del servicio de energía

eléctrica provoque una interrupción en el funcionamiento de la planta.

En términos de protección del sistema de tratamiento se incluyen los siguientes

elementos:

1. Desarenadores para reducir depósitos de arenas hacia las lagunas.

2. Duplicación de desarenador para permitir el paso cuando una unidad esté

fuera de servicio por mantenimiento.

3. Posibilidad de disposición de arenas en el sector bajo del predio.

En términos del dimensionamiento de procesos, se consideró lo siguiente:

1. Utilización de procedimientos de diseño tradicionales ajustados en lo posible a

la norma RAS-2000 y cuya confiabilidad ha sido comprobada por medio de

una considerable cantidad de diseños construidos que operan eficientemente.

2. Dado el gran volumen de la laguna respecto a los caudales de aguas

residuales municipales, estas cuentan con una gran capacidad para

amortiguar los picos de caudal que se puedan presentar, por tal motivo, se

permitirá el ingreso de los caudales pico de aguas residuales (Máximos

horarios) y eventualmente los máximos del sistema de bombeo. De todas

maneras, el diseño de las lagunas se realizará utilizando el caudal máximo

semanal.

En los capítulos posteriores, se desarrolla el procedimiento de diseño de cada uno

de los procesos con su consecuente resultado y se indica en cada caso los planos

relacionados.

70



7.3 DISEÑOS HIDRÁULICOS

7.3.1 Diseño del tratamiento preliminar

Rejilla de Cribado fino

Se instalará una rejilla construida en platinas de acero de 3/8” * 1 ½”(10 mm x 40

mm) con separaciones de 10 mm, a una inclinación de 45 grados para limpieza

manual.

Ancho de la rejilla = ancho del canal = 0.90 m.

Longitud de la rejilla =

º = 1.41 m

Número de platinas:

90 cm = 1 1 1.0

n = 41 platinas.

Y por consiguiente 40 espacios.

La velocidad en la rejilla se puede hallar por medio de la siguiente expresión:

Dónde:

= Velocidad en la rejilla (m/s)

= caudal de diseño (m3/s)

b = Ancho del canal de acceso (m)

n = número de platinas

e = Separación entre platinas (m)

h = Profundidad de la lámina de agua en el canal (m)

71



f = 2 (mayoración al considerar que la rejilla se encuentra un

50% sucia).

0.03194 ⁄

0.90 41 ∗ 0.01 0.187∗ 2 0.70 ⁄

La norma RAS-2000 recomienda velocidades de paso en la rejilla entre 0.60 y 1.2 m/s.

La pérdida de carga de acuerdo con la fórmula de Kirschmer es la siguiente:

⁄

2

Dónde:

V = Velocidad en la rejilla

V = 0.63 m/s

= 0.041 m

K = 2.42 para barras rectangulares de caras rectas.

A = 45 grados Angulo con la horizontal.

(e) = 9.525 mm espesor de la platina en dirección del flujo.

(s) = 10 mm separación entre platinas.

Reemplazando se obtiene:

2.429.52510

45 0.041 2.73

Entonces la altura de lámina de agua, aguas arriba con condiciones de caudal máximo y con la rejilla sucia en un 50% corresponde a 0.206 m.

Longitud del canal previo a la rejilla:

El largo del canal previo a la rejilla de cribado está dado por la siguiente ecuación.

72



Donde

L = Largo del canal, m

V = Velocidad en el canal en m/s

T = Tiempo de detención en el canal, usualmente 3 seg.

V = Caudal máximo / área del canal hasta el nivel máximo de agua

V = 0.03194 ⁄ / 0.90 / 0.206

V = 0.17 /

L = 0.17 ⁄ 3

L = 0.51 , longitud mínima del canal.

Desarenadores

Se prevé la construcción de dos desarenadores en paralelo cada uno de sección

rectangular con capacidad para remover partículas de arena con densidad de 2,65

y diámetro promedio de 0.02 m, en este caso en particular, se tiene un caudal

máximo de 31.94 l/s, motivo por el cual se verifica la operación del desarenador

para este caudal, para el QMS y un mínimo estimado en 40% del QMS. Se debe

tener en cuenta que la velocidad en el desarenador se encuentra regulada por la

canaleta Parshall ubicada a su salida; a continuación se relaciona la geometría y

altura de lámina de agua para los tres caudales antes mencionados:

CUADRO 7.1 DISEÑO DEL DESARENADOR (GEOMETRÍA Y ALTURA DE LÁMINA DE AGUA)

CAUDAL (L/s) ANCHO DE CANAL (m)

ANCHO DE CANAL (m)

ALTO (m)

V (m/s)

Mínimo 4,23 5.20 0,70 0,028 0,216

Máximo semanal (QMS) 16,91 5.20 0,70 0,109 0,221

Máximo Horario (QMH) 31,94 5.20 0,70 0,178 0,256


73



En los tres casos la velocidad es superior a 0.20 m/s que corresponde a la mínima

recomendable por la Norma RAS-2000.

De acuerdo a la norma RAS-2000 se tiene que:

Carga Superficial entre 700 y 1600 m3/m2.día

Tiempo de retención entre 20 segundos y 3 minutos

Asumiendo una longitud del desarenador de 5.20 m tenemos:

Carga MáximaSuperficial = . í

. .

= 759 / . í ; Cumple Norma RAS-2000

Tiempo de retención = .

. ⁄

= 20.3 ; Cumple Norma RAS-2000

Considerando una profundidad para los lodos de 0.30 m y una altura de 1.0m, la sección

del desarenador será de 0.70 x 1.30 x 5.20 m.

La cantidad de material retenido suponiendo los datos de Marais (1971) es:

75

1000

14.39 86.4 75

100093.24 í ⁄ 0.093 í⁄

74



Entonces la periodicidad en la limpieza debe ser de:

ú

0.70 5.2 0.30

0.093

11.74 í

La limpieza del desarenador se debe realizar cada 12 días mínimo al final del

período de diseño para el caudal medio diario.

Dispositivo para el control de la velocidad

El control de la velocidad para caudales se hace con una canaleta Parshall con un

ancho de garganta de 6” (apta para caudales entre 1.41 y 110.43 l/s) localizada

aguas abajo de los desarenadores antes de entrar al tratamiento primario; la

calibración de la canaleta se rige con la siguiente ecuación:

Q = 0.381 * Ha1.58

Siendo Ha = lectura de mira en metros.

En el plano “05 hidráulico tratameitno preliminar” se presentan las dimensiones,

detalles constructivos y demás indicaciones del tratamiento preliminar.

En el cuadro a continuación se presenta la tabla para el aforo de caudales de la

canaleta Parshall en mención.

75



CUADRO NO. 7.2. TABLA PARA EL AFORO DE CAUDALES EN LA CANALETA

PARSHALL DE 6”

Lectura (cm)

Caudal (l/s)

Lectura (cm)

Caudal (l/s)

Lectura (cm)

Caudal (l/s)

5,00 3,35 12,75 14,71 20,50 31,15 5,25 3,62 13,00 15,17 20,75 31,76 5,50 3,90 13,25 15,63 21,00 32,36 5,75 4,18 13,50 16,10 21,25 32,97 6,00 4,47 13,75 16,57 21,50 33,59 6,25 4,77 14,00 17,05 21,75 34,21 6,50 5,07 14,25 17,54 22,00 34,83 6,75 5,39 14,50 18,03 22,25 35,46 7,00 5,70 14,75 18,52 22,50 36,09 7,25 6,03 15,00 19,02 22,75 36,72 7,50 6,36 15,25 19,52 23,00 37,36 7,75 6,70 15,50 20,03 23,25 38,01 8,00 7,04 15,75 20,54 23,50 38,66 8,25 7,39 16,00 21,06 23,75 39,31 8,50 7,75 16,25 21,58 24,00 39,96 8,75 8,12 16,50 22,11 24,25 40,62 9,00 8,48 16,75 22,64 24,50 41,29 9,25 8,86 17,00 23,18 24,75 41,95 9,50 9,24 17,25 23,72 25,00 42,63 9,75 9,63 17,50 24,26 25,25 43,30 10,00 10,02 17,75 24,81 25,50 43,98 10,25 10,42 18,00 25,37 25,75 44,66 10,50 10,82 18,25 25,93 26,00 45,35 10,75 11,23 18,50 26,49 26,25 46,04 11,00 11,65 18,75 27,06 26,50 46,74 11,25 12,07 19,00 27,63 26,75 47,43 11,50 12,50 19,25 28,20 27,00 48,14 11,75 12,93 19,50 28,79 27,25 48,84 12,00 13,37 19,75 29,37 27,50 49,55 12,25 13,81 20,00 29,96 27,75 50,27 12,50 14,26 20,25 30,55 28,00 50,98

76



7.3.2 DISEÑO REACTORES UASB

a) Tecnología Anaerobia:

La digestión anaeróbica es la degradación de material orgánico a través de

bacterias granulares en la ausencia de oxígeno para producir lodo, dióxido de

carbono y gas metano. El procesoocurre en 4 etapasbásicas:

1) Hidrólisis: compuestos orgánicos insolubles son hidrolizados por enzimas

excretadas por las bacterias ácidas.

2) Formación de ácidos (acidogénesis): Los compuestos hidrolizados son

convertidos en ácidos orgánicos tales como ácido láctico, ácido butírico, ácido

propiónico y ácido acético a través de bacterias ácido-formadoras.

3) Acetogénesis: Los compuestos orgánicos de la etapa anterior son convertidos

en ácido acético, hidrógeno y dióxido de carbono.

4) Metanogénesis: Las bacterias metano-formadoras convierten los productos de

la etapa anterior en metano.

A principios de los años 1.970, el Dr. Lettinga y colaboradores en la University for

Agriculture en Wageningen, Holanda, demostraron la habilidad de la bacteria

anaeróbica, bajo determinadas condiciones, de presentarse en la forma granular.

El lodo anaeróbico granular cuando se forma bajo altas condiciones de carga

hidráulica muestra buenas condiciones de decantación (IVL menor de 10 ml/g) y

alta actividad bioquímica. Estas características resultaron en el desarrollo del

Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente con Manto de Lodo UASB.

Durante el proceso de ascensión de las aguas, las bacterias anaerobias digieren el

material orgánico presente en el desecho y generan una mezcla de metano y

dióxido de carbono (biogás). Una pequeña porción de la materia orgánica es

77



utilizada para un crecimiento de nuevas células que formarán gránulos con una

habilidad de decantación muy buena. El material orgánico es convertido por las

bacterias en biogás (80% de metano y 20% de dióxido de carbono

aproximadamente) en la forma de pequeñas burbujas que ascienden por el reactor.

El biogás es removido por la primera zona de separadores de tres fases en el

medio del reactor. Una zona superior a este primer separador, permite la

decantación de cualquier partícula de lodo arrastrada desde el Manto, mientras el

efluente clarificado sale por vertederos en el tope.

Vale la pena recalcar en el hecho que el sistema UASB es estable por dos razones

principales: una, la separación trifásica (gas-líquido-sólidos) efectuada en dos

escalones y otra, el cuidadoso detalle de diseño para cuidar que las velocidades se

mantengan dentro de parámetros que no impidan al lodo bajar nuevamente hacia la

zona de contacto yquegarantiza buena mezcla del reactor, logrando una buena

homogeneización del contenido del licor y buen contacto entre la biomasa y el

líquido residual.

El gas recolectado en la zona de separación, es conducido por una tubería

diseñada hacia un hydroregulador y una antorcha.

Por otra parte el flujo de agua tratada es conducido, mediante vertederos por

rebose hacia la siguiente unidad de tratamiento. El lodo sobrante producido en el

reactor puede ser utilizado para la Puesta en Marcha de otros reactores, o como

mejorador de suelos después de su deshidratación.

El control de un sistema de tratamiento anaerobio requiere el seguimiento de los

flujos hidráulicos, temperatura, pH y caudal de gas. Los datos son procesados por

el supervisor de la planta. Los datos son también registrados en bitácora para

proveer informes y proyecciones de tendencia por la optimización del

funcionamiento del sistema.

78



b) Parámetros de diseño del UASB

Los sistemas UASB son diseñados individualmente para ajustar las características

específicas del efluente correspondiente, pero están normalmente basados en los

siguientes parámetros de diseño.

La digestión anaerobia está particularmente acondicionada para tratar los efluentes

con altas concentraciones de DBO y DQO, pero, para evitarse daños al lodo, el

agua de dilución o el efluente tratado y reciclado es normalmente utilizado para

limitar la concentración máxima de DQO que entra en el reactor UASB.

La tecnología UASB es relativamente insensible a altas concentraciones de SST en

el afluente. Por el bajo flujo ascendente dentro del reactor (hasta 1 m/h) los sólidos

pasan el reactor sin riesgo de acumularse adentro e interferirse con la biomasa.

La tasa de carga volumétrica (TCV) está definida como los Kg de DQO que pueden

ser tratados en un metro cúbico del reactor UASB en 24 horas. Esta tasa varía con

la biodegradabilidad de los efluentes que están siendo tratados en el rango de 1 a 4

Kg DQO/m³-día y con 3 Kg DQO/m³-día siendo el promedio nominal. La TCV define

el tamaño del reactor y está basada en pruebas de tratabilidad y sobre todo en la

literatura reconocida y en las normativas sobre plantas de tratamiento de efluentes

con características similares.

La producción del lodo anaeróbico en un sistema anaeróbico es función de los Kg

de DQO removidos en el reactor UASB, estando normalmente en el rango del 1-3%

de este valor en base seca.

El lodo anaeróbico ocupa básicamente la mitad inferior del reactor UASB. La

consistencia del lodo es de 8 -10% aproximadamente en base seca.

La óptima temperatura por la actividad del lodo anaeróbico es 30 a 37 ºC. La

actividad biológica puede existir encima de 38 ºC en el rango termofílico, pero, la

naturaleza del lodo varía y las tasas de reacción son inciertas.

La operación bajo 30 ºC ha sido probada ser satisfactoria hasta 20 ºC. En nuestro

caso, donde las temperaturas promedio están por encimade los 20ºC y teniendo en

79



cuenta que se reportan temperaturas muy superiores en diversas horas del día y en

diversos días del año, está perfectamente justificado el empleo de esta tecnología.

La DBO es la fracción más biodegradable de la DQO de un efluente. Su reducción

porcentual en un sistema UASB será similar al valor de la DQO. Los valores de

reducción de la DQO del 80 - 90% son comunes; sin embargo esto se ve afectado

con la temperatura del agua residual y el sustrato. Para el presente caso se

determinó una eficiencia en remoción de DBO5alrededor del 70% y en DQO total

mínimo del 60%.

El UASB se consideró por presentar las siguientes ventajas:

Generación de gas combustible

Pequeñaáreaocupada

Ausencia de olor y sonidos dado

Baja cantidad de lodo excedente generado

Buena estabilidad de proceso

Arranquerápidounavezinoculado

En el siguiente cuadro se presentan los parámetros para el diseño y los

dimensionamientos obtenidos en el diseño de la estructura UASB en el municipio

de Tesalia.

CUADRO No. 7.3. PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA UASB

PARÁMETRO UNIDADES RANGO

DEL VALOR

VALORES

Q diseño m3/h 60.87

Q diseño L/s 16.91

80



PARÁMETRO UNIDADES RANGO

DEL VALOR

VALORES

Tiempo de retención h 4 a 8 8.28

Volumen m3 504

Altura total m 6

Profundidadneta m 5.60

Área de la sección m2 84.00

Ancho 6.00

Longitud m 15.00

Longitudajustada m 15.00

Área de contacto m2 90.00

Área de contactoajustada m2 90.00

Volumen real m3x 504.00

Velocidadascensional m/h 0.60

Velocidadascensionalajustada m/h 0.68

Velocidad de paso por garganta m/h 0.5 a 1.0 0.6

Tasa de desbordamiento superficial

área de sedimentación m3/m2/h 0.5 a 1.0 0.6

Cargaorgánicavolumétrica k DBO/m3día 1 a 4 0.72


81



FIGURA 7.1ESTRUCTURA UASB- TESALIA


El diseño del UASB se basó en cargas hidráulicas fundamentalmente por el tipo de

agua a tratar: residuales domésticos. Se utilizaron dos unidades internas en

paralelo para la flexibilidad de la operación, cada una de estas unidades contará

con tres campanas extractoras de gás.

Biogás y lodo anaeróbico excedente

La materia orgánica es convertida por las bacterias anaeróbicas en biogás y

pequeña cantidad de lodo excedente.

De la cantidad total de DQO afluente al reactor 70% - 75% es convertido en biogás

(CH4 y CO2), el 1% - 2% en lodo anaeróbico y el 15% - 25% pertenece al efluente.

Para la unidad diseñada son estimadas las siguientes cantidades de Biogás y

Lodos Residuales:

4 0.35 ∗ 1 1.22 ∗ ∗ ∗273

2732

Donde:

2 Bioingeniería de aguas residuales – Álvaro Orozco Jaramillo. Acodal 2005.

82



VCH4 = Volumen de metano producido día.

Y = coeficiente de producción, g SSV/gDQO = 0.21

dS/dt = Tasa de metabolización del sustrato g/m3 día = (So-S)/td

V = Volumen del reactor

t = Temperatura en ºC.

0.35 = L de CH4 producido por g DQO removido

Entonces:

4 0.35 ∗ 1 1.22 ∗ 0.21 ∗ 0.8 ∗ 1.5 ∗248

8.2824

∗ 504 3 ∗273

273 23

4 104385 104 3/

CUADRO No. 7.4. ESTIMACIÓN DE CANTIDADES DE BIOGAS Y LODOS

RESIDUALES

PARÁMETRO VALOR UNIDAD

Volumen de Biogás 130 m³/d

Volumen de Metano (80%) 104 m³/d

Lodo Anaeróbico 4,5 Kg ST/día

Volumen de lodoanaeróbico 0,23 m3/día

Fuente: La consultoría

83



NOTA: El biogás, debido a la escasa cantidad será quemado en una antorcha. El

lodo excedente opcionalmente podría ser almacenado en un tanque con volumen

de seguridad para suplir eventuales problemas operacionales de la planta, o ser

vendido como inoculante para nuevas unidades de biodigestión anaeróbica. Todo

depende de la cantidad y calidad que se genere

Lodo secundario excedente

Se entiende como Lodo Secundario Excedente, todos los Sólidos que lleguen al

Sistema de Tratamiento. Dichos Sólidos pasarán por las unidades de tratamiento y

serán recolectados en el Sedimentador Secundario. También integran los

volúmenes de lodos excedentes los que se produzcan en exceso dentro del reactor

y que deben ser retirados periódicamente para mantener el sistema sin

sobrepoblación de sólidos.

Sistema de recolección

El sistema de recolección del efluente tratado en el reactor UASB consta de

pasamuros de 8” ubicados en la parte superior de los costados del reactor que a su

vez están unidos por medio de una tubería en PVC de 8” en cada uno de sus

costados, ambas tuberías se llega a una tubería que de manera única conduce las

aguas parcialmente tratadas hacia el tanque de bombeo a filtros percoladores.

DBO removida:

Se espera una remoción de DBO de 70%, es decir que la DBO removida en el

reactor UASB será de:

Carga de DBO removida = 0.248 Kg/m3*1460.9 m3/día *0.70 = 254 Kg/día

Y la concentración de DBO5 en el efluente corresponderá a 74.4 mg/l.

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7.3.3 FILTRO ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE (FAFA)

El efluente del UASB pasa a través de una tubería de 6” de diámetro hacia el fondo

del filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) cuyo dimensionamiento se presenta

a continuación:

El volumen útil del filtro anaerobio es:

Vf = 1.60 ( Nc. C. T )

Donde:

Nc = Numero de habitantes servidos

C = Dotación

T = Tiempo de detención hidráulica

A partir de la tabla E.4.29 de la Norma RAS-2000 tenemos un tiempo de detención

hidráulico de 5.25 Horas, y de acuerdo con lo definido en el numeral 3.4 tenemos

una población servida de 7250 habitantes y una dotación de 125 l/hab-día,

adicionalmente se consideran dos unidades trbajando en paralelo.

Vf = (1.60 (7250 x 125 /1000 x 5.25/24 ) )/2 unidades= 158,6 m3por unidad

Considerando un filtro de forma circular y una profundidad total de medio biológico

de contacto de 2.00 m, se obtiene un diámetro de 10.07 m que se puede aproximar

a 10.10 m, las demás medidas son constructivas y se realizaron siguiendo las

recomendaciones dadas en la norma RAS-2000 y las buenas prácticas de

ingeniería.

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Eficiencia de remoción:

La eficiencia de remoción esperada corresponde a:

E = 100 ( 1 – k/Tm )

k = Coeficiente característico del sustrato en digestión.

t = Tiempo de detención hidráulica = 5.25 horas.

m = Coeficiente que relaciona las características del medio de contacto.

El valor de k se obtiene de la tabla E.4.29 del RAS y corresponde a 1.2, el valor de

m corresponde a 0.665 (Ver tabla E.7.6 RAS-2000).

Entonces:

E =100 ( 1 – 1.2/5.25 0.665 )= 60.16 %

Es decir que la DBO removida en el reactor UASB será de:

Carga de DBO removida = 0.0744 Kg/m3*1460.9 m3/día *0.6016 = 65.39 Kg/día

Y la concentración de DBO5 en el efluente corresponderá a 29.64 mg/l.

Con lo anterior tenemos que la eficiencia total de remoción de DBO en la PTAR

corresponderá a:

% 248 29.64

248100 88%

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7.3.4 DISEÑO SEDIMENTADORES SECUNDARIOS

Las aguas que han sido tratadas en el Filtro Anaerobio presentan en su composición una cantidad de sólidos suspendidos que fundamentalmente provienen del desprendimiento de la masa biológica que cubre los medios de anclajes, parte e llaes arrastrada por la fuerza hidráulica cuando muere o cuando el espesor del biofilme alcanza valores que superan las fuerzas de adherencia generadas en el cultivo.

Para separar estos sólidos se ha diseñado un sedimentador secundario en concreto reforzado, a continuación enunciamos las principales características de los sedimentadores.

CUADRO 7.5 DIMENSIONES Y CARACTERÍSTICAS DEL SEDIMENTADOR DISEÑADO

Nº CARACTERÍSTICA DETALLES

1 Material Concreto reforzado

2 Forma Circular con vertedero de salida tipo canal en

concreto

3 Dimensiones Diámetro de 10.10m

4 Profundidad 3.00 (Útil)

6 Vertedero Tipo diente de sierra en acero galvanizado y bafle

para separar los sobrenadantes

7 Extracción de lodos Tubería de extracción a lechos de secado

8 Tds Tasa de desbordamiento superficial

TDS= 18.2 m3/m2*día


a) Cálculos del Sedimentador:

Parámetros para el diseño: (bajo condición de instalación de módulos de

sedimentación acelerada)

Criterio hidráulico:

Tasa de desbordamiento Superficial: Entre 16 y 24 m3/m2*día

Caudal de diseño: 16.91 L/s (1461 m3/d)

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Criterio hidráulico:

146118

81.16 2

Se escoge sedimentador circular:

Diámetro = 10.10 m

Para un área de 80.12 m2

7.4 ESTUDIO DE SUELOS

Se realizó el estudio de suelos tendiente a establecer las características del

subsuelo en diferentes puntos de la planta, particularmente donde se ubicarán las

principales estructuras sanitarias, con el objeto de obtener las propiedades físico-

mecánicas, perfiles estratigráficos y capacidad portante del mismo, datos

requeridos para el adecuado cálculo estructural de las obras, además de dar las

recomendaciones del caso sobre el tipo de fundación adecuado y de ser el caso,

definir las obras requeridas con el fin de asegurar la estabilidad del suelo durante la

construcción y uso de las obras. El estudio se presenta en el Anexo

correspondiente.

7.5 DISEÑO ESTRUCTURAL

Se ha realizado un análisis de cada una de las estructuras hidráulicas que

componen la planta de acuerdo con la Norma NSR-10; cuyo resultado se encuentra

en el Anexo correspondiente.

7.6 DISEÑO ELÉCTRICO

Se ha realizado un diseño eléctrico de la PTAR de acuerdo con las normas

vigentes; cuyo resultado se encuentra en el Anexo correspondiente.

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7.7 PLANOS

En los Anexos se presentan los planos relacionados en el Cuadro 7.6:

CUADRO 7.6 RELACIÓN DE PLANOS

No. No. PLANO CONTENIDO

01 LOCALIZACIÓN GENERAL Localización general de la PTAR respecto al municipio

02 COLECTOR Y PLANTA EXISTENTE

Colector final y PTAR existente

03 COLECTOR PROPUESTO Nuevo colector propuesto

04 LOCALIZACIÓN PTAR Planta general de la PTAR

05 CORTES GENERALES Perfiles generales de las estructuras

06 PERFIL HIDRÁULICO Perfil hidráulico de la PTAR

07 HIDRÁULICO TRATAMIENTO

PRELIMINAR Planta general, cortes y detalles del tratamiento preliminar

08 ESTRUCTURAL TRATAMIENTO

PRELIMINAR Refuerzo estructural del tratamiento preliminar

09 HIDRÁULICO UASB Reactor UASB, planta, cortes y detalles

10 HIDRÁULICO UASB TUBERÍAS

ENTRADA Tuberías de ingreso y distribución al Reactor UASB

11 HIDRÁULICO UASB TUBERÍAS

SALIDA Tuberías de recolección al Reactor UASB

12 ESTRUCTURAL UASB Refuerzo estructural del reactor UASB

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No. No. PLANO CONTENIDO

12 HIDRÁULICO FAFA Reactor FAFA, planta, cortes y detalles

13 ESTRUCTURAL FAFA Refuerzo estructural delReactor FAFA

14 HIDRÁULICO SEDIMENTADOR Sedimentador secundario, vistas, cortes y detalles

15 ESTRUCTURALSEDIMENTADOR Refuerzo estructural delSedimentador secundario

16 HIDRÁULICO E.B. DE LODOS Estación de bombeo de lodos, vistas, cortes y detalles

17 ESTRUCTURAL E.B. DE LODOS Refuerzo estructural de la estación de bombeo de lodos

18 LECHOS DE SECADO Lechos de secado de lodos, vistas, cortes y detalles

19 CERRAMIENTO Cerramiento perimetral de la PTAR, vistas y detalles.

21 ANTORCHA Detalle mecánico de la antorcha para el quemado de gases.

22 ESTRUCTURA DE SALIDA Detalles de la estructura de salida y aforo del efluente

23 DETALLES ALCANTARILLADO Detalles de pozos y estructura de

descarga al río


informe - estudio ptar

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