MOMENTO INDIVIDUAL

TRATAMIENTO DE AGUAS PARA ABASTECIMIENTO:

TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE PARA ABASTECIMIENTO DE LA

CIUDAD DE BOGOTÁ

MANEJO INTEGRADO DEL AGUA

ANA MARIA MURILLO AGUIRRE

UNIVERSIDAD DE MANIZALES

MAESTRIA VIRTUAL DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE

MAYO 2015

1. INTRODUCCIÓN

El presente documento presenta una caracterización de los tipos de

tratamiento que se llevan a cabo para la potabilización de agua para

abastecimiento humano.

El objetivo propuesto referente a la problemática de calidad y oferta de agua

para abastecimiento fue el de analizar el panorama actual relacionado con

la calidad y oferta del agua para abastecimiento humano en Colombia y los

efectos de la inadecuada gestión para el abastecimiento del recurso hídrico

en el ámbito social, económico, cultural y ecológico.

Esta falta de acceso al agua potable provoca grandes problemas de salubridad

en los grupos más vulnerables, sobre todo los residentes en áreas rurales, en

la periferia urbana y dentro de los miembros de los pueblos indígenas, trayendo

como consecuencias la persistente mortalidad y el incremento de la morbilidad

por causa de las enfermedades infecciosas de origen hídrico entre la población

infantil en la mayoría de los municipios del país, constituyéndose en uno de los

costos más elevados de la degradación ambiental en Colombia. Esta falta de

acceso al agua potable, motiva al ser humano a acudir a medios de

potabilización para poder satisfacer sus necesidades de agua potable. Para

esto se utilizan las Plantas de Tratamiento de Agua Potable (PTAPS).

Mediante el análisis de los sistemas de tratamiento de agua para

abastecimiento, permitirán verificar el cumplimiento del de mejorar la calidad

del agua de abastecimiento y por ende la calidad de vida de la población.

2. OBJETIVOS

Caracterizar los tipos de tratamiento que se llevan a cabo para la

potabilización de agua para abastecimiento humano.

Analizar el panorama actual relacionado con la calidad y oferta del

agua para abastecimiento humano en Colombia y los efectos de la

inadecuada gestión para el abastecimiento del recurso hídrico en el

ámbito social, económico, cultural y ecológico.

Identificar qué tipo de tratamiento de agua se realiza para

abastecimiento de agua potable en la ciudad de Bogotá, teniendo en

cuanta la fuente de abastecimiento y los criterios de calidad establecidos

en la normatividad.

.

3. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN

Problemática de agua para abastecimiento

El suministro de agua potable es un problema que ha ocupado al hombre

desde la antigüedad. De acuerdo con datos suministrados por el Banco

Mundial, el 45% de la población mundial carece de un acceso directo a los

servicios de agua potable. El suministro de agua para consumo humano debe

garantizarse tanto en cantidad como en calidad, de acuerdo con las

necesidades de cada población. Teniendo en cuenta el contexto anterior,

dentro de los objetivos del milenio se propone: “Reducir a la mitad, para 2015,

la proporción de personas sin acceso sostenible al agua potable y a servicios

básicos de saneamiento”.

De acuerdo a lo reportado por CEPAL (2007), los recursos de agua dulce de

que dispone la tierra representan apenas el 3% del volumen total, del cual una

parte importante es utilizada en las actividades humanas. Los acuíferos

almacenan hasta el 98% del agua dulce accesible, Proveen el 50% del agua

para consumo humano directo, 40% de las demandas industriales y 20% del

agua para la agricultura.

Los ecosistemas de agua dulce se ven diariamente amenazados tanto en su

calidad como en su cantidad, muchas veces de forma irreversible, debido a

diferentes factores asociados al crecimiento demográfico y a las actividades

humanas, entre las que se encuentran el desarrollo de infraestructura (presas,

canales, diques, desvíos, etc.), el exceso de explotación de recursos

pesqueros, la introducción de especies exóticas, la descarga de contaminantes

y la transformación de tierras (deforestación, agricultura, crecimiento urbano).

Según el “Diagnostico de la calidad del agua para consumo humano”,

publicado en el 2006 por la Defensoría del pueblo, de un total de 955

municipios analizados en este estudio, solo 82 municipios que representan tan

solo el 8,6 del total estudiado, cumplen col el decreto 475 de 1998, con el cual

se estipulan los parámetros de agua para consumo humano.

Esta falta de acceso al agua potable, motiva al ser humano a acudir a medios

de potabilización para poder satisfacer sus necesidades de agua potable. Para

esto se utilizan las Plantas de Tratamiento de Agua Potable (PTAPS).

La demanda de agua crece al doble del crecimiento poblacional. En Colombia

las privaciones al acceso a servicios básicos como agua potable y saneamiento

(APSB) es uno de los rasgos más visibles de la pobreza y constituyen unas de

las expresiones más evidentes de la exclusión social de que habla la CEPAL

(2007).

Esta situación provoca grandes problemas de salubridad en los grupos más

vulnerables, sobre todo los residentes en áreas rurales, en la periferia urbana y

dentro de los miembros de los pueblos indígenas.

La consecuencia más grave es la persistente mortalidad y el incremento de la

morbilidad por causa de las enfermedades infecciosas de origen hídrico entre

la población infantil en la mayoría de los municipios del país, constituyéndose

en uno de los costos más elevados de la degradación ambiental en Colombia.

En la actualidad la oferta del recurso hídrico para el abastecimiento de agua

potable, está condicionada a la cantidad (medido en términos de caudal) y a la

calidad de la fuente (asociada a la presencia de materiales contaminantes).

Según el Libro Blanco del Agua en España (Ministerio de Ambiente y Medio

Rural y Marino –MIMAM Gobierno de España, 2000), la calidad natural de las

aguas es una variable descriptora fundamental del medio hídrico, tanto desde

el punto de vista de su caracterización ambiental, como desde la perspectiva

de la planificación y gestión hidrológica, ya que delimita la aptitud del agua para

mantener los ecosistemas y atender las diferentes demandas.

Calidad de agua para abastecimiento

La calidad de los recursos hídricos se entiende como el conjunto de

características físicas, químicas y biológicas que definen el agua en su estado

natural, pero para establecer los parámetros que permiten clasificar el agua

según su calidad es necesario especificar el uso predominante que se le dará.

Para el caso del agua para consumo humano, de acuerdo a lo presentado por

la OMS (2006) en las Guías para la calidad del agua potable, la calidad del

agua de consumo se puede controlar mediante una combinación de medidas:

protección de las fuentes de agua, de control de las operaciones de

tratamiento, y de gestión de la distribución y la manipulación del agua. Como

primera medida se deben establecer requisitos para asegurar la calidad de

agua para consumo, relacionadas con metas de protección de la salud, las

cuales se constituyen en un componente fundamental del marco para la

seguridad del agua de consumo.

Estos estándares deben ser establecidos por autoridades de alto nivel

responsable de la salud, teniendo en cuenta la situación general de la salud

pública y la contribución de la calidad del agua de consumo a la transmisión de

enfermedades debidas a microorganismos y sustancias químicas presentes en

el agua, como parte de la política general sanitaria e hidrológica. También

deben tener en cuenta la importancia de garantizar el acceso al agua, sobre

todo de quienes carecen de suministro. Para el caso de Colombia desde 1984,

con la emisión del decreto 1594 se estipulan los criterios de calidad que deben

alcanzar las fuentes de agua para posibilitar los diferentes usos; en él se

indican los criterios de calidad como guías para ser utilizadas para el

ordenamiento, asignación de usos al recurso y determinación de las

características del agua para cada uso ya sea consumo humano y doméstico,

preservación de flora y fauna, agrícola, pecuario, recreativo, industrial y

transporte; la Resolución 1096 de 2000 (RAS), contiene lineamientos para

definir los niveles de tratamiento del agua para “consumo humano”, en función

de la calidad de la fuente, que va desde aceptable a muy deficiente, de acuerdo

con su grado de contaminación. El nivel de tratamiento requerido va desde

desinfección más estabilización, hasta tratamientos específicos para agua de

muy mala calidad.

De igual manera, el RAS indica que las corrientes hídricas superficiales están

sometidas a contaminación, por lo cual sólo pueden considerarse como fuente

de agua “potable”, una vez se tomen medidas para la protección de la calidad

del agua, como la vigilancia de la cuenca, aislamiento de las rondas hídricas e

instalación de plantas de tratamiento de agua. En el caso en que la fuente de

agua corresponda a recursos hídricos subterráneos, el reglamento indica los

tratamientos que deben realizarse para la remoción de hierro y manganeso.

Este reglamento establece que el agua para consumo humano debe cumplir los

requisitos de calidad microbiológica, organoléptica y fisicoquímica exigidos en

el Decreto 475 de 1998, el cual fue modificado por el Decreto 1575 de 2007 y

sus resoluciones reglamentarias 2115 de 2007, 0811 de 2008 y donde se

señalan las normas que el agua suministrada para consumo doméstico por las

Empresas de Servicio Público (ESP), debe cumplir con los requisitos

independientemente de las características que tenga el agua de la fuente

hídrica y se establecen IRCA donde se asignará el puntaje de riesgo a cada

característica física, química y microbiológica, por no cumplimiento de los

valores aceptables.

El control de la calidad microbiológica y química del agua de consumo requiere

el desarrollo de planes de gestión cuya aplicación constituya la base para la

protección del sistema y el control de los procesos con el fin de garantizar que

las concentraciones de agentes patógenos y sustancias químicas existentes

ocasionen riesgos para la salud pública insignificantes y que el agua sea

aceptable para los consumidores, Así en el Decreto 1575 de 2007, la norma

vigente sobre calidad de agua para consumo humano, incluye la elaboración de

un mapa de riesgo como el “instrumento que permite definir las acciones de

vigilancia y control del riesgo asociado a las condiciones de calidad de las

cuencas abastecedoras de los sistemas de suministro de agua para consumo

humano” .

Procesos de potabilización de agua para abastecimiento

La potabilización del agua consiste en la eliminación de compuestos volátiles

seguida de la precipitación de impurezas con floculantes, filtración y

desinfección. La complejidad y el costo del tratamiento se incrementan al

mismo tiempo que la calidad del agua del rio se deteriora.

Los objetivos del tratamiento para mejorar la calidad del agua de

abastecimiento son de los siguientes tipos:

Higiénico: remover bacterias y elementos venenosos o nocivos, así

como resolver la mineralización excesiva y las concentraciones elevadas

de compuestos orgánicos, protozoarios y otros microorganismos.

Estético: corregir el color, la turbidez, el olor y el sabor

Económico: reducir la corrosividad, la dureza, el color, la turbidez;

reducir las concentraciones de hierro y manganeso; resolver problemas

de olor y sabor.

Los procesos de tratamiento consisten en:

• Aeración: La aeración es el proceso de tratamiento mediante el cual se

incrementa el área de contacto del agua con el aire para facilitar el intercambio

de gases y sustancias volátiles. La aireación se realiza por tres razones:

remoción de gases disueltos, introducción del oxígeno del aire en el agua y

remoción de sustancias causantes de sabores y olores.

• Coagulación: La coagulación tiene como finalidad anular las cargas

eléctricas de las partículas y transformar las impurezas que se encuentran en

suspensiones finas o en estado coloidal y algunas que están disueltas en

partículas que puedan ser removidas por la decantación (sedimentación) y la

filtración.

• Floculación: Proceso en el que los aglomerados gelatinosos producto de la

coagulación se agrupan y producen los flóculos

• Decantación o sedimentación: La decantación es el proceso mediante el

cual se promueve el depósito del material en suspensión por acción de la

gravedad. Por lo general, las aguas en movimiento arrastran partículas

granulares y materia floculenta que, por su carácter liviano, se mantienen en

suspensión. La remoción de materiales en suspensión se obtiene al reducir la

velocidad del agua, hasta lograr que las partículas en suspensión se depositen

en determinado tiempo de retención. Este proceso se produce en los

decantadores.

• Filtración: La filtración del agua consiste en hacerla pasar por sustancias

porosas que puedan retener o remover algunas de sus impurezas. Por lo

general, se utiliza como medio poroso la arena soportada por capas de piedras,

debajo de las cuales existe un sistema de drenaje. Con el paso del agua a

través de un lecho de arena se produce la remoción de materiales en

suspensión y sustancias coloidales, la reducción de las bacterias presentes, la

alteración de las características del agua, inclusive de sus características

químicas.

• Desinfección: La desinfección del agua en las plantas de tratamiento de

agua se realiza con cloro y, por ello, el término desinfección comúnmente se

substituye por cloración. La desinfección es una medida que se debe adoptar

en todos los sistemas de abastecimiento, bien con carácter correctivo, bien

preventivo. Esto se debe a que toda agua pura o purificada en una estación de

tratamiento puede tener un largo recorrido hasta el momento en que es

consumida. Del mismo modo, los reservorios pueden ocasionar su

contaminación. La cloración se puede realizar con cloro líquido, cal clorada, e

hipocloritos.

• Control del sabor y olor: Con frecuencia se asocia el olor con el gusto del

agua. Ambas características se pueden derivar de las mismas impurezas. El

sabor constituye una asociación de las dos sensaciones y en ella predomina el

olor, por ser más perceptible. Por ello, el agua que recibe el consumidor debe

tener buen sabor y olor. El tratamiento más eficaz es el preventivo. Entre los

métodos preventivos podemos mencionar el tratamiento del agua cruda con

sulfato de cobre, cloro, carbón activado y el lavado de los decantadores.

• Cloración: Hay una tendencia general a adoptar el término cloración como

sinónimo de desinfección. Esto se debe a que, normalmente, en los

abastecimientos de agua se realiza la desinfección con cloro. Sin embargo, en

las fuentes se puede emplear el cloro como alguicida, solo o con sulfato de

cobre; también se puede emplear en la precloración como oxidante del hierro y

del manganeso natural del agua; como oxidante del amonio y como auxiliar de

la coagulación en el sulfato ferroso. Entonces, sería mejor definir la cloración

como la aplicación de cloro en el agua.

Tratamiento de agua para abastecimiento en Bogotá

En el caso particular en la ciudad de Bogotá se tienen tres plantas principales

para el tratamiento del agua potable y estas son: Tibitóc, Wiesner y El Dorado,

las cuales tienen en conjunto la cobertura del 100% de los barrios legales de la

ciudad.

Estas plantas funcionan con el tren de tratamiento convencional, de forma que

el agua pasa por todos los procesos de tratamiento, resultando en un agua

apta para el consumo Humano, de acuerdo al esquema presentado en la figura

1.

Figura 1. Sistema de tratamiento de agua en planta El Dorado.

Fuente: Acueducto de Bogotá

El Acueducto de Bogotá realiza la gestión integral del recurso hídrico, la cual

inicia desde la captación de las fuentes de agua superficial utilizadas en los

diferentes sistemas de abastecimiento, pasando luego, por los sistemas

matrices de acueducto y de distribución, para garantizar el suministro de agua

en las viviendas, industrias e instituciones existentes en el entorno urbano de la

capital, para ser posteriormente recogida después de ser utilizada y ser

transportada hasta la planta de tratamiento de aguas residuales PTAR Salitre

para su posterior vertimiento al Río Bogotá.

Para el caso particular de este documento se describirá los procesos de

tratamiento que se ejecutan en la Planta El Dorado. Esta Planta pertenece a la

Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB), está ubicada en la

vía que conduce de Bogotá a Villavicencio en la localidad de Usme.

La PTAP trata agua proveniente de tres fuentes naturales que incluye los

embalses de La Regadera y Chisacá y la laguna de Los Tunjos o Chisacá.

Después de la captación en la diferentes fuentes, el agua se conduce a la

cámara de entrada donde las condiciones hidráulicas cambian, disminuyendo

presión de ingreso, de allí pasa al sistema de cascada, sitio donde se genera la

reaireación de agua, que la ayuda a la saturación de oxígeno, generando la

precipitación de algunos metales pesados disueltos en el agua, además de

oxidar el hierro presente en el agua para eliminarlo. Después el agua es

conducida desde la cascada al punto de mezcla rápida, que es una canaleta

Parshall donde se genera un resalto hidráulico, el cual es aprovechado para la

mezcla rápida del coagulante (Sulfato de Aluminio). Este proceso de mezcla

rápida se hace con el objeto de que el coagulante se mezcle de forma efectiva

con el agua. Al salir de la canaleta Pashall, el agua es conducida hacia los

floculadores por dos canales, en este recorrido se completa el proceso de

mezcla rápida generando microflocs. El agua es conducida a los floculadores

donde se produce La floculación - la formación de flóculos de mayor tamaño a

partir de flóculos más pequeños - típicamente se logra por medio del agitado

leve y constante del agua para estimular a las partículas y pequeños flóculos

para que “choquen” entre sí, se adhieran, y formen un flóculo de mayor

tamaño. Cuando los flóculos son lo suficientemente grandes y pesados para

sedimentarse, el agua se traslada a estanques calmos de sedimentación o

decantación. En este proceso de sedimentación se utilizan varios tanques en

paralelo, en los cuales el agua se deja en reposo, para que los flocs formados

se decanten, esto ocurre por el aumento de peso y la densidad de los mismos

causados por la adición del coagulante. Cuando la mayoría de los sólidos se ha

sedimentado, típicamente ocurre alguna forma de filtración ya sea por medio de

arena o de membranas, generando como resultado un agua clarificada, casi

lista para el consumo humano. En la Planta el Dorado la filtración es de tipo

convencional, para la cual el agua ha pasado por un tren de tratamiento

convencional antes de pasar a los filtros y se realiza mediante tanques de

filtración en línea con lecho filtrante de antracita. Hasta este punto del proceso

se ha removido el 90% de los sólidos suspendidos, con el proceso de filtración

el agua resultante tiene solo el 0,5 % de solidos suspendidos, lo que genera u

efluente a la salida de este proceso con un alto nivel de calidad.

La desinfección es el siguiente paso. En este proceso se remueven o inactivan

microorganismos patógenos por medio de la adición de sustancias químicas.

En el caso particular se usa cloro como agente de desinfección más efectivo,

económico y que además genera un residual que mantiene la desinfección a

lo largo del sistema de distribución.

Después de la desinfección, se agregan diversos productos químicos para

ajustar el pH, para prevenir la corrosión del sistema de distribución, o para

prevenir la caries dental.

Calidad de agua que suministrada en la Planta El Dorado

El agua que suministra la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá a

9 millones de habitantes de las áreas urbanas de Bogotá y municipios vecinos

es potable, apta para el consumo humano. Según la Superintendencia de

Servicios Públicos en el 2013, La Empresa de Acueducto y Alcantarillado de

Bogotá tiene un sistema de monitoreo de calidad de agua que supera

ampliamente los mínimos exigidos por la ley, en el que diariamente que

supervisa la calidad del agua en las plantas de potabilización y en la red de

distribución de toda la ciudad. Cada día se toman más de 50 muestras, 36%

más de las exigidas por la norma, lo que permite garantizar su calidad.

 En el 2013, la autoridad sanitaria encargada por la ley de velar por la calidad

de agua suministrada por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá,

es decir la Secretaría Distrital de Salud, certificó plenamente la calidad de agua

suministrada a la ciudad durante el año 2012.

De acuerdo a la fórmula establecida en la resolución 2115 de 2012 la Empresa

de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá calculo el IRCA para cada una de las

muestras que corresponden a los diferentes puntos de muestreo de la ciudad,

determinando la potabilidad y calidad del agua en la ciudad, obteniendo una

calificación de 0 %, sin nivel de riesgo, certificando que el agua apta para el

consumo humano.

4. CONCLUSIONES

La falta de acceso al agua potable provoca grandes problemas de

salubridad en los grupos más vulnerables, sobre todo los residentes en

áreas rurales, en la periferia urbana y dentro de los miembros de los

pueblos indígenas con consecuencias graves en la mortalidad y el

incremento de la morbilidad por causa de las enfermedades infecciosas

de origen hídrico entre la población infantil en la mayoría de los

municipios del país, constituyéndose en uno de los costos más elevados

de la degradación ambiental.

En la actualidad la oferta del recurso hídrico para el abastecimiento de

agua potable, está condicionada a la cantidad (medido en términos de

caudal) y a la calidad de la fuente asociada a la presencia de materiales

contaminantes.

La calidad de los recursos hídricos se entiende como el conjunto de

características físicas, químicas y biológicas que definen el agua en su

estado natural, pero para establecer los parámetros que permiten

clasificar el agua según su calidad es necesario especificar el uso

predominante que se le dará. Para el caso del agua para consumo

humano, se establecen requisitos para asegurar la calidad de agua para

consumo, relacionadas con metas de protección de la salud. La calidad

del agua de consumo se puede controlar mediante una combinación de

medidas: protección de las fuentes de agua, de control de las

operaciones de tratamiento, y de gestión de la distribución y la

manipulación del agua.

La potabilización del agua consiste en la eliminación de compuestos

volátiles seguida de la precipitación de impurezas con floculantes,

filtración y desinfección. La complejidad y el costo del tratamiento se

incrementan al mismo tiempo que la calidad del agua del rio se

deteriora.

El Acueducto de Bogotá realiza la gestión integral del recurso hídrico, la

cual inicia desde la captación de las fuentes de agua superficial

utilizadas en los diferentes sistemas de abastecimiento, pasando luego,

por los sistemas matrices de acueducto y de distribución, para garantizar

el suministro de agua en las viviendas, industrias e instituciones

existentes en el entorno urbano de la capital .El abastecimiento de agua

de La Planta El Dorado se da de los embalses de La Regadera y

Chisacá y la laguna de Los Tunjos o Chisacá. Para cumplir con el

objetivo de mejorar la calidad de agua destinada para el consumo

humano en la planta se realiza un tratamiento de tipo convencional

consistente en coagulación, floculación, sedimentación, filtración y

desinfección. De acuerdo al cálculo el IRCA se determinó que el agua

proveniente de la Planta El Dorado se obtuvo una calificación de 0 %,

sin nivel de riesgo, certificando que el agua es apta para el consumo

humano.

5. BIBLIOGRAFÍA.

Arboleda Valencia Jorge. Teoría y práctica de la purificación del

agua.Tercera edición. Mc Graw Hill

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Matiz Correa Leonardo. Optimizaciòn del proceso de floculación en la

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http://hercules.cedex.es/Informes/Planificacion/2000-

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