propuesta de diseño preliminar de un sistema de

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

2015

Propuesta de diseño preliminar de un sistema de potabilización Propuesta de diseño preliminar de un sistema de potabilización

de agua para consumo humano en la vereda el Cocuy municipio de agua para consumo humano en la vereda el Cocuy municipio

de Villavicencio, departamento del Meta de Villavicencio, departamento del Meta

Luisa María Pedraza Roa Universidad de La Salle, Bogotá

Natalia Carolina Peñuela Aranda Universidad de La Salle, Bogotá

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PROPUESTA DE DISEÑO PRELIMINAR DE UN SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO EN LA VEREDA EL COCUY MUNICIPIO

DE VILLAVICENCIO, DEPARTAMENTO DEL META

LUISA MARÍA PEDRAZA ROA

NATALIA CAROLINA PEÑUELA ARANDA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C

2015

PROPUESTA DE DISEÑO PRELIMINAR DE UN SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO EN LA VEREDA EL COCUY MUNICIPIO

DE VILLAVICENCIO, DEPARTAMENTO DEL META

LUISA MARÍA PEDRAZA ROA

NATALIA CAROLINA PEÑUELA ARANDA

Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario

Director

JULIO CÉSAR RAMÍREZ RODRÍGUEZ

Ingeniero Químico – Universidad Nacional de Colombia

MSc. en Ingeniería Ambiental- Universidad Nacional de Colombia

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C

2015

NOTA DE ACEPTACIÓN

_________________________

_________________________

_________________________

_________________________

_________________________

_________________________

Firma Jurado 1

_________________________

Firma Jurado 2

_________________________

Firma Director

AGRADECIMIENTOS

Queremos agradecer a la Universidad de La Salle, a la Facultad de ingeniería, especialmente al programa de Ambiental y Sanitaria, a sus profesores y directivos por su colaboración y apoyo en la elaboración de este trabajo.

Al docente Julio César Ramírez, quien nos apoyó, acompañó y guio durante este proceso de forma incondicional.

A los jurados quienes se interesaron y nos asesoraron para hacer de este un trabajo exitoso.

A la población de la Vereda el Cocuy, quienes contribuyeron con la información y colaboración para el desarrollo y éxito de este trabajo.

Y a todas aquellas personas que fueron partícipes en el desarrollo de este trabajo y que contribuyeron a que todo esto fuera posible.

Quiero dedicar este trabajo a Dios por ser mi guía y regalarme el entendimiento y

la sabiduría para culminar esta etapa de mi vida.

A mis padres, por brindarme la oportunidad de estudiar, su apoyo incondicional;

por su fe, esperanza, estimulo constante y comprensión; por estar allí en todos los

momentos, por sus palabras y consejos; infinitas Gracias.

A mi compañera de trabajo Natalia agradecerle todo su esfuerzo, dedicación y

compromiso con este proyecto.

A mis familiares y amigos en especial a Camilo Sarmiento por su ayuda

incondicional.

Por ultimo a mi novio por su apoyo y compañía incondicional en cada etapa de mi

carrera y en este trabajo; también a mi mascota Zoe por alegrar y acompañar los

días de trabajo.

Gracias a todos.

Luisa María Pedraza Roa

Dedico este trabajo a Dios, por brindarme la sabiduría para afrontar todas las

adversidades, a mi familia por su apoyo y especialmente a mis padres quienes me

brindaron la oportunidad de estudiar gracias a su sacrificio y esfuerzo.

A todas las personas que para bien o mal estuvieron conmigo, me ayudaron a

convertirme en lo que ahora soy, gracias a ustedes he logrado llegar hasta aquí.

En último lugar a mi mascota Freud, que me enseñó el amor más puro e inocente

de mi vida.

Gracias.

Natalia Carolina Peñuela Aranda

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ............................................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 2

DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA ........................................................................... 4

1. OBJETIVOS ...................................................................................................... 5

1.1 Objetivo general .......................................................................................... 5

1.2 Objetivos específicos .................................................................................. 5

2. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................... 6

2.1 Marco teórico .............................................................................................. 6

2.2 Marco Legal .............................................................................................. 12

3. METODOLOGÍA .............................................................................................. 13

4. DESARROLLO DEL PROYECTO ................................................................... 14

4.1 Fase I: Recopilación de información ......................................................... 14

4.2 Fase II: Diagnóstico de la situación actual ................................................ 14

4.2.1 Diagnóstico técnico ............................................................................ 14

4.2.1.1 Ubicación ..................................................................................... 14

4.2.1.2 Geografía y suelos ....................................................................... 16

4.2.1.3 Uso de suelos .............................................................................. 18

4.2.1.4 Geomorfología ............................................................................. 19

4.2.1.5 Componente climático ................................................................. 19

Precipitación ............................................................................................. 20

Temperatura ............................................................................................. 21

Humedad Relativa .................................................................................... 22

4.2.1.6 Características Hidrológicas ........................................................ 23

4.2.1.7 Componente Biótico .................................................................... 24

Vegetación ................................................................................................ 24

Fauna........................................................................................................ 25

4.2.2 Diagnóstico social .............................................................................. 27

4.2.2.1 Área de influencia ........................................................................ 27

Directa ...................................................................................................... 27

Indirecta .................................................................................................... 27

4.2.2.2 Educación .................................................................................... 28

4.2.2.3 Economía..................................................................................... 28

4.2.2.4 Religión ........................................................................................ 28

4.2.2.5 Salud ........................................................................................... 28

4.2.2.6 Infraestructura .............................................................................. 29

4.2.2.7 Servicios Públicos ........................................................................ 29

4.2.2.8 Política ......................................................................................... 29

Organización y participación social en la vereda ...................................... 29

4.2.2.9 Resultados fase II ........................................................................ 30

4.2.2.10 Grupos etáreos y distribución porcentual .................................... 42

4.2.3 Diagnostico administrativo ................................................................. 44

4.2.3.1 Antecedentes ............................................................................... 44

4.2.3.2 Manejo actual .............................................................................. 44

4.2.3.3 Ubicación y coordenadas del aljibe y los pozos sépticos ............ 45

4.3 Fase III: Evaluación y selección de operaciones unitarias ........................ 47

4.3.1 Resultados de análisis fisicoquímicos ................................................ 47

4.3.2 Evaluación de calidad de agua .......................................................... 49

4.3.2.1 Evaluación de calidad de agua en época seca ............................ 50

4.3.2.2 Evaluación de calidad de agua en época húmeda ...................... 51

4.3.3 Análisis de resultados ........................................................................ 52

4.3.4 Evaluación de operaciones unitarias. ................................................. 53

4.3.5 Matriz de calificación de alternativas .................................................. 54

4.3.6 Selección de alternativa ..................................................................... 56

4.3.7 Determinación de la demanda de cloro del agua del aljibe ................ 56

4.4 Fase IV: Dimensionamiento y diseño preliminar del sistema de

potabilización ...................................................................................................... 58

4.4.1 Periodo de diseño .............................................................................. 58

4.4.2 Proyección de población .................................................................... 59

4.4.3 Proyección de dotación ...................................................................... 60

4.4.4 Dimensionamiento de unidades ......................................................... 61

4.4.5 Establecimiento de propuesta. ........................................................... 68

4.4.6 Propuesta de diseño preliminar del sistema de potabilización ........... 74

4.4.6.1 Aproximación de costos finales ................................................... 80

5. CONCLUSIONES ............................................................................................ 82

6. RECOMENDACIONES ................................................................................... 83

7. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 84

ANEXO 1 ............................................................................................................... 87

ANEXO 2 ............................................................................................................... 91

ANEXO 3 ............................................................................................................... 93

ANEXO 4 ............................................................................................................... 97

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Criterios de diseño para filtros gruesos de flujo ascendente ...................... 7 Tabla 2. Características de los filtros rápidos y lentos ............................................. 9 Tabla 3. Marco legal aplicable ............................................................................... 12 Tabla 4. Documentos relacionados y utilizados en el proyecto ............................. 14 Tabla 5. Descripción de material del suelo en la zona ........................................... 17 Tabla 6. Descripción estación Vanguardia de Villavicencio ................................... 20 Tabla 7. Datos de precipitación promedio en la estación vanguardia de Villavicencio

........................................................................................................................ 20 Tabla 8.Datos de temperatura promedio en la estación Vanguardia de Villavicencio

........................................................................................................................ 21 Tabla 9. Datos de Humedad relativa promedio en la estación Vanguardia de

Villavicencio .................................................................................................... 22 Tabla 10. Especies de vegetación en la zona de la vereda el Cocuy .................... 24 Tabla 11. Especies de Fauna en el territorio de la vereda el Cocuy ..................... 25 Tabla 12. Distribución etárea de la población en la vereda el Cocuy ..................... 42 Tabla 13. Ubicación del aljibe con respecto al predio ............................................ 44 Tabla 14. Coordenadas de aljibe y pozos sépticos ............................................... 46 Tabla 15. Resultados de análisis fisicoquímicos realizados al agua del aljibe el día

7 de Febrero de 2015 en época seca. ............................................................ 48 Tabla 16. Resultados de análisis fisicoquímicos realizados al agua del aljibe el día

10 de Abril de 2015 en época húmeda ........................................................... 49 Tabla 17 valores de referencia para la calificación de ICA .................................... 50 Tabla 18. Calificación de calidad de agua en época seca ..................................... 50 Tabla 19. Calificación de la calidad de agua en época húmeda ............................ 51 Tabla 20.Porcentaje de diferencia entre resultados arrojados en análisis de época

seca y húmeda ............................................................................................... 52 Tabla 21. Condiciones fisicoquímicas establecidas por el RAS ............................. 54 Tabla 22. Matriz de calificación de alternativas ..................................................... 55 Tabla 23. Número de tanques y diámetros acumulados ........................................ 62 Tabla 24. Valores de población, rata de crecimiento y área superficial para el filtro

grueso ascendente. ........................................................................................ 63 Tabla 25. Valores de población, rata de crecimiento y área superficial para el filtro

lento de arena. ................................................................................................ 65 Tabla 26. Valores de volumen de tanque para desinfección ................................. 66 Tabla 27. Volumen requerido para dosificación ..................................................... 80 Tabla 28. Costo de desinfectante año 2015 .......................................................... 80 Tabla 29. Costo de materiales para el sistema de potabilización .......................... 81

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Variación media mensual multianual de la precipitación, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio .............................................................. 21

Gráfica 2. Variación media mensual multianual de la temperatura, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio .............................................................. 22

Gráfica 3. Variación media mensual multianual de la humedad relativa, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio .............................................................. 23

Gráfica 4. Organigrama Junta acción comunal ...................................................... 29 Gráfica 5. Resultados de la pregunta número 1 de la encuesta. ........................... 31 Gráfica 6.Resultados de la pregunta número 2 de la encuesta. ............................ 32 Gráfica 7.Resultados de la pregunta número 3 de la encuesta ............................. 33 Gráfica 8. Resultados de la pregunta número 5 de la encuesta ............................ 34 Gráfica 9. Resultados de la pregunta número 6 de la encuesta ............................ 35 Gráfica 10. Resultados de la pregunta número 7 de la encuesta .......................... 36 Gráfica 11. Resultados de la pregunta número 8 de la encuesta ......................... 37 Gráfica 12.Resultados de la pregunta número 9 de la encuesta ........................... 38 Gráfica 13. Resultados de la pregunta número 10 de la encuesta ....................... 39 Gráfica 14. Resultados de la pregunta número 11 de la encuesta ....................... 40 Gráfica 15. Resultados de la pregunta número 12 de la encuesta ....................... 41 Gráfica 16. Distribución porcentual de hombres y mujeres en la vereda el Cocuy 42 Gráfica 17. Distribución porcentual por grupos etàreos en la vereda el Cocuy ..... 43 Gráfica 18. Organigrama de administración acueducto veredal ............................ 45 Gráfica 19. Curva de Cloro libre............................................................................. 57 Gráfica 20. Curva de demanda de cloro ................................................................ 58

ÍNDICE DE IMÁGENES

Imagen 1. Curva de Cloro Residual. ...................................................................... 11 Imagen 2. Localización del proyecto, Vereda el Cocuy, municipio de Villavicencio,

departamento del Meta ................................................................................... 15 Imagen 3. Forma longitudinal de la ubicación de la población en la vereda el Cocuy,

escala 1:17.000 .............................................................................................. 16 Imagen 4. Unidades cartográficas del suelo de la zona, escala 1: 10.000 ............ 17 Imagen 5. Usos de suelo en zona rural de Villavicencio, Escala 1:75000 ............. 18 Imagen 6. Hidrología en el sector del proyecto. Escala 1:45.000 .......................... 24 Imagen 7. Áreas de influencia directa e indirecta del proyecto .............................. 28 Imagen 8. Ubicación aljibe y pozos sépticos ......................................................... 46 Imagen 9. Valores de tanques de referencia cónica Colempaques ....................... 62 Imagen 10. Composición filtro grueso ascendente ................................................ 68 Imagen 11. Composición de filtro lento .................................................................. 69 Imagen 12. Tuberías en el fondo del tanque de 2000 L ......................................... 70 Imagen 13.Esquema del Dado de cimentación para tanque elevado .................... 71 Imagen 14. Esquema de Zapata para bases de graderías .................................... 71 Imagen 15. Esquema de la Cimentación para tanque elevado y graderías, vista

superior. .......................................................................................................... 72 Imagen 16. Esquema de la Vista lateral de la cimentación, isometría con vista

superior ........................................................................................................... 73 Imagen 17. Esquema de Corte de la placa ............................................................ 73 Imagen 18. Esquema de Detalle de la placa ......................................................... 74 Imagen 19. Corte frontal del sistema sin tubería.................................................... 75 Imagen 20. Perfil lateral del sistema de potabilización sin tubería ......................... 76 Imagen 21. Perfil lateral de los tanques y la tubería. ............................................. 77 Imagen 22. Perfil frontal del sistema con tubería ................................................... 78 Imagen 23. Diseño preliminar final vista superior .................................................. 79

1

RESUMEN

El acceso al agua potable es un derecho, por lo tanto se debe velar por que la mayoría de las poblaciones cuenten con el preciado líquido para su consumo, en este caso, se propone un diseño preliminar de un sistema de potabilización para suplir la necesidad básica insatisfecha de agua apta para consumo humano en la vereda el Cocuy, ubicada en la zona rural del municipio de Villavicencio, el cual cuenta con un acueducto que abastece a un porcentaje de la vereda con agua proveniente de un pozo sin ningún tipo de tratamiento, la población que no está inscrita al acueducto se abastece de agua mediante aljibes o compra de agua en las tiendas de la vereda.

Se maneja la metodología de estudio de caso, se desarrollan cuatro fases: la primera es la recopilación de información, en la cual se realiza investigación bibliográfica acerca de los documentos principales que se aplican en el proyecto, la segunda fase consiste en el diagnóstico de la situación actual, donde se evalúan aspectos de la vereda a manera técnica y social, además de establecer las condiciones del acueducto a manera de diagnóstico administrativo, la tercera fase se fundamenta en el análisis de las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua del aljibe, generación de índices de calidad de agua (ICA) y revisión de las operaciones unitarias necesarias para el tratamiento de la misma, se realizó una calificación de diversas alternativas para la desinfección a partir de una matriz, para establecer el diseño preliminar del sistema de acueducto partiendo de proyecciones a 25 años de población y demanda de agua.

De acuerdo con la línea base, el suelo en el cual se ubica la vereda favorece la infiltración de agua, adicionalmente, la calidad fisicoquímica del agua del aljibe refleja cumplimiento en la mayoría de los parámetros establecidos por la normatividad; a excepción de los microbiológicos. Según el RAS la fuente es aceptable y es necesaria la aplicación de un sistema de filtros de múltiples etapas (FiME) y desinfección, se evaluaron alternativas para la desinfección siendo el cloro la mejor opción a implementar por su facilidad de manejo y bajo costo, finalmente se encuentran los valores de población proyectada a 25 años de acuerdo al nivel de complejidad del sistema y la demanda de agua generada por esta población resultó ser de 10.856,38 L/día, por lo tanto, se plantea la opción de filtración en múltiples etapas y desinfección; la filtración se distribuye en filtración gruesa ascendente, filtración lenta en arena y por último la desinfección, generando de acuerdo al caudal la necesidad de 16 tanques de 2000 L para la proyección de 25 años, distribuidos de la siguiente manera: 4 para la filtración gruesa ascendente, 6 para la filtración lenta y 6 para desinfección, el costo de materiales necesarios para la implementación será de alrededor de 11 millones de pesos.

2

INTRODUCCIÓN

El agua es uno de los recursos fundamentales e indispensables para el desarrollo de la vida dentro de las poblaciones. Este recurso tiene como fin múltiples usos entre ellos el agrícola, pecuario, industrial, agroindustrial, doméstico y recreativo; tales usos dan lugar al aumento de su consumo, sin embargo cabe resaltar que el crecimiento de la demanda de agua está estrechamente relacionado con el crecimiento poblacional.

El agua es vulnerable a la contaminación que acarrea sus diferentes usos, por tal razón deja de ser útil, pasando a ser de baja calidad y alcanza a ser nociva dependiendo del grado de contaminación a la que se exponga. Por tal razón es de gran importancia la construcción de plantas de tratamiento que garanticen agua potable, dando lugar a que la calidad de vida de la población se vea beneficiada.

Según (Prada Matiz, Velazquez, & Matta Gonzalez, 2009) la mayoría de los cascos urbanos municipales en Colombia tienen problemas en la potabilización de las aguas en sus respectivos acueductos. Los municipios tienen como obligación garantizar el servicio de acueducto y agua potable a las zonas urbanas y rurales. En algunos municipios no se cumple con la potabilidad de agua, además de que no llega el servicio de acueducto a las veredas.

Los habitantes de las zonas rurales se ven en la obligación de captar el agua ya sea superficial o subterránea para suplir las necesidades básicas de sus hogares; ahora bien, en la mayoría de los casos el agua es dirigida desde la fuente de captación a los hogares sin tratamiento alguno es decir completamente cruda. Si el agua es superficial acarrea la contaminación que se ha llevado a su paso hasta el punto de captación, o si el agua es captada subterráneamente puede tener características similares a las del suelo y la contaminación.

La vereda el Cocuy ubicada al sur-oriente del municipio de Villavicencio, departamento del Meta, no es abastecida por el acueducto municipal, por lo tanto sus construyeron un acueducto el cual se abastece de un aljibe y luego distribuye el agua sin ningún tratamiento a las casas mediante redes de conducción; la carencia de un sistema de potabilización de agua en esta vereda genera una situación de riesgo para la población, quienes para dar solución al problema recurren a la adquisición de agua empacada (botellas, vasos, bolsas, etc.) teniendo en cuenta que no siempre están a disposición de los usuarios debido a las limitaciones económicas.

Ahora bien, teniendo en cuenta la problemática anterior, el presente trabajo se realiza con el fin de presentar a la comunidad de la vereda el Cocuy una propuesta de diseño de un sistema de potabilización que tenga una relación costo-beneficio aceptable para la población; para desarrollar con éxito la propuesta se realizan cuatro fases, las cuales se dividen de la siguiente manera: en la fase uno se realiza la recopilación de la información necesaria para el desarrollo del trabajo, luego, en

3

la fase dos se desarrolla el diagnóstico actual de la vereda el Cocuy junto con el diagnóstico de la calidad de agua captada del aljibe; teniendo en cuenta esta fase, la revisión bibliográfica, y la comparación con la normatividad, se realiza la determinación de las operaciones unitarias adecuadas la cual dio como resultado un sistema de filtración que consiste en una serie de filtros constituidos con gravas y arenas, al igual que la etapa necesaria para la desinfección, lo anterior depende de la calidad del agua de la zona. Por último se realizaron los cálculos necesarios para su dimensionamiento y de esta manera realizar el diseño preliminar que se deja a disposición de la comunidad de la vereda.

4

DIAGNÓSTICO DEL PROBLEMA

Las condiciones sanitarias de una población determinan en gran medida su calidad de vida, en este caso, la vereda el Cocuy en Villavicencio no cuenta con servicio de agua potable, esto afecta a aproximadamente 380 habitantes, y puede afectar a futuro si no se realizan acciones para resolver la necesidad básica insatisfecha de esta población, por lo tanto se hace prioritario atender el saneamiento del agua cruda que se está extrayendo del subsuelo por parte del acueducto, el cual no abastece a la totalidad de la población porque sus redes de conducción no contemplan la totalidad de la vereda, además el lugar de captación tiene 3 pozos sépticos a su alrededor, los cuales están construidos de manera artesanal dando lugar a posibles infiltraciones que podrían afectar la calidad de agua.

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1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general

Generar una propuesta de diseño preliminar de las unidades necesarias para un sistema de potabilización de agua para consumo humano en la Vereda el Cocuy municipio de Villavicencio, departamento del Meta.

1.2 Objetivos específicos

Diagnosticar la situación actual del servicio y la calidad de agua en la vereda el Cocuy.

Determinar y evaluar las operaciones unitarias necesarias para la potabilización del agua con base en el diagnóstico efectuado.

Dimensionar las unidades de tratamiento seleccionadas con el fin de efectuar el diseño preliminar del sistema de potabilización.

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2. MARCO DE REFERENCIA

2.1 Marco teórico El capítulo 9 del RAS 2000 título J (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, Título J- Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural, 2010), plantea que en la zona rural colombiana se distinguen dos clases de asentamientos: los centros poblados o población nucleada, concentrada en caseríos o conjuntos de máximo 500 habitantes y por lo menos 20 viviendas separadas por paredes, muros, cercas o huertas; y el segundo, de población dispersa, constituido por fincas y viviendas separadas, entre otros, por áreas cultivadas, prados, bosques, potreros, carreteras o caminos.

En las áreas rurales la principal fuente de agua es el río, quebrada, manantial o nacimiento, la cual es utilizada por el 40% de los hogares; el 24% la extrae de un reservorio o aljibe con o sin bomba, el 23% la toma de un sistema de acueducto o abasto y el 5% de agua lluvia. (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, Título J- Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural, 2010)

De acuerdo con los resultados del más reciente Inventario Sanitario Rural realizado en el año 2006 por el Viceministerio de Agua y Saneamiento (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, Título J- Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural, 2010), sobre 12.704 localidades rurales del país, cubriendo 765 municipios (75%) del total nacional, y 8.203.813 de habitantes, alrededor del 67% de la población rural del país localizada en 22 de los 32 departamentos, se estableció que la cobertura de abastecimiento de agua es del 56,3% mientras la cobertura de abastecimiento con agua tratada es del 11.8%.

Las aguas naturales en pocas ocasiones son de buena calidad para el consumo humano o el uso industrial, por lo tanto deben ser tratadas, este tratamiento dependerá de las características fisicoquímicas del agua. El tratamiento estándar es el conjunto de procesos unitarios que reducen el color, la turbidez y las impurezas a niveles aceptables. (Vega Serrano, 2013)

En la Resolución 2115 de 2007 (Ministerio de la Protección Social Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007) se define el tratamiento o potabilización como “el conjunto de operaciones y procesos que se realizan sobre el agua cruda, con el fin de modificar sus características físicas, químicas y microbiológicas, para hacerla apta para el consumo humano”, y en la misma se establecen los valores que debe cumplir el agua posterior al tratamiento para cada uno de los parámetros.

El RAS título J (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, Título J- Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural, 2010), propone para la potabilización del agua en zonas rurales alternativas que van

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encaminadas a disminuir o eliminar el riesgo para la salud que implica consumir agua cuya calidad no puede ser monitoreada en forma continua por el sistema de protección y control establecido por los entes de control en el municipio. El capítulo 9 plantea alternativas de tratamiento relacionadas con la fuente de abastecimiento de agua y las características fisicoquímicas y microbiológicas de la misma que incluyen pretratamiento, filtración y desinfección.

El pretratamiento tiene como fin eliminar el material flotante, los sólidos suspendidos y sedimentables para mejorar las características físicas del agua, es una fase que debe preceder a cualquier sistema de tratamiento, persigue principalmente reducir los sólidos en suspensión de distintos tamaños que traen consigo las aguas (OPS/CEPIS, 2005) proponiendo pre-filtros como filtro grueso ascendente.

En un Filtro grueso ascendente el agua pasa a través del lecho de grava de abajo hacia arriba. Durante este paso las impurezas son retenidas por el filtro, tiene la ventaja de que las partículas más pesadas son removidas primero en el fondo. Para su mantenimiento y limpieza, las partículas pueden ser removidas abriendo una válvula de desagüe de apertura rápida, permitiendo que por acción de la gravedad se drene y se limpie el filtro (Vega Serrano, 2013). En la filtración gruesa de flujo ascendente en capas (FGAC), la grava está ubicada en capas con diferentes tamaños del grano, variando desde gruesos en el fondo a finos en la superficie (Sanchez, Latorre, & Valencia - Zuluaga, 2009) los criterios de diseño se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1. Criterios de diseño para filtros gruesos de flujo ascendente

Ahora bien posterior al pre filtrado, se procede a la filtración, la cual tiene como fin retener bacterias y partículas suspendidas en el agua mediante el paso de la misma a través de capas porosas o granulares. (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, Título J- Alternativas tecnológicas en agua y saneamiento para el sector rural, 2010); la filtración que proponemos para el proyecto es la filtración lenta.

Criterio Unidades FGAC

Tasa de filtración m/h 0.3 – 0.6

Tamaño principal de grava por

compartimento - Un compartimento

Longitud Tamaño Cm mm

20 – 30

20 – 30

20 – 30

25 – 19

19 – 13

13 – 06

Capa inferior de drenaje con grava 15 – 30 25 – 35

Altura del agua sobrenadante cm 20

Altura del filtro m < 2

Fuente: (Vega Serrano, 2013)

8

La filtración lenta en arena es una tecnología limpia que purifica el agua mediante un conjunto de procesos físicos y biológicos que destruyen los microorganismos del agua. (Vega Serrano, 2013). El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el tratamiento de agua. Está compuesto de depósitos que contienen arena con una profundidad entre 0.5 a 1.5 m. el agua en el filtro fluye de manera descendente, la turbidez y los microorganismos se eliminan principalmente en los primeros centímetros de la arena. El funcionamiento consiste en la formación de una capa biológica, llamada “schmutzdecke”, en la superficie del lecho de arena, que puede eliminar microorganismos. El agua tratada se recoge en tuberías situadas en la parte baja del filtro. Para su mantenimiento, se retiran y sustituyen los primeros centímetros de arena que contienen los sólidos acumulados. La velocidad de filtración del agua a través de los filtros lentos de arena esta entre 0.1 a 0.3 m3/ m2/h. El filtro lento lo conforman un lecho filtrante (grava y arena fina), una capa de agua sobrenadante, un sistema de drenaje y el control del flujo. El flujo de agua sin tratar o pre-tratada ingresa al filtro lento, el cual pasa a través del medio filtrante por gravedad, mediante la presión que ejerce el agua sobrenadante que se encuentra encima del lecho de arena. El lecho filtrante cumple con la función de limpieza de materia orgánica y organismos aeróbicos los cuales respiran permanentemente, demandando el oxígeno proveniente del agua, por lo tanto es necesario un flujo continuo en el sistema. (OPS/CEPIS, 2005). El caudal tiene que ser controlado antes del filtro para mantener una filtración adecuada, para asegurar que los procesos biológicos reciban el oxígeno y los nutrientes necesarios.

Es un sistema simple de bajo costo de operación y mantenimiento, siendo ideal para zonas rurales y pequeñas comunidades. El tratamiento comienza en la capa del agua sobrenadante donde las partículas más pesadas se pueden sedimentar y tiene lugar la creación de la capa biológica y su actividad.

Capa sobrenadante

Esta capa es la que proporciona la carga hidráulica que permite el paso del agua a través del lecho de arena. Cuando el lecho de arena está limpio, la perdida de carga inicial está por debajo de 0.1 m, este valor se incrementa gradualmente hasta que se alcanza el nivel máximo del tanque lo que permite conocer cuándo se debe realizar el mantenimiento al filtro (OPS/CEPIS, 2005).

Lecho filtrante

El lecho filtrante es arena fina y grava con las características que se muestran en la Tabla 2. La altura de la capa de arena fina debe estar entre 0.6 y 1.0 m con un valor máximo de 1.5 m, con un diámetro de grano de 0.15 a 0.3 mm, utilizando velocidades entre 0.1 y 0.2 m/h.

9

Tabla 2. Características de los filtros rápidos y lentos

La arena fina remueve las impurezas del agua en la parte superior del lecho de arena, en el mantenimiento se remueve la capa superficial por raspado. Las características de los filtros se muestran en la Tabla 2. La arena que se utiliza en los filtros lentos debe estar limpia y libre de arcilla, tierra y material orgánico, por lo cual se hace necesario lavarla antes de ser instalada dentro de la unidad de filtración. (OPS/CEPIS, 2005)

La grava del lecho filtrante tiene un diámetro aproximado de 2 a 3 cm, la cual se coloca en el fondo con un espesor que no sobrepase los 15 centímetros, sobre esta capa se coloca una capa de 15 centímetros de gravilla o piedra delgada con un tamaño aproximado de 1 a 1,5 centímetros de diámetro y sobre esta la capa de arena lavada fina con un espesor de mínimo 60 centímetros.

El filtro lento en arena remueve la turbiedad y el color, pero es importante anotar que el medio filtrante necesita de un tiempo previo de 2 a 3 semanas para la formación de la capa biológica que se encargará de eliminar las bacterias y virus que puedan encontrarse en el agua a tratar.

Luego de la etapa de filtros, se realiza la desinfección la cual, consiste en la acción de compuestos que destruyen los microorganismos presentes en el agua. Las diferentes opciones para la desinfección son cloro, radiación UV y ozono descritas a continuación:

Cloro:

El cloro es método predominante para la desinfección del agua, actúa introduciéndose a través de la pared celular de los microrganismos durante el tiempo de contacto. Para mayor facilidad de adquisición se encuentra a manera de

Velocidad de filtración Medio filtrante usado Sentido del flujo Carga sobre lecho

Rápidos

120-360 𝑚3/𝑚2/dia

Arena.

h: 60-75cm. Ascendente A presión

Antracita.

h: 60-75cm. Descendente Gravedad

Mixtos:

Antracita 50-60cm.

Arena 15-20cm. Flujo mixto A presión

Mixtos: Arena, antracita, granate.

Lentos

7-14 𝑚3/𝑚2/dia

Arena

h: 60-100cm. Descendente Gravedad

Fuente: (CEPIS, 1973)

10

hipoclorito de sodio en los desinfectantes comunes, sin embargo los porcentajes de concentración de hipoclorito de sodio varían, por lo que se hace necesario un cálculo que permita relacionar el volumen del agua a desinfectar con la concentración del cloro para su dosificación. (Vargas & Barrenechea, 2004). Esta alternativa no requiere de equipos, mantenimiento especial ni personal capacitado, facilitando la operación y mantenimiento del mismo, la dosificación se encuentra relacionada con las características fisicoquímicas del agua y su demanda de cloro, una dosificación adecuada permite que el cloro tenga un efecto residual que actúa en caso de una posterior contaminación del agua, este cloro residual debe estar entre 0.2 y 2.0 mg/L (Ministerio de Desarrollo Económico, 2000).

La aplicación y dosificación del hipoclorito depende de la concentración de cloro activo que contenga el producto y debe tender a obtener 0,2 a 2,0 mg/L de cloro residual luego de 30 minutos de aplicación y agitación, los hipocloradores son económicos y de fácil aplicación.

La dosificación de cloro dependerá de la demanda de cloro en el agua, definida como la diferencia entre el cloro aplicado y el cloro libre residual luego de un tiempo de contacto, en el cual las sustancias presentes en el agua (materia orgánica y otros compuestos) reaccionan e influyen en la demanda de cloro, por lo tanto es necesario agregar el hipoclorito suficiente para que el cloro destruya los organismos y para compensar el cloro consumido por esas sustancias. (Guerra Millan, Struck Garza, & Villalobos Steta, 2008). Las reacciones generadas en el proceso se agrupan de la siguiente manera: Las provocadas por la radiación solar, que se producen entre el cloro activo y los compuestos inorgánicos, las reacciones del cloro activo con el amoniaco y el nitrógeno orgánico y las producidas entre el cloro activo y los compuestos orgánicos. El cloro presente en el agua se aglutina con las bacterias, dejando una parte de la cantidad original (cloro libre) para continuar su acción desinfectante, el cloro libre reacciona con los iones de amoniaco y compuestos orgánicos para formar compuestos de cloro que dan como resultado una disminución de su capacidad desinfectante, los compuestos de cloro junto con las cloraminas forman el cloro combinado, el conjunto de cloro combinado y cloro libre da como resultado el cloro total. (Guerra Millan, Struck Garza, & Villalobos Steta, 2008). Este comportamiento se puede observar en la gráfica de curva de cloro residual, mostrada en la Imagen 1.

11

En la imagen se observa que a partir de la sección 2 (section 2) se genera la formación de monocloraminas y organocloraminas y aumenta el cloro residual, este se estabiliza a medida que se adiciona el cloro, para en la sección 3 decrecer a medida que la monocloramina es destruida formando dicloraminas; cuando el comportamiento de la gráfica sufre un cambio drástico, se entiende por un punto de ruptura o ‘breakpoint’, en donde el amonio presente se oxida a cloro residual, para llegar a este punto de ruptura se aplica una súper cloración, lo que implica concentraciones de cloro que excedan 1 mg/L. (Guerra Millan, Struck Garza, & Villalobos Steta, 2008) y es la mínima cantidad de cloro a agregar al agua para completar su demanda.

Radiación Ultravioleta (UV):

Esta alternativa es generada mediante la implementación de estructuras laminares por donde debe pasar el agua, estas estructuras deben manejar una lámina de agua delgada para que la radiación emitida por lámparas que manejan longitudes de onda de 254 nm (Vargas & Barrenechea, 2004) pueda penetrar completamente la lámina y de esta manera desinfectar el agua. Su aplicación solo se reduce a aguas claras y con un nivel de contaminación bajo puesto que es afectada cuando se tiene presencia de turbiedad dado que la radiación no tendría buena penetración a través de la lámina de agua; ya que los rayos ultravioleta actúan inactivando los ácidos nucleicos (ADN y ARN) de bacterias y virus, de esta manera no genera residuos.

Al ser limitada la penetración de la radiación en el agua, se requiere de grandes espacios para la infraestructura si se manejan grandes volúmenes de agua, además

Imagen 1. Curva de Cloro Residual.

Fuente: (Guerra Millan, Struck Garza, & Villalobos Steta, 2008)

12

la velocidad con la que deberá fluir el agua es baja permitiendo un tiempo de contacto significativo para asegurar la desinfección. Las lámparas requeridas por este método necesitan de mantenimiento permanente para evitar que se ensucien y se disminuya la eficiencia de las mismas (Vargas & Barrenechea, 2004), estas tienen una vida útil corta.

Ozono

El ozono se genera usualmente a través de una planta en la cual se realiza aplicación de una corriente eléctrica alterna de alto voltaje (6 a 20 kilovoltios), mediante una brecha entre placas dieléctricas de descarga en donde se encuentra un gas de alimentación inestable y a través del cual se descompone en oxígeno elemental en un período corto de tiempo luego de su generación, (EPA, 1999). Es una tecnología eficiente para la eliminación de microorganismos, requiere tiempos cortos de contacto, debido a que este agente oxidante posee un mecanismo de acción diferente al cloro, que consiste en matar a los microorganismos por medio de la ruptura de la membrana celular, (Ing. De Vargas & Quím. Barrenechea Martel, 2004).

2.2 Marco Legal

A continuación se presenta en la Tabla 3, la normatividad aplicable al proyecto.

Tabla 3. Marco legal aplicable

Normatividad Aplicable Recurso Agua

Normatividad Fecha de

Expedición Entidad que la Expide Que Reglamenta

Ley 9

Enero 24 de

1979

El Congreso de

Colombia

Por la cual se dictan Medidas Sanitarias

Art. 51 a 54: Control y prevención de las aguas para

consumo humano. Art. 55 aguas superficiales. Art.

69 a 79: potabilización de agua

Ley 79 Diciembre 30 de

1986

El Congreso de

Colombia Conservación y protección del recurso agua

Resolución

1096

Noviembre 17

de 2000

Ministerio de

Desarrollo

Económico

Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el

Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico –

RAS

Resolución

2115

22 Junio 2007

Ministerio de la

Protección Social

Por medio de la cual se señalan características,

instrumentos básicos y frecuencias del sistema de

control y vigilancia para la calidad del agua para

consumo humano

Resolución

2320

16 Noviembre

2009

Ministerio de

Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Territorial

Por la cual se modifica parcialmente la Resolución

No. 1096 de 2000 que adopta el Reglamento

Técnico para el sector de Agua Potable y

Saneamiento Básico — RAS -". En cuanto a

proyecciones de diseño, tuberías y dotación de

agua.

13

3. METODOLOGÍA

La metodología adoptada para el desarrollo del proyecto fue una aplicación a manera de estudio de caso para la vereda el Cocuy, la cual tiene como características principales la investigación en un lugar puntual y sus resultados no generalizan a problemas de la misma naturaleza, se desarrolló mediante fases para realizar un análisis deductivo de los resultados, (Martínez Carazo, 2006 ) además de manejar características cuantitativas de la vereda. El proyecto se desarrolló mediante cuatro fases a saber:

Fase 1: Recopilación de información Se realizó mediante investigación bibliográfica para encontrar los documentos base para el desarrollo del proyecto. Fase 2: Diagnóstico de la situación actual Se elaboró la línea base de la vereda a manera de diagnóstico, dividido en diagnóstico técnico y social, teniendo en cuenta características físicas de la vereda y socioeconómicas de la población, además del diagnóstico administrativo del acueducto veredal en donde se establecieron las condiciones de funcionamiento del mismo para finalmente realizar análisis fisicoquímicos y microbiológicos del pozo de captación para ser analizados en la próxima fase. Fase 3: Determinación y evaluación de operaciones unitarias A partir de los resultados fisicoquímicos y microbiológicos del agua en época seca y época húmeda se procedió a establecer la calidad del agua en cada una de las épocas mediante la generación de un índice de calidad de agua (ICA), y realizar la comparación con la resolución 2115 de 2007, de acuerdo a estos resultados se revisó de acuerdo al RAS que tipo de operaciones unitarias son necesarias para tratar esta agua, finalmente se realizó una matriz que contemple las alternativas para cada una de las operaciones necesarias, se estableció y seleccionó de acuerdo a un puntaje la alternativa viable. Fase 4: Dimensionamiento y diseño preliminar del sistema de potabilización Con información de la vereda se realizó la proyección de la población de acuerdo a la normatividad y la proyección de demanda de agua, de acuerdo a los resultados de la fase 3, se dimensionaron las unidades de las operaciones unitarias seleccionadas y realizó el diseño preliminar final del sistema de potabilización para la vereda, además de que se establecieron los costos.

14

4. DESARROLLO DEL PROYECTO

4.1 Fase I: Recopilación de información En esta fase se relacionan los documentos necesarios para el desarrollo del proyecto tales como el reglamento técnico RAS y la normatividad aplicable. Como se muestra en la Tabla 4.

Tabla 4. Documentos relacionados y utilizados en el proyecto

ITEM AÑO

Resolución 1096 – RAS TITULO A,C,J 2000

Plan de Ordenamiento Territorial Villavicencio 2000

Planos del POT 2002

Resolución 2115 2007

Censo DANE 2005

IGAC Plancha 266-IV-B 1979

IGAC Plancha 266-II-D 1983

Resolución 2320 2009

Cormacarena 2010

4.2 Fase II: Diagnóstico de la situación actual

El diagnostico permitió conocer en detalle las condiciones en las que se encuentra la vereda el Cocuy, para ello se distribuye el diagnóstico en técnico, social y administrativo, los cuales se presentan a continuación:

4.2.1 Diagnóstico técnico

El diagnóstico técnico proporciona información referente al territorio donde se encuentra la vereda objeto de estudio, sus características meteorológicas, geológicas e hidrológicas que permiten conocer las condiciones de la zona.

4.2.1.1 Ubicación

El proyecto se encuentra localizado en jurisdicción del municipio de Villavicencio en la vereda el Cocuy, corregimiento 7, ubicada hacia el Sur – Oriente del mismo, desviándose sobre el km 40 en la vía que comunica al municipio de Puerto López con Villlavicencio, adentrándose 6.5 km en el terreno pasando por la universidad de Los Llanos y la vereda Barcelona; para llegar allí se emplean aproximadamente 20 minutos desde la capital del Meta. A continuación en la Imagen 2 se presenta la ubicación del sitio donde se desarrolla el proyecto, su localización respecto al municipio de Villavicencio, el departamento del Meta y el país.

15

La vereda posee una extensión de aproximadamente 2.9 km longitudinalmente sobre la carretera de inicio a fin, se realiza la medición longitudinal debido a que la vereda no posee mediciones oficiales de área de la misma, por lo tanto se realizó mediante ArcGIS, teniendo como referencia los puntos tomados con un GPS Garmin Vista Hcx en una visita de campo en la cual se recorrió la totalidad de la vereda, la extensión de la vereda de manera longitudinal donde está ubicada la población se muestra en la Imagen 3.

Fuente: IGAC 2015

Imagen 2. Localización del proyecto, Vereda el Cocuy, municipio de Villavicencio, departamento del Meta

16

4.2.1.2 Geografía y suelos

Los territorios pertenecientes a la región Orinoquía colombiana inicialmente se encontraban como un mar de poca profundidad, posteriormente se origina la cordillera oriental, dándole características fluvio- lacustres a la cobertura de sedimentos del oriente del país, los que conforman los suelos de la región, así mismo estos suelos poseen características ácidas, de baja fertilidad y buen drenaje,

Fuente: Google Earth 2015

Fuente: Google Earth 2015

Imagen 3. Forma longitudinal de la ubicación de la población en la vereda el Cocuy, escala 1:17.000

17

se caracterizan por tener bajos relieves, con textura moderadamente fina. (Gregory Robertson, 2007)

Específicamente la zona comprendida por el proyecto (Vereda el Cocuy) está compuesto por rocas sedimentarias del periodo Terciario cubiertas por depósitos aluviales Cuaternarios lo que da origen a formación de acuíferos (Inegar Ingeniería, 2010); estos depósitos se encuentran en los cauces de los ríos y quebradas, que atraviesan la vereda. La estratigrafía del material de acuerdo a la profundidad se presenta en la Tabla 5.

Tabla 5. Descripción de material del suelo en la zona

En la Imagen 4 se presentan las unidades cartográficas de suelo característico de la zona, tomando como referencia el caserío de la vereda se encuentran dos tipos de unidades cartográficas, cuyas características se presentan a continuación.

Ubicación aproximada del sitio de desarrollo del trabajo

Unidad PVB (Asociación Typic Hapluderts - Aquertic Udifluvents): Esta unidad cartográfica se presenta en paisajes de piedemonte coluvio-aluvial, sus

Profundidad (m) Descripción del material

0 a 0.25 Arenas y cantos finos de diámetro entre 2 y 5 pulgadas

0.25 a 1 Cantos con diámetros entre 2 y 5 pulgadas con matriz arenosa

1 a 2.5 Cantos con diámetros entre 5 y 10 pulgadas con matriz areno - limosa

2.5 a <40 Cantos con diámetros entre 5 y 10 pulgadas con matriz areno - limosa

>40 Cantos con diámetros entre 5 y 10 pulgadas con matriz arcillosa

Fuente: IGAC 2015

Fuente: IGAC 2015

Imagen 4. Unidades cartográficas del suelo de la zona, escala 1: 10.000

18

características principales consisten en un relieve ligeramente plano (de 1 a 12%), desarrollo de los suelos a partir de sedimentos finos, generalmente en un clima cálido húmedo, las subdivisiones a y b significan una variación en la pendiente, es decir los suelos PVBa poseen un relieve ligeramente plano, y los PVBb un relieve ligeramente inclinado. (Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2009)

Unidad PVA (Consociación Typic Dystrudepts): Esta unidad se encuentra en el paisaje de piedemonte coluvio-aluvial, presenta relieves ligeramente planos a moderadamente inclinados, con pendientes entre 1 a 12%, teniendo en cuenta que son bien a imperfectamente drenados, con texturas moderadamente finas, profundos y fertilidad baja, la subdivisión a la que hace referencia la imagen 4 con el punto de ubicación, corresponde a PVAa lo que significa fase ligeramente plana. (Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2009)

La escorrentía en este sector es mínima con relación al porcentaje de pendiente característico de la zona, puesto que la inclinación no es pronunciada, además de que el suelo tiene buena capacidad de infiltración y drenaje.

4.2.1.3 Uso de suelos En el municipio de Villavicencio se encuentran distintos usos de suelos tales como forestales, urbanos, agrícolas y pecuarios, en la Imagen 5 se presenta la distribución de uso de suelo en el municipio.

Fuente: (Mayorga & Virviescas, 2002)

Imagen 5. Usos de suelo en zona rural de Villavicencio, Escala 1:75000

19

El uso de suelo en la zona de estudio tiene como fin el cultivo de pasto para el beneficio de la actividad pecuaria, de acuerdo a lo anterior y según los planos del POT de Villavicencio de los usos del suelo rural, se confirma el uso pecuario del lugar.

4.2.1.4 Geomorfología Dentro de la geoestructura de la llanura del Orinoco colombiano, se encuentra como ambiente morfogenético predominante el depositacional, a medida de paisaje geomorfológico se encuentran tres tipos de planicies aluviales, sin embargo la planicie que corresponde al terreno de la vereda se encuentra como:

Planicie de río trenzado: Propia del terreno plano, ubicada normalmente en valores superiores a 300 m.s.n.m, generalmente en la llanura de los ríos trenzados los cuales se caracterizan por tener bifurcaciones en canales menores que se unen luego aguas abajo, compuestos por gravas y arenas que son arrastrados por los caudales, con pendientes planas escasas de vegetación y afectadas por fenómenos de erosión fluvial (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 1965).

Se debe tener en cuenta que la vereda se encuentra sobre una serie de caños, quebradas y ríos, que en conjunto con el tipo de suelo y su nivel freático permiten un buen drenaje e infiltración de aguas en los primeros 40 m de profundidad (Doeko Goosen, 1964).

4.2.1.5 Componente climático

Las condiciones climáticas de un lugar influencian el comportamiento de distintas variables hidrológicas, a continuación se presenta una descripción promedio del clima del municipio de Villavicencio, ya que la vereda hace parte de la zona rural de la capital del Meta, la estación del IDEAM correspondiente al aeropuerto Vanguardia posee características como se muestra en la Tabla 6 que son similares en geografía, altitud, y cercanía, además de que también contiene resultados recientes y representativos (series de más de 30 años) sobre variables tales como precipitación, temperatura, humedad relativa y evaporación.

20

Tabla 6. Descripción estación Vanguardia de Villavicencio

Precipitación

Los valores medios mensuales de la precipitación se tomaron de un periodo de 44 años de la estación del aeropuerto Vanguardia de Villavicencio (Véase Tabla 6) del año 1970 al 2014, los valores se presentan en la Tabla 7 y el comportamiento mensual en la Gráfica 1.

Tabla 7. Datos de precipitación promedio en la estación vanguardia de Villavicencio

Nombre estación Aeropuerto Vanguardia

Código 35035020

Latitud 04° 09’

Longitud 73° 37’

Elevación 423 m.s.n.m

DATOS DE PRECIPITACIÓN ° C Media Multianual

(°C)

Periodo registrado ( años) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

59,1 121,3 236,9 523,4 639,5 540,1 456,9 407,7 396,7 464,5 413,5 181,1 370,1 44

Fuente: (IDEAM, 2014)


21

El régimen pluviométrico se comporta de manera bimodal, con dos picos de precipitación en los meses de Mayo y Octubre, siendo el primero el mes con mayor intensidad de precipitación con 639,5 mm, luego de Junio a Septiembre se presenta un descenso en los niveles de precipitación, para en Octubre y Noviembre ascender y nuevamente decrecer en Diciembre, mes en el que comienza la época de sequía, siendo Enero el mes con menor precipitación al presentar 59,1 mm y presentando una media anual de 370,1 mm, la variación entre picos no es pronunciada debido a las masas de agua provenientes del hemisferio sur que ascienden y provocan episodios de precipitación en la zona.

Temperatura Los valores de temperatura mensuales son tomados de la estación del aeropuerto de Villavicencio y se presentan en la Tabla 8 y en la Gráfica 2.

Tabla 8.Datos de temperatura promedio en la estación Vanguardia de Villavicencio

DATOS DE TEMPERATURA ° C Media Multianual

(°C)

Periodo registrado ( años) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

26,5 27,1 26,6 25,6 25,0 24,4 24,1 24,8 25,3 25,4 25,4 25,7 26,5 44

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Valores medios mensuales de precipitación - Aeropuerto Vanguardia

(Meta)

Precipitación (mm)

Gráfica 1. Variación media mensual multianual de la precipitación, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio

Fuente: Autoras 2015, con datos del IDEAM, 2014


22

La temperatura promedio corresponde a un rango entre 25 y 27 °C ° el comportamiento es relativamente uniforme a través del año, al pertenecer al piedemonte llanero se caracteriza por la presencia de dos tipos de clima: Clima cálido húmedo y clima muy húmedo tropical (Cormacarena, 2009), con relación a la precipitación se encuentra un comportamiento inversamente proporcional, ya que al principio del año, cuando se presenta el menor índice de precipitación se obtienen las temperaturas más altas, y mientras se genera el periodo de lluvias los valores de temperatura disminuyen.

Humedad Relativa Los datos mensuales multianuales de la humedad relativa en la estación del Aeropuerto Vanguardia se presentan en la Tabla 9 y Gráfica 3

Tabla 9. Datos de Humedad relativa promedio en la estación Vanguardia de Villavicencio

DATOS DE HUMEDAD RELATIVA (%) Media Multianual

(%)

Periodo registrado

(años) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

68,00 66,00 69,00 78,00 81,00 83,00 82,00 80,00 77,00 78,00 79,00 74,00 76 44

20

22

24

26

28

30

Ene Feb Mar Abr Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Tem

per

atu

ra(C

)

Meses

Temperatura media mensual multianual (C) - Aeropuerto Vanguardia

Villavicencio -Meta

Gráfica 2. Variación media mensual multianual de la temperatura, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio



23

La media de la humedad relativa en la estación es de 76%, donde el mes con mayor porcentaje de humedad es Junio, con un 83% y el más bajo febrero con un 66%, la variación de los datos no es significativa a lo largo del año, ya que siempre se encuentra dentro del rango de 65% a 85% de humedad; los valores más bajos corresponden a los tres primeros meses del año, lo que coincide con la época de sequía en la zona (Alta temperatura, baja precipitación), mientras que en la época de lluvias de abril a noviembre se presenta un comportamiento uniforme a través de los meses.

4.2.1.6 Características Hidrológicas La vereda se encuentra relativamente cerca de la cuenca baja del río Guayuriba en la parte sur – oriental del municipio de Villavicencio como se muestra en la Imagen 6; el sistema hídrico en la vereda es de tipo trenzado, la cruzan ríos y caños tales como los Caños Cocuy, Zuria, Chucua, Hondo, Raizales y Cocheras y el río Negro todos los anteriores desembocan al rio Guayuriba. En tiempo de época seca los caños se vacían quedando el rio Guayuriba como la única fuente hídrica cercana; ya que se encuentra aproximadamente a 1.5 Km desde el punto final de la vereda, hay presencia de acuíferos y el tipo de suelo favorece la infiltración de agua en la zona.


0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

Humedad Relativa media mensual multianual Aeropuerto

Vanguardia de villavicencio(%)

Gráfica 3. Variación media mensual multianual de la humedad relativa, estación Aeropuerto Vanguardia Villavicencio

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Imagen 6. Hidrología en el sector del proyecto. Escala 1:45.000

4.2.1.7 Componente Biótico

En el componente biótico se contemplan las especies de fauna y flora más comunes en la zona de estudio.

Vegetación Son los diferentes rasgos que cubren la superficie terrestre, tales como bosques, arbustales, herbazales, y otros tipos de vegetación, también se encuentran especies introducidas o exóticas, a continuación la Tabla 10 muestra un listado de las especies comunes presentes en la zona.

Tabla 10. Especies de vegetación en la zona de la vereda el Cocuy

NOMBRE VULGAR NOMBRE CIENTIFICO USO

Amarillo Oloroso Aniba panurensis Fauna - maderable

Yamuro Cecropia cf. ficifolia Fauna – medicinal

Tinto Cestum coriaceumm Fauna – maderable

Avichure Couma macrocarpa Fauna – maderable – Comestible

Yopo Mimosa trianae Maderable

Palma Moriche Mauritia minar Maderable

Matapalo Coussapoa villosa Fauna

Laurel Endlicheria sp Maderable

Papaya Carica papaya Frutal

Pasto Amargo Brachiaria documens Protector

Fuente: (DANE, 2005)

25

Limon Comun Cytrus sp Frutal

Limon Mandarino Mangifera indica Frutal

Limon Ornametal Swinglia glutinosa Frutal

Arrayan Eugenia sp Fauna – maderable – leña

Platanillo Heliconia hirsuta Fauna – ornamental

Pestaña de mula Heliconia popayanensis Maderable

Novios Impatiens balsaminal Ornamental – medicinal

Guamo Inja alba Fauna – leña – Comes

Pavito Jacaranda copaia Maderable

Lengua vaca Monotagma laxum Protector

Yapi Perebea sp Fauna – comestible

Cenizo Pollalesta discolor Maderable – leña

Bejuco Psiguria tripilla Fauna

Lechero Sapium glandulosum Fauna - maderable

Chuapu Socratea exorrhiza Fauna – maderable

Flor amarillo Taberbuia serratif Maderable

Caraño Trattinnickia rhoifol Fauna – maderable

Pringamosa Urera bacifera Fauna – medicinal

Pomarroso Zizigium jambos Fauna – comestible

Bromelia Aechmea ef rubiginosa Ornamental

Amoncillo Rollinia edulis Fauna

Guamillo Abarema laeta Protector

Acalifa Acalypha cuneata Protector – forraje

Palma Real Attalea butyraceae protector

Fauna La zona del proyecto vereda el Cocuy es muy diversa en su fauna tiene una gran variedad de reptiles, anfibios, aves, mamíferos tal como se muestran en la Tabla 11.

Tabla 11. Especies de Fauna en el territorio de la vereda el Cocuy

NOMBRE COMÚN NOMBRE CIENTÍFICO

REPTILES

Boa – Guío Boa constrictor

Iguana Iguana – iguana

Lobo Pollero Tupinambis sp

Coral Micrurus lemniscatus

Cuatro Narices Helicops terriflicus

Babilla Caiman crocodilus

Cachireje Paleosuchhus trigonatus

Lagartijas Phenoccosaurus sp

Tortuga Morrocoy Geochelone denticulada

Icotea Chelus fimbriata

Anfibios

Sapo Bufo sp

Rana Hyla sp

Rana de lluvia Eleutherodactylus

Aves

Chulo Carajuyps atratus

Fuente: Plan de manejo ambiental de la reserva Forestal Buena Vista 2010

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Mochuelo Speotyto cunicularia

Garza Blanca Leycophyk thala

Jiriguelo Crotophaga ani

Lechuza Tyto alba contempla

Garrapatero Milvagochimachina

Loro Maicero Pions menstruus

Currucutu Megascops cholita

Gallito de roca Rupicola peruvianus

Loro Guahibo Pionites

Cucarachero Troglodytes sp

Pericos Brotogeris sp

Negra Noctophaga sp

Alcaraván Burhinus bistriatus

Tinguas Porphyrula sp

Mirla Tordus sp

Paloma Zenaida sp

Arrendajo Wilsonia sp

Tucan Ramphastos tucanus

Paraguero Cephalopterus ornatos

Azor Cordillerano Accipiter striatus

Paloma perdiz zafrina Geotrygon saphirina

Tucan guarumero Ramphastos ambiguus

cernicalo Buteo magnirotris

Paujil Crax alector

Tente Asophia crepitans

Colibrí Ardeola ibis

Mamiferos

Cachicamo sabanero Dasypus septencinctus

Lapa –guagua – tinajo Agouti paca

Guatín – chacuri Dasypprocta sp

Mico titi – vizcaino Garmiri sciurens

Mico araguato Alouatta semiculus

Chucha común Didelphis marsupials

Murciélago Chiropteos

Zorrillos Cerdocyon thous

Zaino – zajino Dicotyles tajaen

Ardilla Sciurus igniventris

De la misma manera se encuentran invertebrados como insectos, arañas, cien pies y mil pies, finalmente en el caserío se encuentra generalmente la presencia de animales domésticos como gatos, perros, vacas, patos, gallinas, caballos, mulos, loros y animales industriales como el ganado vacuno para engorde y los porcinos. La presencia de animales tales como los descritos en la Tabla 11 está limitada a la época del año puesto que en tiempo de lluvia los animales abandonan el canal principal en este caso el Rio Guayuriba y toman los caños aledaños en la vereda para su supervivencia, luego en tiempo de época seca vuelven al canal principal a causa de la disminución en el nivel del agua en los diferentes caños.

Fuente: (Cormacarena, Plan de manejo ambiental de la reserva Forestal Buena Vista ,

2010)

27

4.2.2 Diagnóstico social En el diagnóstico social se establecen las características de la población habitante en la vereda, socioeconómica y culturalmente, además de una encuesta realizada que representa al 70% de población de la vereda, aproximadamente 53 viviendas, y en la cual se recopilan las percepciones de los habitantes de la vereda acerca de la calidad de agua y el acueducto veredal.

4.2.2.1 Área de influencia El área de influencia está constituido por un sentido longitudinal alrededor de la vía que atraviesa la vereda, con una distancia de 2.9 Km

Directa El área de influencia directa abarca el caserío de la vereda como se muestra en la Imagen 7 de convención verde, será la principal implicada en el desarrollo del proyecto, comprende un aproximado de 900 m longitudinales desde el inicio del caserío con 20 m de fondo de cada uno de los lotes lo que genera un área aferente de 18.000 m2 a cada lado de la carretera, teniendo como total 36.000 m2 de área aferente total, cuenta con aproximadamente 380 habitantes y allí se encuentra la escuela veredal.

Indirecta El área de influencia indirecta de 40.000 m2 corresponde a la zona habitada por el resto de habitantes, son las parcelas o fincas que quedan sobre el camino de llegada y de salida al caserío como se observa en la Imagen 7 con convención púrpura, aproximadamente 1000 m lineales, con 20 m de ancho a ambos lados de la vía, cubriendo aproximadamente a 170 habitantes de la vereda quienes no estarán directamente relacionados con el proyecto pero pueden beneficiarse del mismo luego de su culminación.

28

Imagen 7. Áreas de influencia directa e indirecta del proyecto

4.2.2.2 Educación Actualmente la vereda cuenta con una institución educativa llamada Felicidad Barrios Hernández en la cual se tiene únicamente el nivel de educación básica secundaria, los estudiantes del nivel primario reciben sus clases en la escuela de la vereda vecina Barcelona.

4.2.2.3 Economía Según Corpollanos la estratificación en la vereda se encuentra de la siguiente manera: el 70 % estrato uno, el 27% estrato dos y el 3% estrato tres; cabe resaltar que la vereda posee necesidades básicas insatisfechas especialmente alimentación, vivienda y principalmente en la salud. En la vereda predomina el uso del suelo para pasto ya que la explotación de ganadería en la zona es alta, también tienen actividades avícolas y piscícolas en menor escala.

4.2.2.4 Religión Al ser una vereda tan cercana a Villavicencio comparte las creencias religiosas predominando en el lugar la religión católica seguida por los cristianos y los evangélicos, la vereda cuenta con un sacerdote quien ofrece las eucaristías en la escuela del caserío de la vereda y la celebran el día domingo.

4.2.2.5 Salud La vereda el Cocuy no cuenta con un centro de salud ni hospital en la misma, para cualquier urgencia los habitantes deben desplazarse a Villavicencio o a la Base

Convenciones


29

Aérea de Apiay en donde se encuentran los centros de salud capacitados para suplir sus necesidades.

4.2.2.6 Infraestructura La vivienda rural en su mayoría, tiene características propias que hacen parte del imaginario de quienes la diseñan; también recogen los aspectos del ambiente natural puesto que algunas de ellas son elaboradas con materiales que ofrece la zona, como materia prima se encuentra la madera principalmente seguido de materiales como concreto y ladrillo.

4.2.2.7 Servicios Públicos La vereda el Cocuy cuenta con servicio de transporte público con una frecuencia horaria que comunica a los habitantes de la vereda con Villavicencio, las vías de acceso no se encuentran en buen estado lo que hace que su uso no sea fácil y se deterioren los vehículos que la transitan, también cuenta con el servicio de energía eléctrica. Igualmente cuenta con un servicio de acueducto veredal el cual abastece a una parte de la población de la vereda y el resto debe buscar la manera de obtener el agua (usualmente mediante aljibes), asimismo la vereda carece de alcantarillado y de agua potable deteriorando la calidad de vida de sus habitantes.

4.2.2.8 Política La vereda únicamente cuenta con las gestiones que realiza el presidente de la junta de acción comunal de la vereda quien propone y expone proyectos al alcalde de Villavicencio para el beneficio de la comunidad, por lo tanto la asistencia gubernamental es ineficiente evidenciado en la falta de saneamiento básico, educación, salud, y demás necesidades básicas insatisfechas actualmente en la vereda.

Organización y participación social en la vereda La vereda el Cocuy cuenta con una Junta de Acción Comunal la cual está conformada como se muestra en la Gráfica 4 a continuación.

Fuente: Autoras 2015

Presidente

Tesorero Secretario Conciliadores Fiscal Comisiones

Vicepresidente

Gráfica 4. Organigrama Junta acción comunal

30

Presidente: Es la persona encargada de gestionar recursos y proyectos para la vereda, responsable de convocar las reuniones y de manejar las cuentas con el tesorero.

Vicepresidente: Reemplaza de manera temporal o definitiva al presidente, coordina las actividades de las comisiones de trabajo.

Tesorero: Maneja el patrimonio de la junta de acción comunal, al igual que los libros contables y el recaudo de los aportes a la misma.

Secretario: Diligencia y archiva actas, libros y registro de afiliados, también almacena y es responsable de los documentos de la organización.

Conciliadores: Los que sirven de intermediarios en las reuniones y preservan la armonía en la comunidad.

Fiscal: Se encarga de vigilar el cumplimiento de derechos y deber de ambas partes, administrativo y comunitario.

Comisiones: Encargadas de desarrollar y ejecutar las actividades y proyectos destinados a áreas específicas como administración, vivienda y recreación.

Ahora bien también cuenta con la presencia del ICBF y algunas participaciones de la Universidad de los Llanos y Ecopetrol. El gran problema a nivel social en la vereda es la desunión que se tiene por parte de los habitantes y el mal manejo que se le ha dado a la junta, a causa de esto se ha generado una pronunciada división de la comunidad y una evidente falta de formación comunitaria y participación; todo esto ha llevado a que las reuniones que se hagan en la vereda estén sin participación alguna y que las decisiones aprobadas no sean respaldadas por la mayoría de la comunidad.

4.2.2.9 Resultados fase II Encuesta de percepción

La encuesta se realiza a 53 viviendas que representan 280 personas aleatoriamente teniendo en cuenta que este número de encuestas representan un 70% de la población en el caserío de la vereda que son las que cuentan con el servicio de acueducto veredal, en la cual se evalúa la percepción de la calidad de agua por parte de los habitantes de la vereda, el formato de la encuesta y el registro fotográfico se presenta en el Anexo 1, los resultados de cada una de las preguntas se presentan a continuación:

31

Pregunta 1: Número de habitantes y composición por grupos etáreos

De acuerdo a la muestra encuestada, se tiene un 64% de población como adulta (179 personas), es decir entre 11 a 59 años, y la población vulnerable, correspondiente a niños y adultos mayores posee un 36% de población, entre 12% de adultos mayores de 60 años (34 personas) y 24% de niños menores de 10 años (67 personas), como se observa en la Gráfica 5.

Aunque la totalidad de la población está en riesgo, la encuesta indica que el 36% de población posee mayor condición de vulnerabilidad y la calidad de vida se puede ver afectada por la calidad de agua de la vereda.

Gráfica 5. Resultados de la pregunta número 1 de la encuesta.

24%

64%

12%

Distribución de la población según edades

Niños (0-10)

Adultos

Adultos Mayores 60 +


32

Pregunta 2: ¿Cuenta con el servicio de abastecimiento de agua por parte por parte del acueducto veredal?

Esta pregunta representada en la Gráfica 6, se obtiene como resultado que un 64,2 % de la población encuestada (34 Encuestas) se encuentra afiliada al acueducto veredal, teniendo en cuenta que el servicio no es permanente sino que se presta durante 5 horas diarias distribuidas en 2.5 horas hacia el norte de la vereda y otras 2.5 hacia el sur de la misma, el 35,8% restante implica el porcentaje de viviendas que no cuentan con conexión del acueducto veredal y por lo tanto se ven obligadas a realizar excavaciones a manera de aljibe o a la compra como fuente de abastecimiento de agua.

Gráfica 6.Resultados de la pregunta número 2 de la encuesta.


64%

36%

Cuenta con el servicio de abastecimiento de agua por parte por parte del acueducto veredal?

Si

No

33

Pregunta 3: De ser afirmativa la pregunta anterior, ¿hace cuánto cuenta con el servicio?

Para la siguiente pregunta se tiene en cuenta solo las respuestas afirmativas de la pregunta anterior, por lo tanto se toman 34 encuestas como totalidad de la muestra, su resultado se muestra en la Gráfica 7.

En este caso se presentan respuestas diversas en cuanto a la antigüedad de la conexión en el acueducto veredal, esto significa que las conexiones han existido hace cerca de 23 años y han aumentado el número de suscriptores a medida que crece la población y se presenta asentamiento en el territorio, la mayoría de los encuestados posee conexión con el acueducto hace 20 y 10 años (1995 y 2005 respectivamente) con una frecuencia del 17,6% del total de las encuestas cada uno seguido de una frecuencia del 11,8 % que representa una conexión con 5 años de antigüedad.

Pregunta 4: En caso de ser negativa la pregunta número 2, ¿de dónde se abastece de agua?

En relación con la pregunta número 2 de la encuesta, el 35,8% de la población encuestada que no posee conexión con el acueducto veredal, en su 100% realiza excavaciones a manera de aljibes con el fin de abastecerse de agua.

0

1

2

3

4

5

6

7

Antigüedad del servicio

De ser afirmativa la pregunta anterior, ¿hace cuanto cuenta con el servicio?

Gráfica 7.Resultados de la pregunta número 3 de la encuesta


34

Es de resaltar que, a pesar de estar o no conectados a la red de acueducto, la población compra agua para consumo, ya que el agua del acueducto y de los aljibes no es potable y no se puede consumir.

Pregunta 5. ¿El agua presenta algún tipo de olor o color?

En 32 encuestas correspondientes al 60 % de los encuestados se reporta no haber percibido algún olor extraño o color en el agua proveniente tanto del acueducto veredal como de los aljibes, sin embargo, el 40% restante de la población, es decir 21 viviendas encuestadas indican colores entre blancuzco, verde y amarillo, además de olor a cloro y a tierra en algunos casos, mientras que un caso puntual reconoció un sabor extraño como se muestra en la Gráfica 8.

40%

60%

El agua presenta algún tipo de olor o color?

SI NO

Gráfica 8. Resultados de la pregunta número 5 de la encuesta


35

Pregunta 6: ¿Almacena usted el agua?

El resultado de esta pregunta fue contundente, 8% de los encuestados (4 Encuestas) no almacena el agua en sus viviendas, mientras el 92% de los encuestados, correspondientes a 49 encuestas respondieron que sí almacenan el agua, al preguntarles sobre el medio de almacenamiento, la totalidad de los que respondieron afirmativamente a la pregunta se refieren a los tanques como el medio predominante para el almacenamiento de agua, en la Gráfica 9 se representa gráficamente la proporción de la población que almacena el agua y la que no.

92%

8%

¿Almacena usted el agua?

si

no



36

Pregunta 7: En caso de ser afirmativa la respuesta anterior, ¿le hace aseo al lugar donde la almacena?

Para el desarrollo de esta pregunta sólo se toman en cuenta las respuestas afirmativas de la pregunta anterior, los resultados se representan en la Gráfica 10.

Entonces, se obtiene que un 83% de las encuestas tomadas asean sus tanques en periodicidades variadas, las más frecuentes son mensualmente con 8 respuestas y semanalmente con 16 respuestas, existieron otro tipo de frecuencias como anual, diario, quincenal y bimestral; por el contrario, el 17% de los encuestados niegan realizar aseo a sus tanques de almacenamiento lo que implica la afectación de la calidad de agua por posible proliferación de mosquitos y crecimiento de microorganismos en el agua.

83%

17%

¿Le hace aseo al lugar donde almacena el agua?

si

no



37

Pregunta 8: ¿Utiliza el agua para beneficio de animales, plantas o ambos?

Como resultado a esta pregunta se obtiene que un 83% de la población encuestada utiliza el agua ya sea para regar plantas, alimento de animales o ambos casos, mientras que el 17% restante utiliza el agua exclusivamente para consumo humano, ya sea para elaboración de alimentos y/o aseo, la distribución porcentual individual en cada uno de los casos se presenta en la Gráfica 11.

Pregunta 9: ¿Le hace algún tratamiento al agua?

Como resultado se obtiene que un 32% de la población encuestada no realiza tratamiento al agua, ya sea de origen del acueducto veredal o de aljibes construidos, en cambio, el 68% del resto de las viviendas encuestadas si tratan el agua; los tratamientos más comunes en la vereda el Cocuy son la cloración, con un 34%, y la ebullición del agua con un 17%, en un caso puntual se obtiene un filtro como método de tratamiento, además con un 32% se encuentra la mezcla de la cloración y la ebullición, todo lo anterior con el fin de mejorar la calidad de agua de la que se abastece la población como se muestra en la Gráfica 12.

17%

23%

39%

21%

¿Utiliza el agua para beneficio de animales, plantas o ambos?

No

Plantas

Ambos

Animales



38

32%

34%

17%

15%

2%

¿Le hace algún tratamiento al agua?

No

Cloro

Ebullición

Cloro- Ebullición

Filtro

Gráfica 12.Resultados de la pregunta número 9 de la encuesta


39

Pregunta 10: ¿Compra agua para consumo en la vivienda a diario?

La mayoría de la población encuestada (77%) se ve obligada a adquirir agua potable independientemente de su inscripción al acueducto veredal ya que perciben que la calidad de agua no es la adecuada para su consumo, además de que le realizan tratamientos, como se observa en la pregunta anterior; el porcentaje restante de población (23%) no compra agua ya que dicen estar satisfechos con el agua proveniente de acueducto y/o aljibes y con el tratamiento que ellos le realizan al agua, se presenta un valor promedio de aproximadamente 3.000 pesos diarios para la adquisición de agua potable con picos de 8.000 y 700 pesos como máximos y mínimos respectivamente, dependiendo de la cantidad de personas en la vivienda y su demanda de agua como se muestra en la Gráfica 13.

Pregunta 11: En el caso de implementar un sistema de potabilización, ¿está usted de acuerdo con el cobro para el servicio?

Esta pregunta posee gran significancia ya que de la disponibilidad de los habitantes a colaborar con el acueducto veredal depende la implementación del sistema de acueducto, los resultados se presentan en la Gráfica 14.

23%

77%

¿Compra agua para consumo en la vivienda a diario?

No

Si



40


Estos resultados reflejan el interés de la población por tener agua potable a su disposición, con una mayoría del 89% que sí estaría a dispuesta a pagar siempre y cuando el servicio sea garantizado y se asegure que la calidad de agua cumple con los parámetros para ser agua potable para consumir, frente a un 11% que no considera necesario ni justo el cobro por un servicio que consideran obligatorio por parte del acueducto y del gobierno de la vereda.

Pregunta 12: ¿Han presentado enfermedades cutáneas o gastrointestinales?

Dentro de las encuestas se consideran las enfermedades, a pesar de que no se puede asegurar que esta clase de enfermedades sean generadas exclusivamente por la deficiencia en la calidad de agua, esta última puede influir y poner en riesgo a la población; los resultados se presentan en la Gráfica 15.


89%

11%

En el caso de implementar un sistema de potabilización está usted de acuerdo con el cobro para el servicio

si

no

41


Del total de la población encuestada se presenta un comportamiento similar para las dos variables, al obtener un 53% de habitantes que no han presentado enfermedades gastrointestinales o cutáneas frente a un 47% que si ha presentado episodios de este tipo de enfermedades las respuestas comunes fueron brotes en la piel, dengue, paludismo, diarrea, salpullido y rasquiña, enfermedades que pueden ser generadas por el consumo de agua, ya sea por uso sanitario o de consumo de alimentos, o no tener ningún tipo de relación con la calidad del agua por lo tanto no se puede asegurar que en el momento de presentarse algún tipo de enfermedad sea por el consumo de agua sin potabilizar, teniendo en cuenta que la vereda no posee hospital y no se encuentran expedientes médicos que puedan corroborar o no esta información.

47%

53%

Se han presentado enfermedades cutáneas o gastrointestinales

Si

No


42

4.2.2.10 Grupos etáreos y distribución porcentual A continuación se presenta en la Tabla 12 la información correspondiente a la distribución poblacional en la vereda el Cocuy realizado por el DANE en el año 2005, y la distribución porcentual de acuerdo a edades y sexos en las Gráficas 16 y 17. (DANE, 2005)

Tabla 12. Distribución etárea de la población en la vereda el Cocuy

Gráfica 16. Distribución porcentual de hombres y mujeres en la vereda el Cocuy

Edad en grupos decenales Sexo Total

Hombre % Mujer % Total %

0 a 9 años 18 53 16 47 34 21

10 a 19 años 20 50 20 50 40 25

20 a 29 años 8 38 13 62 21 13

30 a 39 años 9 53 8 47 17 11

40 a 49 años 8 35 15 65 23 14

50 a 59 años 7 54 6 46 13 8

60 a 69 años 5 83 1 17 6 4

70 a 79 años 2 100 0 0 2 1

80 años o más 2 50 2 50 4 3

Total 79 - 81 - 160 100



49%

51%

Distribución porcentual de hombres y mujeres en la vereda el Cocuy

Hombre

Mujer

43

De acuerdo a los datos proporcionados por el DANE, el porcentaje de mujeres supera en un 2% al porcentaje de hombres en total, la diferencia entre los porcentajes de cada sexo es mínima lo cual representa un equilibrio poblacional en la vereda.

Gráfica 17. Distribución porcentual por grupos etàreos en la vereda el Cocuy

La distribución porcentual de acuerdo a los grupos de edad en la vereda refleja que la mayoría (25% de la población) pertenece al grupo de 10 a 19 años, seguidos de los infantes de 0 a 9 años con un porcentaje de 21%, en general el comportamiento de la gráfica implica la existencia de más jóvenes y niños que adultos entre los 20 y 49 años representados en un 38% del total comparado con un 46% de los jóvenes y niños, el resto hace parte de la población de la tercera edad que posee un 8% del total.

21%

25%

13%

11%

14%

8%

4%

1%

3%

Distribución porcentual por grupos etáreos en la vereda el Cocuy

0 a 9 años

10 a 19 años

20 a 29 años

30 a 39 años

40 a 49 años

50 a 59 años

60 a 69 años

70 a 79 años


44

4.2.3 Diagnostico administrativo El diagnóstico administrativo establece las condiciones y funcionamiento del acueducto veredal de la vereda el Cocuy.

4.2.3.1 Antecedentes El acueducto veredal existe aproximadamente hace 24 años, actualmente tiene 76 Familias inscritas, es decir aproximadamente 380 personas, los únicos inconvenientes que se han tenido son de mantenimiento, ya que se le realiza cada que se encuentra alguna falla. El acueducto a nivel de infraestructura cuenta con un aljibe ubicado en uno de los lotes del caserío, las coordenadas que se muestran en la Tabla 13 fueron tomadas con un GPS Garmin Vista Hcx, el aljibe tiene 6 m de profundidad y 2 m de diámetro, con forma cilíndrica, cuenta con un volumen de 19 m3 (19,000 L) y está construido artesanalmente, en tiempo de época seca el agua en el aljibe tiene un nivel de agua aproximado de 3 m y en tiempo de época húmeda el agua alcanza la altura máxima del aljibe, esta es bombeada por una electrobomba marca EVANS modelo AC2ME200 con una capacidad de 595 L/min y una altura máxima de bombeo de 24 m, esta electrobomba abastece un tanque de almacenamiento de cinco mil litros ubicado a 3,80 m de altura conectado por un tubo de 2’’, este tanque es llenado para abastecer durante dos horas una parte de la vereda para luego mediante registros cambiar el sentido de abastecimiento hacia el otro lado de la vereda con la misma duración, el agua se transmite a través de un tubo de 3’’, completando diariamente 4 horas de bombeo y abastecimiento como servicio para la vereda. Los afiliados al acueducto veredal deben pagar una tarifa de $ 8.000 mensualmente.

Tabla 13. Ubicación del aljibe con respecto al predio

4.2.3.2 Manejo actual

El manejo del acueducto veredal es realizado por el director del mismo, siguiendo el organigrama presentado en Gráfica 18.

Área del predio

Coordenadas del aljibe dentro del predio

Profundidad del aljibe

Diámetro del aljibe

Volumen del aljibe

m2 N W m m m3

192 4° 03’ 072’’ 73° 36’ 111’’ 6 2 19


45

Gráfica 18. Organigrama de administración acueducto veredal

El acueducto es administrado por tres personas las cuales ocupan los cargos de director, tesorero, secretaria y fontanero con las siguientes funciones:

Director: Es el encargado de tomar las decisiones con respecto al funcionamiento del acueducto, administra las reuniones con la comunidad.

Tesorero: Se encarga de cobrar el valor requerido a cada afiliado, además de delegar las compras y manejo de dineros para el mantenimiento y funcionamiento del acueducto.

Secretaría: Su función consiste en el diligenciamiento, manejo de archivos y recepción de documentos para el funcionamiento del acueducto.

Fontanero: Encargado del mantenimiento de acueducto, además de controlar la duración y el sentido de abastecimiento.

Este acueducto no se encuentra constituido legalmente, ni posee la concesión de extracción de agua subterránea, es decir, es un acueducto informal por lo tanto se deben realizar los trámites necesarios para establecer el acueducto.

4.2.3.3 Ubicación y coordenadas del aljibe y los pozos sépticos El lote donde se encuentra el aljibe colinda con 3 casas las cuales cada una cuenta con su pozo séptico y no tienen la distancia adecuada que según el RAS 2000 debería ser como mínimo de 15 m entre el pozo séptico y el aljibe, la ubicación de los pozos y el aljibe se realizó mediante ArcGIS, tomando como referencia los puntos tomados con un GPS Garmin Vista Hcx en el lugar donde se va a desarrollar el proyecto; la ubicación del lugar se puede evidenciar en la Imagen 8 y las coordenadas en la Tabla 14.

.

Director

Tesorero Secretaria Fontanero


46

Las mediciones fueron realizadas con un decámetro desde el aljibe hasta los pozos sépticos más cercanos que ponen en riesgo la calidad de agua en la Tabla 15, se evidencia el terreno destinado por el acueducto veredal para el proyecto, la ubicación del pozo de captación y la distancia hacia los pozos sépticos ubicados.

Tabla 14. Coordenadas de aljibe y pozos sépticos

N W Distancia de pozo séptico al punto de captación

Captación 4° 03’ 072’’ 73° 36’ 111’’ NA

Séptico 1 4° 03’ 075’’ 73° 36’ 111’’ 10,3 m

Séptico 2 4° 03’ 068’’ 73° 36’ 114’’ 10,5 m

Séptico 3 4° 03’ 071’’ 73° 36’ 113’’ 14,5 m

Convenciones

Imagen 8. Ubicación aljibe y pozos sépticos



47

Ahora, concluyendo esta etapa se realizan tomas de muestras en el aljibe en la época seca y húmeda (época seca el 7 febrero de 2015 y época húmeda el 10 abril de 2015). Para la recolección de las muestras se realiza un muestro puntual, puesto que el lugar de la toma de muestra es proveniente de agua subterránea, el procedimiento de recolección de muestra fue realizado bajo las condiciones del manual de toma de muestras realizado por el IDEAM. (IDEAM, TOMA DE MUESTRAS DE AGUAS SUPERFICIALES – RED IDEAM, 2010). Las imágenes de la toma de muestras se presentan en el anexo fotográfico; éstas fueron llevadas a análisis fisicoquímico y microbiológico en el laboratorio certificado por el Ideam TECNOAmbiental S.A.S los resultados de estos análisis se muestran en las tablas 15 y 16 las cuales presentan los parámetros evaluados en el análisis, la unidad de medida, el valor de referencia que presenta la resolución 2115 de 2007 y el resultado del análisis. Los resultados originales se encuentran en el ANEXO 2.

4.3 Fase III: Evaluación y selección de operaciones unitarias Para el desarrollo de esta fase se tienen en cuenta los diagnósticos anteriores y de este modo realizar la evaluación y selección de las operaciones unitarias necesarias; es imprescindible conocer el resultado de los análisis realizados en la fase anterior.

4.3.1 Resultados de análisis fisicoquímicos A continuación se presentan las tablas de resultados de calidad de agua del aljibe de la vereda el Cocuy. En los resultados se muestra un incumplimiento a la norma de calidad de agua en los análisis microbiológicos, en cuanto a los resultados fisicoquímicos están dentro de los límites permisibles a excepción del pH en época húmeda.

48

Tabla 15. Resultados de análisis fisicoquímicos realizados al agua del aljibe el día 7 de Febrero de 2015 en época seca.

* Valor máximo aceptable

PARÁMETRO UNIDAD VALOR NORMATIVIDAD (RES 2115/2007)*

RESULTADO CUMPLE

Alcalinidad Total

mg CaCO3/L 200 < 3,0 SI

Calcio mg CaCO3/L 60 3,0 SI

Cloro residual libre

mg Cl2/L 0,3 -2,0 < 0,1 SI

Cloruros mg Cl-/L 250 1,0 SI

Color aparente UPC 15 < 5,0 SI

Conductividad uS/cm 1000 10,0 SI

D.B.O5 mg O2/L N.E < 5,0 -

D.Q.O mg O2/L N.E 19,0 -

Dureza total mg CaCO3/L 300 11,0 SI

Fluoruros mg F/L 1,0 < 0,3 SI

Fosfatos mg PO4-3/L 0,5 < 0,15 SI

Hierro total mg Fe/L 0,3 < 0,1 SI

Magnesio mg Mg/L 36 1,0 SI

Manganeso mg Mn/L 0,1 < 0,05 SI

Nitratos mg NO3/L 10,0 1,37 SI

Nitritos mg NO2/L 0,1 < 0,07 SI

Olor y sabor Aceptable- No aceptable

N.E Aceptable -

Oxígeno disuelto

mg O2/L N.E 2,80 -

pH UN 6,5 – 9,0 6,99 SI

Sólidos suspendidos

mg/L N.E < 10,0 -

Sulfatos mg SO4/L 250 < 3,0 SI

Temperatura C N.E 22,6 -

Turbidez NTU 2 < 1,0 SI

Coliformes Totales

NMP/100mL 0 192,0 NO

Escherichia Coli

NMP/100mL 0 2,0 NO

Fuente: (TECNOAmbiental S.A.S, Resultado de análisis fisicoquímicos de época seca, 2015)

49

Tabla 16. Resultados de análisis fisicoquímicos realizados al agua del aljibe el día 10 de Abril de 2015 en época húmeda

* Valor máximo aceptable

4.3.2 Evaluación de calidad de agua

Se realiza para conocer la diferencia porcentual entre épocas teniendo en cuenta la ponderación de cada parámetro en las gráficas del documento de la Universidad de Pamplona (Ramírez Calderón, 2010) en el cual se establecen los valores de calidad y métodos de calificación para tener un criterio acerca de la calidad del agua en las diferentes épocas. Para calcular el índice de la calidad de agua se realiza una suma lineal ponderada del producto entre factor de ponderación y el resultado del valor Q leído en las gráficas según la Ecuación 1. El resultado debe ser un número entre 0-100 para luego ser clasificado según la Tabla 17.

PARÁMETRO UNIDAD VALOR NORMATIVIDAD (RES 2115/2007)*

RESULTADO CUMPLE

Alcalinidad Total mg CaCO3/L 200 < 3,0 SI

Calcio mg CaCO3/L 60 1.2 SI

Cloro residual libre mg Cl2/L 0,3 -2,0 < 0,1 SI

Cloruros mg Cl-/L 250 1,0 SI

Color aparente UPC 15 < 5,0 SI

Conductividad uS/cm 1000 10,8 SI

D.B.O5 mg O2/L N.E < 5,0 -

D.Q.O mg O2/L N.E < 15,0 -

Dureza total mg CaCO3/L 300 5 SI

Fluoruros mg F/L 1,0 < 0,3 SI

Fosfatos mg PO4-3/L 0,5 < 0,15 SI

Hierro total mg Fe/L 0,3 < 0,1 SI

Magnesio mg Mg/L 36 < 1,0 SI

Manganeso mg Mn/L 0,1 < 0,05 SI

Nitratos mg NO3/L 10,0 1,33 SI

Nitritos mg NO2/L 0,1 < 0,07 SI

Olor y sabor Aceptable- No aceptable

N.E Aceptable -

Oxígeno disuelto mg O2/L N.E 5,2 -

pH UN 6,5 – 9,0 5,87 NO

Sólidos suspendidos mg/L N.E < 10,0 -

Sulfatos mg SO4/L 250 < 5,0 SI

Temperatura C N.E 23,2 -

Turbidez NTU 2 < 1,0 SI

Coliformes Totales NMP/100mL 0 10,0 NO

Escherichia Coli NMP/100mL 0 <1 NO

Fuente: (TECNOAmbiental S.A.S, Resultados análisis fisicoquímico época húmeda, 2015)

50

Ecuación 1. Índice de calidad de agua WQI

𝑊𝑄𝐼 = ∑ 𝑆𝐼𝑖𝑊𝑖

𝑛

𝑖=1

Donde:

WQI: índice de Calidad de Agua.

SI: Subíndice del parámetro i.

W: Factor de Ponderación para el subíndice i.

Tabla 17 valores de referencia para la calificación de ICA

CALIFICACIÓN VALOR

Excelente 91 - 100

Buena 71 – 90

Media 51 – 70

Mala 26 – 50

Muy mala 0 - 25

4.3.2.1 Evaluación de calidad de agua en época seca

Según la calificación de las curvas de función se obtienen los siguientes resultados como se muestra en las Tablas 18 y 19:

Tabla 18. Calificación de calidad de agua en época seca

Parámetro Resultado Unidades Q – Valor Factor de ponderación

Subtotal

Oxígeno Disuelto 33,41 % Sat 23 0,17875 4,11

Coliformes totales 192,00 NMP/100 mL 49 0,16875 8,27

pH 6,99 Unidades 95 0,11875 11,28

DBO < 5,0 mg/L 80 0,11875 9,50

Cambio de T 3 °C 84 0,10875 9,14

Fosfatos totales < 0,15 mg PO4 / L 100 0,10875 10,88

Nitratos 1,37 mg NO3 / L 100 0,10875 10,88

Turbidez < 1,0 NTU 100 0,08875 8,88

Sólidos Totales - - - - -

Sumatoria 72,92

Fuente: (Ramírez Calderón, 2010)

Fuente: Autoras, 2015

51

El valor de sólidos totales no es medido por el laboratorio, por lo tanto se realiza la corrección mediante la distribución del factor de ponderación del parámetro faltante entre los otros factores de ponderación para seguir con el cálculo del ICA normalmente. Adicionalmente para hallar el valor de saturación del oxígeno disuelto se hace necesario conocer el valor teórico de saturación de acuerdo a la temperatura. (Bain & Stevenson, 1999)

4.3.2.2 Evaluación de calidad de agua en época húmeda

Tabla 19. Calificación de la calidad de agua en época húmeda

% 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 = (𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙) ∗ 100

% 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 = (72,92 − 78,14

72,92) ∗ 100

% 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 = 7,15

La calidad del agua en ambas épocas es buena, por lo tanto la variación entre las mismas no representa un cambio abrupto en la calidad del agua puesto que la diferencia entre los puntajes obtenidos para la calidad de agua entre ambas épocas es de 7,15%, sin embargo la época húmeda presenta un puntaje mayor de calidad al de época seca.

Se confirma entonces que la calidad de agua es prácticamente constante, por lo tanto si no varía entre épocas (húmeda y seca), la variación diaria será mucho menor y se reafirma la toma de muestras puntuales que se realizaron para cada época.

Parámetro Resultado Unidades Q - Valor Factor de ponderación

Subtotal

Oxígeno Disuelto 5,2 % Sat 61 0,17875 10,90

Coliformes fecales 10,00 NMP/100 mL

70 0,16875 11,81

pH 5,87 Unidades 51 0,11875 6,06

DBO < 5,0 mg/L 80 0,11875 9,50

Cambio de T 2 °C 85 0,10875 9,24

Fosfatos totales < 0,15 mg PO4 / L 100 0,10875 10,88

Nitratos 1,33 mg NO3 / L 100 0,10875 10,88

Turbidez < 1,0 NTU 100 0,08875 8,88

Sólidos Totales - - - - -

Sumatoria 78,14


52

Según el WQI se obtienen los menores puntajes para el oxígeno disuelto y los coliformes en cada una de las épocas, esto afecta el puntaje total debido a que son estas dos variables las que más importancia tienen en el factor de ponderación y poseen menor calificación Q debido a los valores obtenidos en las pruebas fisicoquímicas y microbiológicas.

4.3.3 Análisis de resultados Al ser un agua de pozo, la calidad del agua no debería estar influenciada por el estado del tiempo, por lo tanto, para confirmar esta hipótesis se hace necesario encontrar el error entre cada uno los resultados mediante la Ecuación 2 teniendo en cuenta que el valor inicial corresponde a época seca y el final a la época húmeda debido a la fecha de toma de muestras, los resultados se muestran en la Tabla 20.

Ecuación 2. Porcentaje de diferencia entre resultados de análisis de época seca y húmeda

% 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 = (𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙) ∗ 100

Tabla 20.Porcentaje de diferencia entre resultados arrojados en análisis de época seca y húmeda

Parámetro Resultado de época seca (Inicial)

Resultado de época húmeda (Final)

Porcentaje de diferencia (%)

Alcalinidad Total < 3,0 < 3,0 0

Calcio 3,0 1.2 60,0

Cloro residual libre < 0,1 < 0,1 0

Cloruros 1,0 1,0 0

Color aparente < 5,0 < 5,0 0

Conductividad 10,0 10,8 8,0

D.B.O5 < 5,0 < 5,0 0

D.Q.O 19,0 < 15,0 21,05

Dureza total 11,0 5,0 54,54

Fluoruros < 0,3 < 0,3 0

Fosfatos < 0,15 < 0,15 0

Hierro total < 0,1 < 0,1 0

Magnesio 1,0 < 1,0 0

Manganeso < 0,05 < 0,05 0

Nitratos 1,37 1,33 2,91

Nitritos < 0,07 < 0,07 0

Olor y sabor Aceptable Aceptable ---

Oxígeno disuelto 2,80 5,20 85,71

pH 6,99 5,87 16,02

Sólidos suspendidos < 10,0 < 10,0 0

Sulfatos < 3,0 < 5,0 66,66

Temperatura 22,6 23,2 2,65

Turbidez < 1,0 < 1,0 0

Coliformes Totales 192,0 10,0 94,79

Escherichia Coli 2,0 <1,0 50,00


53

Los resultados de las muestras no presentan diferencia significativa y se consideran estables a pesar de la época o del clima, sin embargo existen variaciones en los parámetros de oxígeno disuelto, calcio y Escherichia coli y coliformes totales, cambios que se pueden deber a:

Calcio: Es insoluble, y puede dar coloración lechosa en el agua, su valor es menor en época húmeda posiblemente por efecto dilución generados por la precipitación, la cual ocasiona escorrentía e infiltración.

Oxígeno Disuelto: Éste parámetro si puede verse afectado por el clima, ya que en la época de verano el movimiento de la masa de agua y el volumen de la misma será mínimo por lo tanto su valor será menor en comparación al valor de época húmeda , el cual gracias a las precipitaciones, aumenta el volumen de la masa de agua y el movimiento de la misma, por lo tanto el agua presentará mayor oxigenación.

Escherichia coli y coliformes totales: Hay valores menores en época húmeda ya que el agua de precipitación genera un Efecto dilución y la escorrentía o movimiento de agua pueden transportar los microorganismos, mientras que en época seca el movimiento de la masa de agua es mínimo y los microrganismos pueden estar concentrados.

Estos resultados indican que no existe variación significativa entre época seca y época húmeda en la calidad de agua, por lo tanto las condiciones meteorológicas descritas en el diagnóstico tienen una influencia sobre algunos de los parámetros considerados en la normatividad, la precipitación puede diluir algunos compuestos, las condiciones físicas en los suelos permiten la filtración en época húmeda y por lo tanto la dilución de algunos de los contaminantes.

4.3.4 Evaluación de operaciones unitarias. El RAS título A establece las siguientes condiciones fisicoquímicas para catalogar el agua de fuente subterránea como una fuente regular aceptable, a continuación se presenta en la Tabla 21 la comparación de los valores permitidos por el RAS y los resultados promedio de las caracterizaciones fisicoquímicas realizadas en el diagnóstico técnico.

54

Tabla 21. Condiciones fisicoquímicas establecidas por el RAS

Los resultados de las caracterizaciones fisicoquímica y microbiológica están dentro del rango de valores de referencia permitidos por el RAS. Las operaciones unitarias sugeridas por el RAS para tratar el agua proveniente de una fuente regular aceptable deben ser: remoción del material flotante en las fuentes superficiales mediante un cribado con rejillas, seguido de desarenación si se justifica, filtración lenta sencilla o de múltiples etapas; o filtración rápida directa para valores de turbiedad hasta un máximo de 10 UNT; o floculación, sedimentación y filtración rápida, seguida de desinfección y ajuste de pH si se justifica. (Ministerio de Desarrollo Económico, 2000), por lo tanto y de acuerdo a los análisis fisicoquímicos y microbiológicos del agua, es necesario realizar la operación de desinfección, con el fin de eliminar los microorganismos, además de un sistema de filtración de múltiples etapas, el cual se compone de filtro grueso ascendente y filtro lento, no es necesaria la corrección de pH, el desarenador ni la filtración rápida directa, puesto que los valores de turbiedad no superan los establecidos por el RAS, tampoco la coagulación ni floculación debido a que no se justifica, los demás parámetros se encuentran dentro de la normatividad y no se requieren más procesos obligatorios; el filtro grueso ascendente retiene la entrada de sólidos y reemplaza el cribado, mientras el filtro lento contribuye a la eliminación de microorganismos (Ing. De Vargas & Quím. Barrenechea Martel, 2004), mediante la creación de posibles capas biológicas antes de la etapa de desinfección.

4.3.5 Matriz de calificación de alternativas De acuerdo a las alternativas examinadas anteriormente se determinan las operaciones de desinfección y filtración FiMe (filtración de múltiples etapas); Para elegir qué operación de desinfección elegir, se realiza una matriz de calificación para evaluar distintas alternativas, esta matriz tendrá una calificación de 1 a 5 siendo 1 la calificación más baja teniendo como base la información bibliográfica con respecto a las variables contempladas (DOMÉNECH, 2004), entonces la sumatoria total con mayor valor será la alternativa que más se adecúe para la desinfección del agua de la vereda objeto de estudio, como se muestra en la Tabla 22.

Parámetro Unidad Valor de referencia Promedio de resultados

DBO mg/L 3 – 4 < 5

Coliformes Totales NMP/100mL 50 – 500 101

Oxígeno Disuelto mg/L ≥ 4.0 4

pH promedio 5.0 – 9.0 6,43

Turbiedad UNT 2 – 40 < 1

Color UPC 10 – 20 < 5

Sabor y olor Inofensivo Aceptable

Cloruros mg/L- Cl 50 - 150 1,0

Fluoruros mg/L - Fl < 1.2 < 0, 3

Fuente: (Ministerio de Desarrollo Económico, 2000)

55

Tabla 22. Matriz de calificación de alternativas

Operación Alternativa Eficiencia Costo Facilidad de operación

Generación de residuos

Facilidad de adquisición

Total

Desin

fecció

n

Cloro 4 5 5 3 4 21

UV 5 3 4 5 1 18

Ozono 5 2 3 3 3 16

Fuente: Autoras, adaptado de (DOMÉNECH, 2004)

56

4.3.6 Selección de alternativa De acuerdo a la calificación realizada en la matriz, la cloración fue la alternativa que mejor cumple con un puntaje de 21 sobre 25 para la relación costo – beneficio aceptable de la vereda, además de contar con fácil adquisición no cuenta con complicaciones de formación de Trihalometanos debido a la baja cantidad de materia orgánica que se determinó en los análisis fisicoquímicos de la misma, permite la generación de cloro residual que actúa a largo plazo y su dosificación será de acuerdo a la demanda de cloro que se realiza mediante un laboratorio descrito en el Anexo 3.

4.3.7 Determinación de la demanda de cloro del agua del aljibe

Para determinar la demanda de cloro del agua perteneciente al aljibe de la vereda el Cocuy se realiza la curva de demanda de cloro, los puntos que componen esta curva se realizaron siguiendo los procedimientos establecidos por el método DPD 8021 de la EPA equivalente al método 4500-Cl consignado en el Standard Methods para la determinación de Cloro libre y Cloro residual, mediante reactivos DPD. (Hach Company, 2014). La metodología, el procedimiento y los cálculos realizados para la construcción de la curva de demanda de Cloro se muestran en el Anexo 3.

Se deben tener en cuenta que la realización de la práctica en el laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la universidad de La Salle implica la pre purga, purga y post purga tanto en el momento de la toma de muestra para el envase como para los materiales e instrumentos utilizados en el laboratorio. Para evitar contaminación de las muestras, se debe tener precaución con las pipetas y agitadores de vidrio utilizados ya que pueden mezclar las soluciones y entorpecer la lectura de las mismas.

A continuación se presentan las curvas generadas por los datos obtenidos en la práctica, para cloro residual libre, y cloro residual total las cuales representan la demanda de cloro de acuerdo a las características del agua de la vereda el Cocuy, además de encontrar el cloro residual de acuerdo a la dosificación.

57

En la Gráfica 19 se obtiene que aproximadamente por cada 1,5 mg Cl2 agregado por litro de agua, el cloro sobrante será de 0,9 a 1 mg Cl2, esto quiere decir que el agua reacciona con el cloro y a medida que completa la demanda empieza a generarse el cloro que no reaccionó como sobrante o libre; la tendencia de la gráfica permite observar un comportamiento directamente proporcional, pues a medida que se aumenta la concentración agregada, y el agua completa su demanda, el cloro sobrará, entonces, a mayor concentración agregada, mayor cloro libre.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Clo

ro li

bre

(m

g C

l2/L

)

Concentración agregada (mg Cl2/L)

Curva de Cloro Libre (mg Cl2/L)

Gráfica 19. Curva de Cloro libre


58

La curva mostrada en la Gráfica 20, tiene el punto de quiebre en aproximadamente 0,6 mgCl2, que es el valor mínimo a agregar por litro para suplir la demanda de cloro en el agua, es importante rebasar este punto debido a la generación de cloro libre, el cual contribuye a una mejor desinfección y se disipa por lo que favorece a no exceder el valor establecido en la normatividad de 2 mgCl2/L.

4.4 Fase IV: Dimensionamiento y diseño preliminar del sistema de potabilización

En esta fase se establece la demanda de agua por parte de la población de la vereda, la cual está proyectada de acuerdo al nivel de complejidad del sistema para finalmente dimensionar las estructuras y establecer los costos de implementación.

4.4.1 Periodo de diseño El periodo de diseño será realizado de acuerdo al nivel de complejidad del sistema establecido en el RAS, Título A, el cual es definido como bajo (Ministerio de Ambiente, 2003) ya que su población no supera los 2500 habitantes, en la proyección de población primero se encuentra la rata de crecimiento de la vereda, pues solo se posee información acerca del censo poblacional del 2005, fecha del último censo oficializado por el DANE, para luego realizar la proyección de población. (Comisión nacional del agua, 2012)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Clo

ro T

ota

l (m

g C

l2)


Curva de Demanda de Cloro

Gráfica 20. Curva de demanda de cloro


59

4.4.2 Proyección de población La población inicial de la vereda se obtuvo a través de las encuestas de percepción realizadas en la vereda y a la población directamente beneficiada por el proyecto, las cuales dieron como resultado una población de 380 personas entre adultos, niños y personas de la tercera edad, por lo que actualmente se considera un nivel de complejidad bajo (Ministerio de Desarrollo Económico, 2000), debido a la ausencia de datos censales se realiza el cálculo del porcentaje de crecimiento poblacional de la vereda para luego establecer la proyección de la población a 25 años, valor establecido por la resolución 2320 de 2009 para poblaciones con bajo nivel de complejidad.

Ecuación 3. Tasa de crecimiento

𝑇𝐶% = ((𝑃𝑖+𝑛

𝑃𝑖)

1𝑛

− 1) 100

Donde:

TC%: Tasa de crecimiento.

Pi + n: Población actual en la vereda.

Pi: Población inicial censada.

n: Tiempo de proyección (años).

Entonces, la tasa de crecimiento será igual a:

𝑇𝐶% = ((380 ℎ𝑎𝑏

160 ℎ𝑎𝑏)

125

− 1) 100

𝑇𝐶% = 9, 035

El crecimiento poblacional anual fue de 9,035%, sin embargo la tasa de crecimiento según un estudio realizado por la Universidad de los Llanos el crecimiento es de 2,12% (Fierro Patiño, 2005), por lo tanto se realiza un promedio entre estos dos porcentajes debido a que el crecimiento hallado mediante el cálculo es muy grande, de esta manera no se puede asegurar esa tendencia, si se tiene en cuenta el nivel de complejidad de la vereda en estudio, así entonces la tasa de crecimiento será:

Ecuación 4. Tasa de crecimiento promedio

𝑇𝐶̅̅̅̅ =𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 + 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎

2

𝑇𝐶̅̅̅̅ =9,035 + 2,12

2

60

𝑇𝐶̅̅̅̅ = 5,5%

Hallada la tasa de crecimiento, se procede a realizar la proyección de población para la vereda el Cocuy a 25 años:

Ecuación 5. Proyección de población

𝑃𝑖+𝑛 = 𝑃𝑖 ( 1 + 𝑇𝑐)𝑛

TC%: Tasa de crecimiento.

Pi + n: Población actual en la vereda.

Pi: Población inicial censada.

n: Tiempo de proyección (años).

𝑃2040 = 160 ( 1 + 0,055)35

𝑃2040 = 1042

De acuerdo al cálculo realizado para la proyección de población a 25 años para la vereda el Cocuy se encuentran aproximadamente 1042 habitantes para el año 2040, con este resultado es posible realizar los cálculos de demanda de agua, y el diseño preliminar, en la fórmula se toman 35 años como tiempo de proyección debido a que como población inicial se toma la del 2005 censada por el DANE.

4.4.3 Proyección de dotación La dotación se establece a partir de la resolución 2320 de 2009, en la cual se determina la dotación teniendo en cuenta la altura (m.s.n.m) a la que se encuentra el lugar y la clasificación de acuerdo al nivel de complejidad hallada anteriormente, luego de acuerdo a la proyección de población realizada se determina la cantidad de agua requerida por cada habitante/día en la vereda el Cocuy. (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2009). Para clima cálido y nivel de complejidad bajo, se requieren como mínimo 100 L- hab/Día y el cálculo se realiza como se muestra en la siguiente operación:

Ecuación 6. Demanda de agua

𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (ℎ𝑎𝑏) ∗ 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝐿 ∗ 𝐻𝑎𝑏

𝑑í𝑎) = 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 (

𝐿

𝑑í𝑎)

1042 ℎ𝑎𝑏 ∗ 100 (𝐿 ∗ 𝐻𝑎𝑏

𝑑í𝑎) = 104.221,20 (

𝐿

𝑑í𝑎)

Esta dotación obtenida luego del cálculo hace referencia al caudal diario mínimo necesario para abastecer a la población proyectada a 25 años en la vereda el

61

Cocuy, ahora bien, es necesario hallar el caudal horario promedio el cual es el cociente entre el caudal diario y 24 horas, dando como resultado un caudal promedio de 4342,55 L/h; los resultados de proyección de población anuales se presentan en la Tabla 24 y Tabla 25.

4.4.4 Dimensionamiento de unidades

Filtro grueso ascendente

Para el filtro grueso ascendente se deben tener en cuenta los coeficientes de velocidad de filtración dados por la guía del CEPIS, en la cual se establecen valores entre 0,1 a 0,2 m/h, se procede a realizar las operaciones siguientes para el año 2040, año de la proyección de diseño.

Como primera medida se distribuye el caudal diario en 24 horas del día para encontrar el caudal horario, lo que da como resultado:

Ecuación 7. Caudal horario

𝑄ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 =𝑄𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜

24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑄ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 =10.856,38 L/h

24 = 4342,55 𝐿 (4,34 𝑚3)

Dimensionamiento:

Ecuación 8. Área Superficial

Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 =𝑄𝑑

𝑁 ∗ 𝑉𝑓

Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 =4,34 𝑚3

0,45𝑚ℎ

= 9.65 𝑚2

Esta área superficial será distribuida en el número de filtros a determinar teniendo en cuenta que el número mínimo de filtros son dos, uno para realizar mantenimiento sin detener el funcionamiento, en la Tabla 24 se presentan los cálculos desde el año 2015 de población y área superficial necesaria para el filtro grueso ascendente. Al ser un filtro cilíndrico, el área superficial se refiere al área de la cara superior del tanque. Teniendo en cuenta la oferta de tanques de Colempaques se decide repartir el área según el diámetro encontrado en las fichas técnicas.

La investigación bibliográfica de las fichas técnicas de Colempaques para tanques de referencia cónica de 2000 L comprenden los siguientes parámetros que se muestran en la Imagen 9:

62

Al no ser constante el diámetro es promediado y para el tanque de 2000 L se obtiene un diámetro de 1270 mm. De acuerdo a este valor se encuentra el número de tanques y se clasifican por colores en la Tabla 23.

Tabla 23. Número de tanques y diámetros acumulados

Número de tanques Diámetro acumulado (mm)

2 2540

3 3810

4 5080

Imagen 9. Valores de tanques de referencia cónica Colempaques

Fuente: (COVAL, 2012)


63

Tabla 24. Valores de población, rata de crecimiento y área superficial para el filtro grueso ascendente.

FILTRO GRUESO ASCENDENTE

Año Población Rata de

crecimiento Dotación (L -

hab)/ día L día

requeridos m3 día

requeridos Promedio Q por hora (L)

Promedio Q hora m3

Carga superficial (m/h)

Área (m2)

Diámetro (m)

2015 273 0,055 100 27.330,31 27,33 1.138,76 1,14 0,45 2,53 1,80

2016 288 0,055 100 28.833,48 28,83 1.201,39 1,20 0,45 2,67 1,84

2017 304 0,055 100 30.419,32 30,42 1.267,47 1,27 0,45 2,82 1,89

2018 320 0,055 100 32.092,38 32,09 1.337,18 1,34 0,45 2,97 1,95

2019 338 0,055 100 33.857,46 33,86 1.410,73 1,41 0,45 3,13 2,00

2020 357 0,055 100 35.719,62 35,72 1.488,32 1,49 0,45 3,31 2,05

2021 376 0,055 100 37.684,20 37,68 1.570,18 1,57 0,45 3,49 2,11

2022 397 0,055 100 39.756,83 39,76 1.656,53 1,66 0,45 3,68 2,16

2023 419 0,055 100 41.943,46 41,94 1.747,64 1,75 0,45 3,88 2,22

2024 442 0,055 100 44.250,35 44,25 1.843,76 1,84 0,45 4,10 2,28

2025 466 0,055 100 46.684,12 46,68 1.945,17 1,95 0,45 4,32 2,35

2026 492 0,055 100 49.251,75 49,25 2.052,16 2,05 0,45 4,56 2,41

2027 519 0,055 100 51.960,59 51,96 2.165,02 2,17 0,45 4,81 2,48

2028 548 0,055 100 54.818,43 54,82 2.284,10 2,28 0,45 5,08 2,54

2029 578 0,055 100 57.833,44 57,83 2.409,73 2,41 0,45 5,35 2,61

2030 610 0,055 100 61.014,28 61,01 2.542,26 2,54 0,45 5,65 2,68

2031 643 0,055 100 64.370,06 64,37 2.682,09 2,68 0,45 5,96 2,75

2032 679 0,055 100 67.910,42 67,91 2.829,60 2,83 0,45 6,29 2,83

2033 716 0,055 100 71.645,49 71,65 2.985,23 2,99 0,45 6,63 2,91

2034 755 0,055 100 75.585,99 75,59 3.149,42 3,15 0,45 7,00 2,99

2035 797 0,055 100 79.743,22 79,74 3.322,63 3,32 0,45 7,38 3,07

2036 841 0,055 100 84.129,10 84,13 3.505,38 3,51 0,45 7,79 3,15

2037 887 0,055 100 88.756,20 88,76 3.698,17 3,70 0,45 8,22 3,23

2038 936 0,055 100 93.637,79 93,64 3.901,57 3,90 0,45 8,67 3,32

2039 987 0,055 100 98.787,87 98,79 4.116,16 4,12 0,45 9,15 3,41

2040 1042 0,055 100 104.221,20 104,22 4.342,55 4,34 0,45 9,65 3,51

64

Son necesarios 3 filtros realizados en tanques de 2000 L para suplir la carga superficial del agua hasta el año 2025, año en el cual se debe agregar un filtro más ya que la población crece y con ella la demanda de agua y teniendo en cuenta que se debe tener un filtro adicional en el caso de daño o mantenimiento se necesitan en total 4 filtros gruesos ascendentes hasta el año 2040.

Filtro lento de arena

Al ser un filtro lento, su velocidad de filtración es baja y por lo tanto se hacen necesarias más unidades para suplir el área y la carga superficial. Como mínimo deben existir 2 unidades de filtración, utilizando los mismos valores de diámetro del filtro grueso ascendente manejando tanques de 2000 L se obtienen los resultados consignados en la Tabla 25.

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Tabla 25. Valores de población, rata de crecimiento y área superficial para el filtro lento de arena.

FILTRO LENTO DE ARENA

Año Población Rata de

crecimiento Dotación (L - hab)/ día

L día requeridos

m3 día requeridos

promedio Q por hora (L)

promedio Q hora m3

carga superficial (m/día)

Área (m2)

Diámetro (m)

2015 273 0,055 100 27330,31 27,33 1138,76 1,14 0,20 5,69 2,69

2016 288 0,055 100 28833,48 28,83 1201,39 1,20 0,20 6,01 2,77

2017 304 0,055 100 30419,32 30,42 1267,47 1,27 0,20 6,34 2,84

2018 320 0,055 100 32092,38 32,09 1337,18 1,34 0,20 6,69 2,92

2019 338 0,055 100 33857,46 33,86 1410,73 1,41 0,20 7,05 3,00

2020 357 0,055 100 35719,62 35,72 1488,32 1,49 0,20 7,44 3,08

2021 376 0,055 100 37684,20 37,68 1570,18 1,57 0,20 7,85 3,16

2022 397 0,055 100 39756,83 39,76 1656,53 1,66 0,20 8,28 3,25

2023 419 0,055 100 41943,46 41,94 1747,64 1,75 0,20 8,74 3,34

2024 442 0,055 100 44250,35 44,25 1843,76 1,84 0,20 9,22 3,43

2025 466 0,055 100 46684,12 46,68 1945,17 1,95 0,20 9,73 3,52

2026 492 0,055 100 49251,75 49,25 2052,16 2,05 0,20 10,26 3,61

2027 519 0,055 100 51960,59 51,96 2165,02 2,17 0,20 10,83 3,71

2028 548 0,055 100 54818,43 54,82 2284,10 2,28 0,20 11,42 3,81

2029 578 0,055 100 57833,44 57,83 2409,73 2,41 0,20 12,05 3,92

2030 610 0,055 100 61014,28 61,01 2542,26 2,54 0,20 12,71 4,02

2031 643 0,055 100 64370,06 64,37 2682,09 2,68 0,20 13,41 4,13

2032 679 0,055 100 67910,42 67,91 2829,60 2,83 0,20 14,15 4,24

2033 716 0,055 100 71645,49 71,65 2985,23 2,99 0,20 14,93 4,36

2034 755 0,055 100 75585,99 75,59 3149,42 3,15 0,20 15,75 4,48

2035 797 0,055 100 79743,22 79,74 3322,63 3,32 0,20 16,61 4,60

2036 841 0,055 100 84129,10 84,13 3505,38 3,51 0,20 17,53 4,72

2037 887 0,055 100 88756,20 88,76 3698,17 3,70 0,20 18,49 4,85

2038 936 0,055 100 93637,79 93,64 3901,57 3,90 0,20 19,51 4,98

2039 987 0,055 100 98787,87 98,79 4116,16 4,12 0,20 20,58 5,12

2040 1042 0,055 100 104221,20 104,22 4342,55 4,34 0,20 21,71 5,26

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En este tipo de filtración, son necesarios 3 filtros hasta el año 2026, año en el cual se requieren 4 tanques para abastecer a la población, que bastan hasta el año 2038, en el cual se debe adicionar otro filtro, con lo cual se necesitarían para el filtro lento de arena 5 filtros, más el filtro requerido por mantenimiento, en total 6 filtros hasta el año 2040.

Cloración

Con el caudal promedio diario se puede encontrar el caudal pico, que se define como 2,5 veces el caudal promedio, obteniendo un valor de 10.856,38 L/h el cual puede generarse en las actividades que demandan mayor cantidad de agua durante el día. El tiempo mínimo de contacto entre el Cloro y el agua es de 30 minutos, con el cual teniendo el caudal se obtiene el volumen del tanque requerido para asegurar este tiempo de mezcla. Los volúmenes requeridos anualmente se presentan en la Tabla 26.

Tabla 26. Valores de volumen de tanque para desinfección

Año Valor pico

Q pico (L)

Q pico (m3)

tiempo de retención mínimo (h)

volumen del tanque diario (L)

volumen del tanque diario (m3)

2015 2,50 2846,91 2,85 0,50 1423,45 1,42

2016 2,50 3003,49 3,00 0,50 1501,74 1,50

2017 2,50 3168,68 3,17 0,50 1584,34 1,58

2018 2,50 3342,96 3,34 0,50 1671,48 1,67

2019 2,50 3526,82 3,53 0,50 1763,41 1,76

2020 2,50 3720,79 3,72 0,50 1860,40 1,86

2021 2,50 3925,44 3,93 0,50 1962,72 1,96

2022 2,50 4141,34 4,14 0,50 2070,67 2,07

2023 2,50 4369,11 4,37 0,50 2184,56 2,18

2024 2,50 4609,41 4,61 0,50 2304,71 2,30

2025 2,50 4862,93 4,86 0,50 2431,46 2,43

2026 2,50 5130,39 5,13 0,50 2565,20 2,57

2027 2,50 5412,56 5,41 0,50 2706,28 2,71

2028 2,50 5710,25 5,71 0,50 2855,13 2,86

2029 2,50 6024,32 6,02 0,50 3012,16 3,01

2030 2,50 6355,65 6,36 0,50 3177,83 3,18

2031 2,50 6705,21 6,71 0,50 3352,61 3,35

2032 2,50 7074,00 7,07 0,50 3537,00 3,54

2033 2,50 7463,07 7,46 0,50 3731,54 3,73

2034 2,50 7873,54 7,87 0,50 3936,77 3,94

2035 2,50 8306,59 8,31 0,50 4153,29 4,15

2036 2,50 8763,45 8,76 0,50 4381,72 4,38

2037 2,50 9245,44 9,25 0,50 4622,72 4,62

2038 2,50 9753,94 9,75 0,50 4876,97 4,88

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2039 2,50 10290,40 10,29 0,50 5145,20 5,15

2040 2,50 10856,38 10,86 0,50 5428,19 5,43

Para la cloración se presenta el mismo caso de la filtración lenta en arena, se requieren 2 tanques de 2000 L desde el año 2015 al 2025, para adicionar otro tanque hasta el año 2032, y luego otro hasta el 2038, por lo tanto se hacen necesarios 6 tanques para la desinfección.

La tubería a utilizar tiene un diámetro mínimo de 2 a 4 pulgadas, y de acuerdo a las características de los tanques las tuberías de conexión de PVC de 1 pulgada. Los accesorios necesarios para la adecuación y conexión entre tuberías y tanques son codos, tes, válvulas, empaques, adaptaciones tipo macho y hembra, tapones y por último uniones.

- Dosificación de cloro

Las dosificaciones están definidas de acuerdo a los volúmenes de tanques manejados y la concentración de los desinfectantes de manera que se ilustra la dosificación para los tanques de 2000 L con las concentraciones más comunes de desinfectante en el mercado.

De acuerdo a la curva de la Gráfica 19 se observa que por cada 1.5 mg/L de Cloro agregado, el cloro libre será de 1.0 mg/L por lo tanto 1.5 mg/L de Cl2 será la concentración a conseguir para que genere el cloro libre dentro de la normatividad. Los cálculos se realizan basados en la ecuación 3 tomando como datos:

- Para concentración de 5.25% de cloro:

𝑉1 =𝑉2𝐶2

𝐶1

V1: Volumen de cloro a dosificar.

C1: Concentración de cloro indicada en el envase (5.25% ó 52500 mg/L).

V2: Volumen de tanque 2000 L.

C2: Concentración de 1.5 mg Cl2 /L a la que se quiere llegar.

𝑉1 =2000𝐿 ∗ 1.5

𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿

52500 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿

𝑉1 = 0.057 𝐿 (57.2 𝑚𝐿 𝑑𝑒 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑐𝑙𝑜𝑟𝑖𝑡𝑜)𝑒𝑛 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒 2000 𝐿

- Para concentración de 3.5% de cloro:

68

𝑉1 =𝑉2𝐶2

𝐶1

V1: Volumen de cloro a dosificar.

C1: Concentración de cloro indicada en el envase (3.5% ó 35000 mg/L).

V2: Volumen de tanque 2000 L.

C2: Concentración de 1.5 mg Cl2 /L a la que se quiere llegar.

𝑉1 =2000𝐿 ∗ 1.5

𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿

35000 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿

𝑉1 = 0.085 𝐿 (85.71 𝑚𝐿 ≈ 86 𝑚𝐿 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑑𝑒 2000𝐿)

4.4.5 Establecimiento de propuesta. Inicialmente se establece el relleno para los filtros, con sus respectivas dimensiones y orden, estos se presentan en las Imágenes 10 y 11. Teniendo en cuenta que se realizaran sobre los tanques a manejar de 2000 L.

Imagen 10. Composición filtro grueso ascendente


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En el filtro grueso ascendente se proponen tres capas compuestas por material grueso en la parte del fondo, con grava de 1” de espesor 45 cm, seguida de grava de ½” con un espesor de 35 cm y luego una capa de gravilla de 3/8 de pulgada, teniendo en cuenta que se debe garantizar 20 cm de altura para la capa de agua sobrenadante.

Para el filtro lento se propone un espesor de 5 a 15 cm de capa sobrenadante para que el oxígeno tenga contacto con la capa biológica y pueda funcionar adecuadamente, en el fondo contiene una capa de 20 cm de espesor de grava de 1”, seguida de una capa del mismo espesor de grava de ½” y finalmente por una capa de 1 m de espesor de arena fina.

En el fondo del filtro lento y ascendente va la red de tuberías en donde para el filtro ascendente, su función es distribuir uniformemente el líquido con el fin de abarcar mayor área de filtración y evitar que se colmate de sedimentos, para el filtro lento la función que cumple es captar el agua uniformemente y conducirla hacia la tubería madre de salida, su esquema es presentado en la siguiente imagen, en cada red, la tubería posee agujeros con separación de 5 cm entre ellos con el propósito de dar salida y entrada al agua.

Imagen 11. Composición de filtro lento


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La red de tubería se plantea en forma de espina de pescado como se muestra en la Imagen 12, compuesta por un tubo principal de 1”, conectándose a sus derivaciones mediante tes, codos y tapones.

Se plantea construir un tanque elevado y un sistema de graderías sobre las cuales se ubiquen los tanques para el tratamiento, ya que el agua bombeada desde el pozo de captación debe llegar a un lugar más alto con el fin de permitir la salida del agua por gravedad a los filtros, teniendo en cuenta que antes de cada tanque se debe establecer un sistema de regulación de caudal mediante un sistema de válvulas para mantener el tiempo de retención en los tanques, garantizar la filtración y creación de la capa biológica, para el tanque elevado como las graderías se deben disponer unos cimientos, estos construidos en concreto, sobre los cuales se construyen bases para que a partir de estas se sitúen las columnas del respectivo tanque, el cual estaría construido en los mismos materiales, las graderías tendrán una cimentación llamada “Zapatas” (las cuales estarían conectadas entre ellas mediante vigas); acorde con un diseño estructural basado en un estudio de suelo, en las imágenes 13, 14, 15, 16, 17 y 18 se presentan los esquemas a manera de ejemplo de la cimentación, la placa y las bases.

Imagen 12. Tuberías en el fondo del tanque de 2000 L


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El dado de cimentación dará estabilidad a cada una de las columnas soportando el peso del tanque elevado.

Imagen 13.Esquema del Dado de cimentación para tanque elevado

Imagen 14. Esquema de Zapata para bases de graderías



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La zapata dará estabilidad a cada una de las graderías

Imagen 15. Esquema de la Cimentación para tanque elevado y graderías, vista superior.

En la imagen 15 presentamos un posible esquema de la cimentación que soporta el sistema de filtros, en la imagen 16 se muestra la vista de perfil y superior de la cimentación que se propone.


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Una vez propuestos los cimientos, también se propone que las graderías, estén construidas en perfilería de acero para minimizar los costos, sobre estas se colocan placas de concreto sobre las cuales posteriormente se instalan los tanques. A continuación en las imágenes 17 y 18 se presentan detalles del esquema de la placa.

Imagen 17. Esquema de Corte de la placa

Imagen 16. Esquema de la Vista lateral de la cimentación, isometría con vista superior



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4.4.6 Propuesta de diseño preliminar del sistema de potabilización De acuerdo a lo propuesto, se plantean tres niveles de graderías para la colocación de los 16 tanques en los cuales el agua fluirá por gravedad. Ahora bien, cada tanque contará con un espacio de 80 cm a la redonda para el paso de las personas que realicen el mantenimiento. A continuación en la Imagen 19 se presenta el diseño propuesto mediante un corte frontal, en el cual se observa la organización de los tanques y la medida del tanque elevado, además de la vista superior y lateral del sistema.

Imagen 18. Esquema de Detalle de la placa


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Las medidas presentadas en cada uno de los diseños están en centímetros.

Imagen 19. Corte frontal del sistema sin tubería


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En las columnas del tanque elevado se anclan flejes en varilla a manera de escaleras que permiten el ascenso al sistema para su mantenimiento tal como se observa en la Imagen 20.

Los tanques serán conectados mediante tubería 1” de diámetro, con codos y conexiones en tee, el sistema cuenta con válvulas las cuales son necesarias para la medición de caudal a la entrada y salida de cada tanque, las salidas son conectadas a tubos madre, los cuales reciben el flujo del líquido de cada escalón, homogenizan la velocidad y reparten el agua por gravedad hacia las otras fases del proceso, a continuación se presenta un perfil frontal y lateral de las conexiones entre tanques y tuberías.

Imagen 20. Perfil lateral del sistema de potabilización sin tubería


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Las conexiones entre tanques se realizan individualmente como se muestra en la Imagen 21, con el fin de que en el momento del mantenimiento, pueda suspenderse la actividad de cualquiera de los filtros o tanques sin que se vea afectada la capacidad del sistema, en todas sus etapas.

En la Imagen 22, se presenta el sistema de tuberías visto frontalmente, en el cual se observa el proceso, pues desde el sistema de bombeo el agua es impulsada hasta el tanque elevado, por donde sale luego por gravedad hacia los tanques de filtración gruesa e ingresa de manera ascendente, luego de pasar por este filtro, llegan a uno de los tubos madres donde se vuelven a repartir en los tanques pertenecientes a la filtración lenta en arena, en las cuales se encuentran las válvulas reguladoras de caudal que servirán para interrumpir el flujo de agua hacia determinado tanque en el momento de emergencias o mantenimiento, seguidamente el agua vuelve a otro tubo madre, en el cual se distribuye el agua para la desinfección, la cual sale de los tanques a otro tubo madre el cual se debería conectar con una bomba y luego al sistema de distribución del acueducto veredal.

Imagen 21. Perfil lateral de los tanques y la tubería.


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Imagen 22. Perfil frontal del sistema con tubería

Finalmente, se plantea el diseño preliminar final del sistema de potabilización de agua para la vereda el Cocuy como se muestra en la Imagen 23, proponiéndole a los interesados disponer de mayor área para la instalación de la planta de tratamiento (mediante la adquisición de predios vecinos al existente) para ubicar las unidades necesarias para su funcionamiento técnico.


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Imagen 23. Diseño preliminar final vista superior


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4.4.6.1 Aproximación de costos finales La totalidad de tanques necesarios para los 25 años de proyección son 16, distribuidos en 4 para el filtro grueso de 2000 L, en el filtro lento de arena son necesarios 5 tanques de 2000 L y uno para el mantenimiento, finalmente en la desinfección se requieren 6 tanques de 2000 L, los costos resultan de un promedio de precios investigados.

El costo de adquisición del cloro puede variar de acuerdo al volumen adquirido, se debe tener en cuenta que en el envase, el hipoclorito y la concentración de cloro va disminuyendo a medida que pasa el tiempo, pues tiende a volatilizarse perdiendo su concentración, se requiere entonces que el volumen de hipoclorito de sodio no tenga más de 3 meses de almacenado después de su primera aplicación. El volumen requerido por tanque varía según la concentración, se toma la concentración más común que es del 3.5% de Hipoclorito; este deberá ser aplicado cada 24 horas a los tanques. Los valores que se presentan a continuación en las Tablas 27 y 28, hacen referencia al costo de adquisición de desinfectante para el año 2015 teniendo en cuenta que para este año serán necesarios dos tanques.

Tabla 27. Volumen requerido para dosificación

Si se realiza la compra mensual, puede generarse un costo de adquisición de:

Tabla 28. Costo de desinfectante año 2015

De acuerdo al diseño del sistema de potabilización de agua propuesto se genera un presupuesto, en el cual se calcula el costo por cantidades de los materiales requeridos por el sistema, los cuales fueron determinados de acuerdo la cantidad de cada material obteniendo un valor unitario para posteriormente hallar un valor total, como se muestra en la Tabla 29.

Volumen de desinfectante por tanque (mL)

Número de tanques

Volumen diario (mL)

Volumen mensual (mL)

86 2 172 5.160 ≈ 5.200 (5.2 L)

Volumen envase Precio unitario Envases requeridos Costo

3500 cm3 (3.5 L) 11.610 2 23.220



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Tabla 29. Costo de materiales para el sistema de potabilización

PRESUPUESTO SISTEMA DE POTABILIZACION DE AGUA

FILTROS

10,0 INSTALACIONES EXTERNAS DEL FILTRO

10,01 TANQUE 2000L COLEMPAQUES

UN 16,0 $ 469.900 $ 7.518.400

10,02 VALVULA 1'' TIPO BOLA UN 51,0 $ 5.300 $ 270.300

10,03 TAPON 1'' LISO UN 6,0 $ 1.200 $ 7.200

10,04 LIMPIADOR PVC UN 2,0 $ 11.000 $ 22.000

10,05 CODO 1'' UN 7,0 $ 1.000 $ 7.000

10,06 PEGAMENTO PVC UN 2,0 $ 15.000 $ 30.000

10,07 TEE 1'' UN 32,0 $ 1.800 $ 57.600

10,08 TEFLON UN 2,0 $ 5.000 $ 10.000

10,09 TUBERIA 2'' PVC PRESION

6M ML 5,0 $ 50.000 $ 250.000

SUBTOTAL INSTALACION ESTERA FILTRO $ 8.172.500

11,0 INSTALACIONES INTERNA DEL FILTRO

11,01 ARENA FINA M3 7,6 $ 38.000 $ 288.800

11,02 GRAVA 1'' M3 3,8 $ 38.000 $ 144.400

11,03 GRAVA1/2'' M3 3,3 $ 38.000 $ 125.400

11,04 GRAVA 3/8'' M3 1,5 $ 38.000 $ 57.000

11,05 CODO 1'' 90° UN 10,0 $ 1.700 $ 17.000

11,06 TAPIN 1'' LISO UN 96,0 $ 1.200 $ 115.200

11,07 TEE 1'' UN 30,0 $ 1.800 $ 54.000

11,08 MACHO 1'' UN 32,0 $ 1.500 $ 48.000

11,09 HEMBRA 1'' UN 32,0 $ 1.600 $ 51.200

11,10 EMPAQUE 1'' UN 64,0 $ 900 $ 57.600

11,11 UNION 1'' UN 6,0 $ 1.000 $ 6.000

11,12 TUBO 1'' PVC PRESION 6M ML 46,0 $ 60.000 $ 2.760.000

11,13 REGISTRO DE 1" UN 1,0 $ 16.000 $ 16.000

SUBTOTAL INSTALACION INTERNA FILTRO $ 3.740.600

TOTAL $ 11.913.100

El costo total de los materiales requeridos para el sistema es de $ 11.913.100, sin tener en cuenta el precio de la mano de obra requerida para la implementación y construcción, ya que esta será realizada de acuerdo a la conveniencia económica de la vereda, siendo este un valor no cuantificable para este proyecto, así mismo el costo total del material puede variar de acuerdo al año en que sea decidido su implementación dando como resultado que el presupuesto cambie. Los cálculos de los volúmenes de material requerido se presentan en el Anexo 4.

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5. CONCLUSIONES

Se plantea el diseño de 16 tanques distribuidos de la siguiente manera: 4 tanques de 2000 L para la filtración gruesa ascendente, 6 tanques de 2000 L para la filtración lenta en arena y 6 tanques de 2000 L para la desinfección, estos valores contemplan las unidades adicionales requeridas para el mantenimiento del sistema. Todo esto proyectado al 2040, año en el que se finaliza la proyección a 25 años establecida.

La vereda el cocuy no dispone de un sistema de acueducto con agua debidamente tratada, por esta razón no cumple con las normas de calidad, además la ubicación de los pozos sépticos colindantes al lugar de captación no tienen la distancia adecuada.

Las operaciones necesarias para la potabilización de agua son filtración gruesa ascendente, filtración lenta y desinfección a manera de cloración.

El porcentaje de las encuestas representa un 70% de la población, dan como resultados notables que la población se encuentra vulnerable a la contaminación del recurso, puesto que desconocen los métodos de tratamiento del agua para hacerla apta para consumo.

De acuerdo con el índice de calidad de agua, el resultado fue de buena calidad para las épocas evaluadas, no existe distinción entre la calidad del agua a excepción de los análisis microbiológicos.

La implantación total del sistema de potabilización es de aproximadamente 11 millones de pesos para el año 2015 teniendo en cuenta que se puede implementar progresivamente el costo puede variar.

La propuesta tuvo como base para su desarrollo la calidad de agua del lugar y el crecimiento poblacional progresivo desde el censo realizado en el 2005.

83

6. RECOMENDACIONES

Se le invita a la Junta de Acción Comunal de la Vereda el Cocuy que tenga en cuenta las siguientes recomendaciones:

Realizar los trámites en los entes pertinentes para la legalización del acueducto y la obtención de la concesión de agua.

Disponer de estudios previos adicionales a este proyecto como los estudios de suelo, diseño estructural, presiones y pérdidas.

Monitorear de la demanda de cloro para las viviendas lejanas a las cuales les llega el suministro de agua; si dentro de los resultados las viviendas no cumplen con la normatividad de Cloro libre se deberá implementar una estación de recloración en la que se deberá hacer una nueva curva de demanda de cloro para la dosificación de ese punto.

El aljibe debe tener un revestimiento o impermeabilizado parcial, con el fin de evitar contaminación externa, este debe realizarse en la parte superior del pozo con el fin de evitar la filtración de aguas superficiales contaminadas.

Clausurar por completo los pozos sépticos cercanos al aljibe, o la reubicarlos de acuerdo a la normatividad vigente, mediante la gestión de un sistema de alcantarillado o la construcción de un pozo séptico comunitario que no se encuentre en cercanías del aljibe.

Verificar la calidad de agua mediante un monitoreo fisicoquímico y microbiológico, éste debe ser realizado cada 6 meses para verificar que la calidad cumpla con los parámetros de la normatividad vigente y por ende el correcto funcionamiento del sistema.

Disponer u obtener los planos de catastro de todo el sistema de abastecimiento, en caso de que no existan se debe solicitar apoyo a las entidades correspondientes.

Velar por mantener las condiciones de operación y mantenimiento del sistema, además de realizar capacitaciones al personal operativo encargado de su mantenimiento y operación.

Implementar jornadas periódicas de educación ambiental y sanitaria en la vereda, para el manejo de residuos sólidos, residuos líquidos, manejo de aguas negras, fugas en el sistema de distribución y uso eficiente del agua.

84

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87

ANEXO 1 Encuesta y registro fotográfico

Formato de encuesta realizada y registro fotográfico

RECOLECCION DE DATOS

Encuesta #____

Nombre: Fecha:

Dirección: Vereda:

Nº de habitantes: _____ niños: ____ Adultos: ____ Persona de la tercera edad: ____

Preguntas SI NO OBSERVACIONES

¿Cuenta con el servicio de abastecimiento de agua por parte del

acueducto veredal? ¿Hace cuánto?

En caso de ser negativa la respuesta de la pregunta anterior; ¿De donde se

abastece de agua?

¿El agua presenta algún tipo de color o de olor?

¿Qué tipo?

¿Se han presentado enfermedades cutáneas o gastrointestinales por el consumo o utilización del agua?

¿Cuál? ¿Cuándo fue la última

vez?

¿Almacena el agua que llega del acueducto veredal?

¿En qué?

De ser afirmativa la respuesta anterior; ¿Le hace aseo al tanque donde la

almacena? ¿Cada cuánto?

¿Utiliza el agua para beneficio de animales o plantas?

¿Cuál?

¿Le hace algún tratamiento al agua que es de consumo?

¿Cuál?

¿Compra agua para consumo en la vivienda a diario?

¿Cuánto gasta

monetariamente al día?

En caso de implementar un sistema de potabilización de agua está de acuerdo en

el cobro para el servicio

Firma del Encuestado:

__________________________________ CC: _____________________ Tel: _____________

88

Realización de encuestas con la población

89

Aljibe, toma de muestras y caserío de la vereda

90

Realización de laboratorio de demanda de agua

91

ANEXO 2 Resultados de análisis fisicoquímicos en Época seca

92

Resultados de análisis fisicoquímicos en Época húmeda

93

ANEXO 3 Metodología de la práctica de cloro residual y cloro libre

Fuente: Autoras, 2015; adaptado de (Hach Company, 2014)

94

Determinación de concentración inicial de cloro utilizado

Se utilizó una botella de 500 mL de Hipoclorito de Sodio, “Límpido” utilizado y vendido comúnmente en la ciudad y el país, el cual indicaba que estaba más concentrado con un porcentaje de 5.25%, para determinar el volumen necesario para obtener 100 p.p.m se realizaron los cálculos utilizando la siguiente ecuación.

. Dilución

𝑉1𝐶1 = 𝑉2𝐶2

Donde

V1: Volumen de agua destilada (1000mL)

C1: Concentración requerida (100 p.p.m ó mg/L)

V2: Volumen de hipoclorito necesario para llegar a 100 p.p.m (Por determinar)

C2: Concentración de cloro indicada en el envase (5.25% ó 52500 p.p.m)

Por lo tanto se despeja el volumen 2

Despeje del volumen 2

𝑉2 =𝑉1𝐶1

𝐶2

𝑉2 =1000𝑚𝐿 ∗ 100 𝑝. 𝑝. 𝑚

52500 𝑝. 𝑝. 𝑚

𝑉2 =100000 𝑚𝐿

52500

𝑉2 = 1.9 ≈ 2.0 𝑚𝐿

Por lo tanto se agregaron 2 mL del hipoclorito en un balón aforado de 1000 mL hasta completar en volumen, se agitó y se midió en el equipo, sin embargo al verificar su concentración esta excedió el límite de lectura, por lo cual se hizo necesario repetir el laboratorio utilizando una mayor dilución, de 1.5 mL de hipoclorito en 1000 mL de agua destilada, para luego tomar 1 mL de esa solución (solución madre) , diluirla en 100 mL de agua destilada esperar 3 min de reacción y llevar a medición, obteniendo como resultado de lectura es decir, concentración real 1,3 mg/L, con la cual se realizan los cálculos, esta vez despejando la concentración 1 y tomando las variables como:

V1: Volumen tomado de la solución madre (1mL)

C1: Concentración inicial de Cloro (Por determinar)

V2: Volumen de agua destilada (100 mL)

95

C2: Concentración de cloro indicada en la lectura del equipo (1,3mg/L)

. Concentración real de cloro en solución madre

𝐶1 =𝑉2𝐶2

𝑉1

𝐶1 =100 𝑚𝐿 ∗

1,3𝑚𝑔𝐿

1 𝑚𝐿= 130

𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿

Lo que significa que la concentración indicada en el envase debería ser de 100 mg Cl2/L, y el resultado arrojó un valor de 30 mg Cl2/L adicionales, este valor será utilizado en las correcciones de lectura en el equipo, por lo tanto y teniendo en cuenta los volúmenes utilizados inicialmente se procede a calcular la concentración original del envase, de nuevo despejando la concentración inicial y tomando como valores.

V1: Volumen de cloro agregado (1.5 mL).

C1: Concentración del envase (Por determinar).

V2: Volumen de la solución madre (1000 mL).

C2: Concentración de cloro hallada en solución madre (130 mg Cl2 /L).

Por lo tanto la concentración del envase será:

Concentración real de cloro en el envase

𝐶1 =𝑉2𝐶2

𝑉1

𝐶1 =1000 𝑚𝐿 ∗

130 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿1,5 𝑚𝐿

= 86.666,6 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿 ≈ 8.7%

Lo cual indica que en vez de 5.25% el envase estaba a una concentración del 8.7% y por esto la primera medición estuvo por fuera de los límites del equipo, continuando con el procedimiento establecido, se hallan las concentraciones, los resultados obtenidos se presentan a continuación.

96

Resultados de lectura en el espectrofotómetro y concentración agregada:

Establecido Calculado Leídos por el espectrofotómetro

Volumen tomado de la solución madre (mL)


Cloro residual libre (mg Cl2/L)

Cloro residual total

(mg Cl2/L)

0,1 0,13 0,013 1,36

0,6 0,78 0,49 0,55

1,1 1,43 0,89 0,95

1,6 2,08 1,39 1,44

1,9 2,47 1,5 1,53

La concentración agregada es el resultado de los cálculos entre la concentración real de cloro en la solución madre y el volumen de las muestras añadido a cada beaker de 100 mL y se despeja la concentración 2 tomando como datos:

V1: Volumen agregado de la solución madre a cada beaker (variable).

C1: Concentración hallada en solución madre (130 mg Cl2 /L constante).

V2: Volumen de los beakers (100 mL constante).

C2: Concentración de cloro en cada beaker (por determinar).

Se detalla el despeje y realización de la ecuación para el primer beaker a manera de ejemplo:

. Determinación de la concentración agregada

𝐶2 =𝑉1𝐶1

𝑉2

𝐶2 =0,1 𝑚𝐿 ∗

130 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿100 𝑚𝐿

= 0,13 𝑚𝑔 𝐶𝑙2

𝐿


97

ANEXO 4

Ecuaciones de carga superficial y volúmenes de filtros

Para encontrar los volúmenes de los tanques se hacen necesarios los datos de población anual, con los datos de dotación se halla el caudal diario, siguiendo las ecuaciones a continuación.

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (𝐿

𝑑í𝑎) = 𝑃𝑜𝑏 ∗ 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 =𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (

𝐿𝑑í𝑎

)

24

Teniendo en cuenta los datos teóricos para la carga superficial en cada uno de los filtros se procede a hallar el área superficial de los tanques requeridos.

Á𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑚2) =𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 (

𝑚3

ℎ)

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑚ℎ

)

𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑚) = √𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ∗ 4

𝜋

Ecuación de volumen de material para relleno de filtros.

Para hallar el volumen total tanto de arena fina, grava de 1'', grava de 1/2'' y grava de 3/8'' contenido en los tanques se realiza por medio de la siguiente ecuación, teniendo en cuenta que las alturas de cada uno de los materiales en los filtros son diferentes.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 =𝜋

4∗ 𝐷2 ∗ ℎ

propuesta de diseño preliminar de un sistema de

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