I

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL UNIDAD DE POSTGRADO, INVESTIGACIÓN Y

DESARROLLO

MAESTRÍA EN ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL

TESIS PRESENTADA PARA OPTAR EL GRADO

ACADÉMICO DE MAGÍSTER EN ADMINISTRACIÓN

AMBIENTAL PORTADA

TÍTULO:

EVALUACIÓN DE LA TURBIDEZ COMO INDICADOR

BÁSICO DE LA CALIDAD DE AGUAS POTABILIZADAS A

PARTIR DE FUENTES SUPERFICIALES Y SU EFECTO EN

EL PROCESO DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA EN LA

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “CUATRO

ESQUINAS” PORTOVIEJO

AUTOR:

ING. MARÍA MONSERRATE MACÍAS VERA

TUTOR:

Ing. CARLOS RAÚL MONTOYA SOTOMAYOR M.Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR

JUNIO – 2015

II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS TÍTULO Y SUBTÍTULO: EVALUACIÓN DE LA TURBIDEZ COMO INDICADOR

BÁSICO DE LA CALIDAD DE AGUAS POTABILIZADAS A PARTIR DE FUENTES

SUPERFICIALES Y SU EFECTO EN EL PROCESO DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA

EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “CUATRO ESQUINAS”,

PORTOVIEJO.

AUTOR: María Monserrate Macías Vera

TUTOR: Ing. Carlos Raúl Montoya Sotomayor M.Sc.

REVISORES: Ing. Victor Hugo Briones. MBA

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo

CARRERA: ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL

FECHA DE PUBLICACIÓN: JUNIO DEL 2015 No. DE PÁGS.: 116

TITULO OBTENIDO: INGENIERO CIVIL

ÁREAS TEMÁTICAS: Medio Ambiente, Turbiedad, Agua Potable

PALABRAS CLAVE: Aguas superficiales, indicadores de calidad del agua, turbidez, contaminación, potabilización, salud humana.

RESUMEN: El presente trabajo investigativo tuvo como objetivo identificar y determinar

los efectos que produce la turbidez del agua y los procesos de potabilización del agua en

la Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” de la ciudad de Portoviejo,

durante el primer semestre del año 2013. La investigación estuvo enmarcada en diversos

estudios relacionados con la problemática en cuestión, los mismos que van desde los

indicadores de calidad de aguas superficiales, deterioro de la calidad de las aguas, hasta

los procesos de potabilización, todo esto permitió consolidar en el presente estudio los

efectos de la turbidez en el agua de alimentación de la Planta de tratamiento “Cuatro

Esquinas”. El estudio incluyó los problemas que dificultan al tratamiento del agua,

presentado por el alto índice de variación de la turbidez, especialmente en la etapa

invernal y las graves consecuencias que desencadenan como desabastecimiento de

agua potable durante varios días a 270765 habitantes, los cuales sufren

permanentemente de esta problemática durante muchos años. Las técnicas empleadas

en el presente estudio, al igual que la metodología se basaron en la investigación

diagnóstica – propositiva, cuyos recursos utilizados se presentan a través de métodos,

técnicas e instrumentos de análisis, desarrollados con la ley Ambiental vigente.

No. DE REGISTRO (en base de

datos):

No. DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL (tesis en la web):

ADJUNTO PDF SI NO

CONTACTO CON AUTOR Telf.:

05-2417971

0992926426

Email: marita_macias26@hotmail.com

CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN: Nombre: Unidad de Postgrado Investigación y Desarrollo

Teléfono: 2325530-38 Ext. 114

E-mail:

III

CERTIFICADO DEL TUTOR

En calidad de tutor de la Unidad de Postgrado, Investigación y Desarrollo

de la Universidad de Guayaquil, CERTIFICO: haber analizado teórica y

metódicamente la Tesis de Grado titulada: “EVALUACIÓN DE LA

TURBIDEZ COMO INDICADOR BÁSICO DE LA CALIDAD DE AGUAS

POTABILIZADAS A PARTIR DE FUENTES SUPERFICIALES Y SU

EFECTO EN EL PROCESO DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA EN LA

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE CUATRO

ESQUINAS, PORTOVIEJO”, como requisito previo para optar el grado

académico de Magister en Administración Ambiental, la cual cumple con

los requisitos reglamentarios establecidos.

Junio del 2015

Ing. Carlos Raúl Montoya Sotomayor M.Sc.

C.C. 090207216-4

Tutor.

IV

CERTIFICADO DEL GRAMÁTICO

GUSTAVO MARFETÁN SALINAS, Licenciado en Literatura y Castellano

con el registro SENESCYT N°1006-11-1060958, por medio del presente

tengo a bien CERTIFICAR: Que he revisado la redacción, estilo, y

ortografía de la tesis de grado elaborada por la Ing. María Monserrate

Macías Vera con cédula de identidad N° 131194631-1 previo a la

obtención del grado académico de MAGISTER EN ADMINISTRACIÓN

AMBIENTAL.

TEMA DE TESIS “EVALUACIÓN DE LA TURBIDEZ COMO INDICADOR

BÁSICO DE LA CALIDAD DE AGUAS POTABILIZADAS A PARTIR DE

FUENTES SUPERFICIALES Y SU EFECTO EN EL PROCESO DE

POTABILIZACIÓN DEL AGUA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUA POTABLE CUATRO ESQUINAS, PORTOVIEJO”.

Trabajo de investigación que ha sido escrito de acuerdo a las normas

ortográficas y de sintaxis vigentes.

Junio del 2015

Lic. Gustavo Marfetán Salinas

Miembro del Congreso Internacional

De la Lengua Española

Especializado en Lengua y Lingüística Españolas

V

AUTORÍA

Ingeniera María Monserrate Macías Vera, maestrante de la Universidad

de Guayaquil, declaro que el presente trabajo de investigación titulado

“EVALUACIÓN DE LA TURBIDEZ COMO INDICADOR BÁSICO DE LA

CALIDAD DE AGUAS POTABILIZADAS A PARTIR DE FUENTES

SUPERFICIALES Y SU EFECTO EN EL PROCESO DE

POTABILIZACIÓN DEL AGUA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUA POTABLE CUATRO ESQUINAS, PORTOVIEJO”, es de mi

completa autoría y ha sido realizado bajo absoluta responsabilidad con la

tutoría del Ing. Jesús Eduardo Alcívar Rivas, Máster en Gestión

Ambiental.

Toda la responsabilidad con respecto a las investigaciones con sus

respectivos resultados, conclusiones y recomendaciones presentadas en

esta tesis es exclusividad del autor.

Junio del 2015

Ing. María Monserrate Macías Vera

C.C. 131194631-1

VI

DEDICATORIA

A Dios porque me permite caminar junto a él y llegar a este momento tan

importante para mí desarrollo, A mi madre por ser quién me acompaña

desde su vientre en todo el trayecto de mi vida, A mi Padre quien ha

sabido guiarme e inculcarme para desarrollar con éxito mi carrera

profesional, por ellos son quien soy y amo la Vida.

A mi esposo Sergio y mi hija Doménica pilares y base fundamentales de

mi existencia, son ustedes el sustento que me impulsa levantarme día a

día.

A mis hermanas y familiares que a través de mis logros han captado y

aceptado la importancia que tiene el estudio en la vida. A mi tutor que con

sus enseñanzas me permite llegar a la culminación de esta investigación.

Y a todas aquellas personas que formaron parte de desarrollo de esta

investigación.

Ing. María Monserrate Macías Vera

VII

AGRADECIMIENTO

A Dios, padre de da la vida sin él mis ideales y mi existencia no tuviesen

sentido. A la excelsa Universidad de Guayaquil por su constante

participación en la formación de profesionales de Magister en

Administración Ambiental. A mi Tutor de Tesis el Ing. Carlos Raúl

Montoya Sotomayor, quien a través de sus minuciosos guío con éxito el

presente trabajo de investigación. A la Empresa Pública Municipal de

Agua Potable y Alcantarillado de Portoviejo por los aportes y facilidades

brindadas en el presente estudio. A todas las personas que contribuyeron

para cumplir este objetivo.

Ing. María Monserrate Macías Vera.

VIII

ÍNDICE GENERAL

PORTADA............................................................................................................ I

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA .............................. II

CERTIFICADO DEL TUTOR ............................................................................. III

CERTIFICADO GRAMÁTICO ........................................................................... IV

AUTORÍA ........................................................................................................... V

DEDICATORIA ................................................................................................. VI

AGRADECIMIENTO ........................................................................................ VII

ÍNDICE GENERAL .......................................................................................... VIII

ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................ XII

ÍNDICE DE PRESENTACIÓN GRÁFICOS ..................................................... XIII

RESUMEN ...................................................................................................... XIV

ABSTRACT ...................................................................................................... XV

INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 1

CAPÍTULO I ........................................................................................................ 3

EL PROBLEMA ................................................................................................... 3

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................... 3

1.1.1. DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA ....................................................... 3

1.2. JUSTIFICACIÓN .......................................................................................... 4

1.2.1. VIABILIDAD .............................................................................................. 5

1.3. OBJETIVOS ................................................................................................. 6

1.3.1. OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 6

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 6

1.4. HIPÓTESIS .................................................................................................. 7

1.5. VARIABLES ................................................................................................. 7

IX

1.5.1. VARIABLE INDEPENDIENTE .................................................................. 7

1.5.2. VARIABLE DEPENDIENTE ...................................................................... 7

1.5.3. VARIABLES INTERVINIENTES ............................................................... 7

CAPÍTULO II ....................................................................................................... 8

MARCO TEÓRICO ............................................................................................. 8

2.2. MARCO CONCEPTUAL .............................................................................. 9

2.2.1. EL AGUA .................................................................................................. 9

2.2.2. CALIDAD DEL AGUA ............................................................................. 10

2.2.3. INDICADOR DE CALIDAD DEL AGUA .................................................. 11

2.2.4. DETERMINACIÓN DE FACTORES DE PELIGRO ................................. 11

2.2.5. MEDIDAS DE CONTROL ....................................................................... 12

2.2.6. IMPORTANCIA DE LA CALIDAD DEL AGUA ........................................ 13

2.2.7. PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AGUA ............................................. 14

2.2.8. PARÁMETROS DE CALIDAD FÍSICA DEL AGUA ................................. 14

2.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA ...................................................... 16

2.3.1. PARÁMETROS DE CALIDAD QUÍMICA DEL AGUA ............................. 16

2.4. PARÁMETROS BIOLÓGICOS DEL AGUA ............................................... 18

2.5. TURBIDEZ DEL AGUA .............................................................................. 20

2.5.1. CAUSAS ................................................................................................. 20

2.5.2. CONSECUENCIAS ................................................................................. 20

2.5.3. IMPACTOS DE LA TURBIDEZ ............................................................... 21

2.5.4. MEDIDAS DE LA TURBIDEZ ................................................................. 21

2.6. PROCESOS ............................................................................................... 21

2.6.1. LA COAGULACIÓN QUÍMICA ................................................................ 21

X

2.6.2. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y DOSIFICACIÓN DE LOS

REACTIVOS EN PLANTA. ............................................................................... 22

CAPÍTULO III .................................................................................................... 24

MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................. 24

3.1. MATERIALES ............................................................................................ 24

3.1.1. LUGAR DE LA INVESTIGACIÓN ........................................................... 24

3.1.2. PERÍODO DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................... 24

3.1.3. RECURSOS EMPLEADOS .................................................................... 25

3.1.4. UNIVERSO ............................................................................................. 26

3.1.5. MUESTRA .............................................................................................. 26

3.2. MÉTODOS ................................................................................................. 26

3.2.1. ANÁLISIS DE LOS FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA

CONTAMINACIÓN FÍSICA, QUÍMICA Y BIOLÓGICA DE LAS AGUAS

SUPERFICIALES. ............................................................................................... 27

3.2.2. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES ................................................ 28

3.2.2.5. Descripción de la Técnica del NÚMERO MÁS PROBABLE

(NMP).- Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,

22th Ed. ............................................................................................................ 32

CAPÍTULO IV .................................................................................................... 35

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................... 35

4.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS........................ 35

4.1.1. Resultados obtenidos en el monitoreo de los parámetros Físico –

Químico y Biológicos, en la Planta de tratamiento de agua potable “Cuatro

Esquinas” Portoviejo. ........................................................................................ 35

4.1.2. Resultados obtenidos en el monitoreo de los parámetros físico –

químico y biológicos, en la Planta de Tratamiento de agua Potable “Cuatro

Esquinas” Portoviejo. ........................................................................................ 48

XI

4.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................ 54

4.3. COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS ...................................................... 55

CAPÍTULO V..................................................................................................... 56

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................... 56

5.1. CONCLUSIONES ...................................................................................... 56

5.2. RECOMENDACIONES .............................................................................. 56

CAPÍTULO VI .................................................................................................... 58

PROPUESTA .................................................................................................... 58

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................. 70

ANEXOS ........................................................................................................... 75

XII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Matriz de Impactos Planta Cuatro Esquinas ....................................... 34

Tabla 2. Agua cruda.- Captación Planta Cuatro Esquinas ................................ 35

Tabla 3. Fuente agua cruda Planta “Cuatro Esquinas” Portoviejo. ................... 36

Tabla 4. Comparativa de la calidad de agua cruda ........................................... 37

Tabla 5. Características del agua tratada. ........................................................ 38

Tabla 6. Fuente agua tratada Planta “Cuatro Esquinas” Portoviejo .................. 39

Tabla 7. Tabla comparativa de la calidad de agua tratada ............................... 40

Tabla 8. Resultados del monitoreo del agua cruda. .......................................... 49

Tabla 9. Resultados de laboratorio ................................................................... 49

Tabla 10. Resultados del monitoreo del agua tratada. ...................................... 50

Tabla 11. Resultados de laboratorio ................................................................. 50

Tabla 12. Resultados de remoción de contaminantes ...................................... 51

Tabla 13. Monitoreo de la Turbiedad en el canal de captación ......................... 52

Tabla 14. COMPARATIVA ................................................................................ 64

Tabla 15. Cronograma valorado de trabajo y presupuesto ............................... 67

Tabla 16. Remoción. ......................................................................................... 69

XIII

ÍNDICE DE PRESENTACIÓN GRÁFICOS

Gráfico 1. Diagrama de flujo actual de la Planta “Cuatro Esquinas” Portoviejo. ...... 8

Gráfico 2. Sistema de Abastecimiento de agua potable de Portoviejo

desde la Planta Cuatro Esquinas. ....................................................................... 9

Gráfico 3. Ubicación de la Planta ...................................................................... 24

Gráfico 4. Dilución bacteriana ........................................................................... 31

Gráfico 5. Técnica del Número más probable ................................................... 33

Gráfico 6. Curva comparativa de la calidad del agua cruda .............................. 37

Gráfico 7. Curva comparativa de la calidad de agua tratada ............................ 40

Gráfico 8. Conductividad (Us/cm) ..................................................................... 41

Gráfico 9. Oxígeno Disuelto (mg/L) ................................................................... 42

Gráfico 10. pH ................................................................................................... 43

Gráfico 11. Turbidez (NTU) ............................................................................... 44

Gráfico 12. Sólidos Totales Disueltos (mg/L) .................................................... 45

Gráfico 13. Fosfatos (mg/L) .............................................................................. 46

Gráfico 14. Nitratos (mg/L) ................................................................................ 47

Gráfico 15. Coliformes Fecales (NMP). ............................................................ 48

Gráfico 16. Turbidez tomadas en 3 puntos ....................................................... 53

Gráfico 17. Ubicación Planta tratamiento “cuatro esquinas” Portoviejo ........... 59

Gráfico 18. Resultado de la Propuesta ............................................................. 68

Gráfico 19. Remoción. ...................................................................................... 69

XIV

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO:

MAGISTER EN ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL

“EVALUACIÓN DE LA TURBIDEZ COMO INDICADOR BÁSICO DE LA

CALIDAD DE AGUAS POTABILIZADAS A PARTIR DE FUENTES

SUPERFICIALES Y SU EFECTO EN EL PROCESO DE

POTABILIZACIÓN DEL AGUA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUA POTABLE “CUATRO ESQUINAS”, PORTOVIEJO”.

AUTOR: ING. MARÍA MONSERRATE MACÍAS VERA.

TUTOR: ING. CARLOS RAÚL MONTOYA SOTOMAYOR Mg. Sc.

RESUMEN

El presente trabajo investigativo tuvo como objetivo identificar y determinar los

efectos que produce la turbidez del agua y los procesos de potabilización del

agua en la Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” de la ciudad

de Portoviejo, durante el primer semestre del año 2013. La investigación estuvo

enmarcada en diversos estudios relacionados con la problemática en cuestión, los

mismos que van desde los indicadores de calidad de aguas superficiales, deterioro

de la calidad de las aguas, hasta los procesos de potabilización, todo esto permitió

consolidar en el presente estudio los efectos de la turbidez en el agua de

alimentación de la Planta de tratamiento “Cuatro Esquinas”. El estudio incluyó los

problemas que dificultan al tratamiento del agua, presentado por el alto índice de

variación de la turbidez, especialmente en la etapa invernal y las graves

consecuencias que desencadenan como desabastecimiento de agua potable

durante varios días a 270765 habitantes, los cuales sufren permanentemente de

esta problemática durante muchos años. Las técnicas empleadas en el presente

estudio, al igual que la metodología se basaron en la investigación diagnóstica –

propositiva, cuyos recursos utilizados se presentan a través de métodos, técnicas e

instrumentos de análisis, desarrollados con la ley Ambiental vigente.

Palabras clave: Aguas superficiales, indicadores de calidad del agua,

turbidez, contaminación, potabilización, salud humana.

XV

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

UNIDAD DE POSTGRADO INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO:

MAGISTER EN ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL

“EVALUATION OF THE BASIC INDICATOR TURBIDITY AS WATER

QUALITY POTABILIZADAS SOURCES FROM SURFACE AND ITS

EFFECT ON THE PROCESS OF DRINKING WATER TREATMENT

PLANT IN DRINKING WATER "FOUR CORNERS" PORTOVIEJO”

AUTHOR: ING. MARÍA MONSERRATE MACÍAS VERA.

TUTOR: ING. CARLOS RAÚL MONTOYA SOTOMAYOR M.Sc.

ABSTRACT

This research work was to identify and determine the effects that the

turbidity of the water treatment processes and water treatment plant

Drinking Water "Four Corners" of the city of Portoviejo, in the first half of

2013. The research was framed on various related issues relevant studies, the

same ranging from indicators of surface water quality, deteriorating water

quality, to the processes of purification, all this helped to consolidate in the

present study the effects of turbidity in the water feeding the treatment plant

"Four Corners". The study included the problems affecting water treatment,

presented by the high rate of change of turbidity, especially in the winter

season and the serious consequences that trigger as shortages of drinking

water for several days 270765 inhabitants, who suffer permanently this

problem for many years. The techniques used in this study, as the

methodology is based on the diagnostic research - purposeful, the resources

used are presented through methods, techniques and tools of analysis

developed with current environmental law.

Keywords: surface water, water quality indicators, turbidity, pollution,

drinking water, human health. .

1

INTRODUCCIÓN

Cualquier estudio cuya concepción considere la necesidad de analizar y

evaluar la calidad de las aguas incluyendo las múltiples afectaciones que

esta ocasione sobre un cuerpo de agua, estableciendo las causales por

las cuales la calidad del agua se ha visto alterada.

Los inconvenientes que se presentaron por resultados alterados de

turbiedad son muchos, entre ellos podemos destacar la insalubridad,

desabastecimiento, problemas socio-económicos, y como punto de

partida al problema, la pérdida de ciertas características comunes en

cuanto a su aspecto en general. De acuerdo al fin de explotación

pretendido, ya sea este en la potabilización del agua para el consumo

humano o el cultivo, esta debió cumplir con los criterios de calidad

admisibles para el uso al que se desea emplear, los mismos que se

encuentran definidos en la Norma de Gestión Ambiental vigente en

nuestro país y la NTE INEN 11 08 que establece los mínimos y máximos

permisibles de cada uno de los constituyentes del agua considerados

importantes en el momento de su posible utilización, entre estos se

encuentran parámetros que determinaron el contenido de materia

orgánica, dureza y alcalinidad de las aguas, pH, turbidez, concentración

de oxígeno disuelto, sales minerales, bases presentes, metales pesados,

y otros.

Es importante destacar en este punto que uno de los problemas que se

presentaron con mayor frecuencia es aquel que se relaciona directamente

con la explotación del agua para el consumo humano, el mismo que en

nuestra provincia, en especial en la ciudad de Portoviejo se encuentra

limitado por la turbidez presente en el agua.

El crecimiento repentino de niveles de turbiedad en aguas superficiales

abarcó la necesidad de ponderar, apreciar y monitorear la calidad de los

cuerpos de agua y los problemas que puedan llegar a presentarse al

momento de su posible uso. Por este fenómeno, existen organismos de

2

control destinados a monitorear la calidad del agua, entidades como la

Secretaria Nacional del Agua (SENAGUA) y la Empresa Pública Municipal

de Agua Potable y Alcantarillado de Portoviejo (EPMAPAP) que emplean

el agua superficial del canal de riego y la potabilizan, siendo este un canal

que nace a un costado del Río en Santa Ana, en la Presa Derivadora

Salazar Barragán alimentados por la Presa Poza Honda y otros afluentes

de menor caudal como son riachuelos y esteros que se encuentran en su

trayectoria.

Debido a que el diseño original de la planta es para trabajar hasta un

límite máximo de 1500 NTU, esta se ve obligada a detener el proceso de

tratamiento y una paralización del proceso de potabilización hasta que los

niveles de turbidez desciendan, ocasionando desabastecimiento del

líquido en la ciudad de Portoviejo y sectores aledaños por períodos que

van por lo general desde 2 horas hasta 72 horas consecutivas en el mejor

de los casos, y hasta 7 días en el peor de los casos.

En base a esta información se pudo deducir la necesidad de mejorar la

eficiencia de los métodos de tratamiento o la captación de este recurso,

por lo cual, la finalidad de este proyecto estuvo encaminada a determinar

las causales de mayor impacto y sus posibles remediaciones. Fue muy

prioritario darle una relevancia máxima la solución a este permanente y

grave problema, para lo cual fue necesario buscar alternativas y escogió

la solución adecuada que permita definitivamente terminar con este grave

problema y el sufrimiento de la comunidad por el desabastecimiento del

agua.

3

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.1. DETERMINACIÓN DEL PROBLEMA

La turbiedad del agua, es considerada al igual que otros parámetros de

importancia general como uno de los principales indicadores de calidad

del agua al momento de pretender y decidir su uso, ya que llevar la

turbiedad a límites manejables es bastante difícil y onerosa, lo cual

conlleva a mayor uso de coagulantes y pre tratamientos para acondicionar

el agua para su potabilización., causando problemas graves a tal punto

que no se pueden potabilizar aguas con valores elevados de turbiedad,

creando problemas de desabastecimiento a la comunidad con las

consecuencias socio económicas y de salud, influyendo en el alto costo

del agua por tanqueros, además de las posibles epidemias causadas por

la insalubridad producto de la falta de agua para el aseo y principales

actividades domésticas, así como sucede en todos los inviernos en la

población de Portoviejo.

En la Costa Ecuatoriana, en especial en Manabí, es constante el aumento

de la turbidez en los ríos, en donde las aguas con alto grado de turbiedad

no son susceptibles de potabilización.

La Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas”, capta el agua

cruda del canal de riego proveniente de la Presa Derivadora Salazar Barragán,

que por ser este un canal abierto está expuesto al aumento de la turbiedad en

invierno, en forma de aguas lluvias, en ocasiones por aportaciones de esteros y

quebradas, que ingresan al canal alimentándolo y ocasionando aumentos

considerables de material suspendido y otros que originan un aumento

exagerado de turbiedad. .

4

Debido a que el diseño original de la planta es para trabajar hasta un

límite máximo de 1500 NTU, ésta se ve obligada a detener el proceso de

tratamiento y una paralización de la potabilización hasta que los niveles

de turbiedad desciendan a los límites adecuados, ocasionando

desabastecimiento del líquido en la ciudad de Portoviejo y sectores

aledaños por períodos que van por lo general desde 2 horas hasta 72

horas consecutivas en el mejor de los casos, y hasta 7 días en el peor de

los casos.

En base a esta información se determinó la necesidad de mejorar la

eficiencia de los métodos de tratamiento o la captación de este recurso,

por lo cual, la finalidad de este proyecto estuvo encaminada a determinar

las causales de mayor impacto y sus posibles remediaciones.

1.2. JUSTIFICACIÓN

La planta de tratamiento de agua “Cuatro Esquinas” potabiliza agua para

más de 270765 habitantes con una capacidad de producción instalada de

90.000 m3/día, trabaja actualmente en un rango del 50% de su capacidad

total y fue puesta en funcionamiento en el año 2001.

La captación de agua cruda se la ejecuta frente a la planta, en el canal

abierto diseñado para fines de riego que forma parte del sistema

integrado Poza Honda que recorre 45,7 km cruzando toda la cuenca del

rio Portoviejo, desde la ubicación geográfica -1.075583°, -80.432245°.

La situación original y actual de la planta de “Cuatro Esquinas”, está

diseñada para tratar agua cruda con niveles de turbiedad en un rango

entre 0-1,500 N.T.U.

Las estaciones invernales de gran fuerza, incrementan las turbiedades en

el canal hasta en un rango de 50000 N.T.U para un periodo de retorno de

100 años como se ha podido registrar en un solo evento en el año 2009, y

5

dos eventos más de 25000 N.T.U dentro del año 2012, en el que ocurrió

el desbordamiento de varias quebradas simultaneas al canal.

En el año 2012 se paralizo la planta por 488 horas, esto quiere decir más

que todas las horas juntas de paralización por cada año, de los últimos 4

años en la producción y bombeo de la planta Cuatro Esquinas, en ese

invierno ocurrieron eventos que no sucedían desde el fenómeno del año

1998 en que la planta no estaba construida.

De acuerdo a los reportes que se obtuvieron del laboratorio de la planta

Cuatro Esquinas, y del banco de datos del laboratorio del Dr. John Farfán,

se pudo observar que en inviernos normales, fácilmente la turbiedad del

agua cruda supera las 1.500 NTU, y por lo general llega en un valor de

10.000 NTU, lo que indica que la planta debe suspender sus operaciones

por que el ingreso de esta agua en estas condiciones, no permite su

funcionamiento, además, el canal de captación se azolva rápidamente y

su limpieza dura tres días como mínimo.

1.2.1. VIABILIDAD

La presente investigación se desarrolló en base a mediciones de calidad,

causas y efectos del problema, afectación en el abastecimiento del agua

potable a la ciudad de Portoviejo.

Es importante indicar que se contó con la colaboración de los técnicos de

la EPMAPAP Empresa Pública Municipal de agua potable y alcantarillado

de Portoviejo, además estuvo a la disposición el laboratorio de esta

empresa, así como se contó con el aporte de varios profesionales con

vasta experiencia y conocedores del tema.

En vista de la grave situación que vive la ciudad de Portoviejo, existieron

muchos criterios a favor de la solución de la problemática, la cual conllevó a

atacar el problema desde la planta de agua, en el proceso, agregando una

etapa que logre disminuir la turbidez a niveles aptos para su ingreso a la planta

de tratamiento.

6

La solución es viable basados en el problema que viven más de 270765

habitantes de la ciudad de Portoviejo Capital Provincia de Manabí, donde

las nuevas autoridades nacionales y locales, han mostrado mucho interés

en la solución al problema de muchos años, existiendo alternativas como:

1.- Implementación de acueducto desde La represa Salazar Barragán

hasta Cuatro Esquinas ubicada a 20 km agua arriba de la planta de

tratamiento.

2.- Implementación de una captación alternativa en el rio Portoviejo a

498mts de la planta de tratamiento aguas arriba, e instalación de Pre

sedimentadores, con una capacidad para tratar aguas con turbiedad de

hasta 10000 N.T. U.

3.- Construcción de un acueducto desde el canal Mancha Grande derivado de la

represa Poza Honda en condiciones óptimas de turbiedad 1-100 y calidad óptima.

4.- Construcción de un pre sedimentador que acondicione el agua cruda,

disminuyendo la turbiedad a niveles adecuados para su ingreso a los

sedimentadores.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar la turbidez como indicador básico de la calidad de aguas

potabilizadas de fuentes superficiales y su efecto en el proceso de

potabilización del agua en la planta de tratamiento de agua potable

“Cuatro Esquinas”, Portoviejo.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar la calidad del agua de las fuentes superficiales que abastecen a

la planta de tratamiento de agua potable Cuatro Esquinas mediante

parámetros indicadores de contaminación.

7

Determinar la gravedad del problema que provoca las constantes

paralizaciones del proceso de potabilización del agua en la planta de

tratamiento de agua potable “Cuatro Esquinas”, Portoviejo.

Proponer una solución para minimizar el grado de turbiedad existente en

el agua captada por la Planta de Potabilización “Cuatro Esquinas

Portoviejo”.

1.4. HIPÓTESIS

Se presume que la turbiedad existente captada por la Planta de

tratamiento de agua Potable “Cuatro Esquinas” de Portoviejo que sirve

para potabilizar el agua de la Ciudad, es la causa de los constantes

desabastecimientos de 270765 habitantes en la época invernal, que es

ocasionada por un gran arrastre de sedimentos.

Mediante los análisis químicos cualitativos y cuantitativos se determinó el

grado de turbiedad, así como también que ésta sea la posible causa de

las constantes paralizaciones de la potabilización de la planta de Cuatro

Esquinas en la época lluviosa.

1.5. VARIABLES

1.5.1. VARIABLE INDEPENDIENTE

Analizar la calidad de las aguas superficiales.

1.5.2. VARIABLE DEPENDIENTE

Medidas preventivas para mejorar la turbidez del agua cruda que ingresa

a la planta de tratamiento de Cuatro Esquinas.

1.5.3. VARIABLES INTERVINIENTES

Agua, vida, turbiedad, potabilización, estación invernal, Población.

8

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. MARCO INSTITUCIONAL

2.1.1. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “CUATRO

ESQUINAS”.- Diagrama de flujo – Caudal 1050 L/s.

La Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” pasó a ser

parte de la EMAPAP el 12 de marzo del 2004, esta unidad de tratamiento

consiste principalmente en un desbaste, aeración, coagulación y

floculación (en dos decantadores tipo PULSATOR), seguidos por filtración

en 6 filtros tipo AQUAZUR V de gran altura de agua. El agua tratada se

neutraliza luego al pH de equilibrio y se esteriliza antes de ser envidada al

depósito.

El agua cruda es captada del río Portoviejo y es conducida por un canal.

Gráfico 1. Diagrama de flujo actual de la Planta “Cuatro Esquinas”

Portoviejo.

Fuente: EPMAPAP Elaborado por: María Macías Vera .

CAPTACIÓN DE AGUA CRUDA

AIREACIÓN DE AGUA CRUDA

MEZCLA RAPIDA DECANTADORES

FILTROS

SIFONESDESINFECCIÓN

FINAL

ALMACENAMIENTO DE AGUA TRATADA

IMPULSIÓN DE AGUA TRATADA

9

Gráfico 2. Sistema de Abastecimiento de agua potable de Portoviejo

desde la Planta Cuatro Esquinas.

Fuente: EPMAPAP Elaborado por: María Macías Vera

2.2. MARCO CONCEPTUAL

2.2.1. EL AGUA

El agua, como fuente de riqueza y motor de desarrollo, ha constituido uno

de los pilares esenciales para el progreso del hombre. La organización y

gestión de los recursos hídricos, es el principal objetivo de la sociedad, se ha

realizado históricamente bajo directrices orientadas a satisfacer la demanda en

cantidades suficientes, bajo una perspectiva de política de oferta.

El aumento de la oferta de agua como estrategia para el impulso

económico, el mayor nivel de contaminación, irremediablemente asociado

a un mayor nivel de desarrollo, algunas características naturales como las

sequías prolongadas, inundaciones y en definitiva una sobreexplotación

10

de los recursos hídricos, han conducido a un deterioro importante de los

mismos.

Esto ha hecho necesario un cambio en los planteamientos sobre política de

aguas, que han tenido que evolucionar desde una simple satisfacción en

cantidad de las demandas, hacia una gestión que contempla la calidad del

recurso y la protección del mismo como garantía de un abastecimiento futuro y

de un desarrollo sostenible (Betmonth, 2001, pág. 12).

2.2.2. CALIDAD DEL AGUA

La calidad del agua se define en función de un conjunto de características

variables fisicoquímicas o microbiológicas, así como de sus valores de

aceptación o de rechazo. La calidad fisicoquímica del agua se basa en la

determinación de sustancias químicas específicas que pueden afectar a la

salud (OMS, 2006).

Mientras que la microbiológica se fundamenta en la determinación de

aquellos microorganismos que pueden afectar directamente al ser

humano o que, por su presencia puedan señalar la posible existencia de

otros, tal y como sucede con los coliformes fecales, Escherichia coli y

Salmonella (Rica, 2005).

“El consumo de agua se considera de calidad cuando es limpia y

saludable, es decir, cuando no hay bacterias perjudiciales ni

contaminantes capaces de afectar la salud de las personas”.

Aquellas aguas que los estándares establecidos cumplan con los

parámetros indicadores, serán apta para el propósito que se destina. El

líquido vital que se usa para la preparación de alimentos, higiene

personal, lavado de utensilios y otros menesteres domésticos es

considera para su uso (Web, 2015).

11

Los ríos y reservorios son llamadas aguas superficiales y las subterráneas a

las que se encuentran debajo de la tierra cuya fuente son los manantiales,

pozos.

Los índices de calidad sirven para medir los cambios percibidos en un

cierto cuerpo de agua que puede ser afectado por distintos tipos de

degradación física o contaminación (Web, 2015).

“Algún cambio especifico en la concentración de un parámetro indicador

es sospecha de algún fenómeno físico, químico o bacteriológico”.

2.2.3. INDICADOR DE CALIDAD DEL AGUA

Los factores que afectan la calidad de agua de un sistema hídrico, así es

frecuente que las condiciones de estos fluctúen, por eso es importante

realizar mediciones periódicas para evaluar las tendencias de calidad del

agua (RAMIREZ A, 2005).

“Una muestra puede indicar que el agua no es apta para el abastecimiento y

solo puede ser utilizada para recreación y para procesos de la biota acuática”

Tras la protección del agua de alimentación, las siguientes barreras contra

la contaminación del sistema de abastecimiento de agua de bebida son

las operaciones de tratamiento del agua, incluida su desinfección, y la

eliminación de contaminantes por medios físicos.

2.2.4. DETERMINACIÓN DE FACTORES DE PELIGRO

Frecuentemente en le época invernal, la elevada turbidez del agua de

alimentación puede saturar los procesos de tratamiento, permitiendo la

contaminación con patógenos entéricos del agua tratada y del sistema de

distribución. De forma similar, la filtración deficiente tras la limpieza por

lavado de labores (FERNANDEZ, 179).

Existen individuos, familias o individuos que presentan más posibilidades que

otros, de sufrir en un futuro enfermedades, accidentes, muertes prematuras.

12

Los siguientes son algunos de los factores de peligro y sucesos

peligrosos que pueden afectar al rendimiento del tratamiento del agua de

bebida:

Variaciones del caudal que superan los límites de diseño;

Operaciones de tratamiento inadecuadas o insuficientes, incluida la

desinfección; Recursos de reserva insuficientes (infraestructuras, personal).

Averías y funcionamiento deficiente de los sistemas de control de las

operaciones o escasa fiabilidad de los equipos;

Uso de sustancias y materiales para el tratamiento del agua no

autorizados o contaminados;

Errores de dosificación de sustancias químicas;

Mezclado insuficiente;

Averías de las alarmas o de los equipos de vigilancia.

Cortes de corriente

Contaminación accidental o deliberada;

Catástrofes naturales

2.2.5. MEDIDAS DE CONTROL

Algunas medidas de control son el tratamiento previo o pre tratamiento, la

coagulación, floculación o sedimentación, la filtración y la desinfección.

El tratamiento previo comprende operaciones como el uso de filtros, el

almacenamiento independiente de la corriente y la filtración de orilla. Las

opciones de tratamiento previo pueden ser compatibles con diversas

operaciones de tratamiento de diverso grado de complejidad, desde la

simple desinfección al procesado con membranas. El tratamiento previo

puede reducir o estabilizar la carga microbiana, de materia orgánica

natural y de partículas (L. MARCÓ, 2004).

13

Las operaciones de coagulación, floculación, sedimentación y filtración

retiran partículas del agua, incluidos los microorganismos.

Es importante optimizar y controlar las operaciones para lograr un

rendimiento constante y confiable. La coagulación química es la etapa

más importante para determinar la eficiencia de eliminación de partículas

de las operaciones de coagulación, floculación y clarificación Además,

afecta directamente a la eficiencia de eliminación de partículas de las

unidades de filtración en medio granular y afecta indirectamente a la

eficiencia de la desinfección. Aunque es improbable que la propia

coagulación introduzca ningún microbio peligroso nuevo al agua tratada, en

caso de avería o funcionamiento ineficiente podría aumentar la carga microbiana

introducida en el sistema de distribución de agua de bebida.

La aplicación de una concentración suficiente de desinfectante es un

componente fundamental de la mayoría de los sistemas de tratamiento

para lograr la reducción necesaria del riesgo microbiológico.

El tratamiento de desinfección utilizado con mayor frecuencia es la

cloración, aunque también existen otros tratamientos como la ozonación,

la exposición a radiación UV, la cloraminación y la aplicación de dióxido

de cloro.

2.2.6. IMPORTANCIA DE LA CALIDAD DEL AGUA

Cada vez la disponibilidad de agua para consumo humano es menor,

debido al crecimiento poblacional, incrementos en consumo per cápita, la

contaminación de fuentes de agua y en general, al manejo inadecuado de las

cuencas hidrográficas.

Aunque la cantidad de agua es constante, la calidad de la misma va

disminuyendo rápidamente como consecuencia de la contaminación de

las fuentes de agua, lo cual generaría estrés hídrico a nivel general en la

mayoría de los países centroamericanos, siendo más notorio en las

ciudades capitales (RADULOVICH, 1997).

14

La magnitud del problema de la contaminación es tal, que en muchos

países es ya imposible solucionar el problema mediante dilución por

efecto del aumento de caudal y que a largo plazo se prevé un descenso

de los recursos alimentarios sostenibles (ONGLEY, 2007).

Con el aumento de la población va implícito la cantidad de desechos

generados, en el que los vertederos de basura son focos posibles de

contaminación, al arrastrar la lluvia en forma superficial o filtrándose a

través del suelo, ciertos elementos solubles que se incorporan a los

recursos de agua existentes y aun en mayor grado si entran directamente

en contacto con aguas superficiales o subterráneas (Anónimo, s.f.).

Las implicaciones de consumir agua contaminada son variadas; en el

contexto de salud pública, la OMS (1998) calcula que aproximadamente

un 80% de todas las enfermedades y más de una tercera parte de las

defunciones en los países en desarrollo tienen por causa el agua

contaminada, ya que alrededor del 70% del agua consumida directamente

por humanos en zonas rurales está altamente contaminada por heces

fecales (RADULOVICH R. , 1997).

2.2.7. PARÁMETROS DE CALIDAD DEL AGUA

Los parámetros a evaluar guardan relación con los contaminantes

potenciales, que pueden estar presentes en el agua superficial como son:

temperatura, pH, conductividad eléctrica, color, turbiedad, sólidos

disueltos totales, oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno,

sodio, potasio, calcio, magnesio, hierro, cloruro, sulfato, fluoruro, fosfato,

nitrito, nitrato, nitrógeno amoniacal, bicarbonato, boro y sílice. (Eaton,

2005).

Las razones por las cuales se analiza cada uno de estos parámetros.

2.2.8. PARÁMETROS DE CALIDAD FÍSICA DEL AGUA

Los parámetros físicos permiten determinar cualitativamente el estado y tipo del agua.

15

2.2.8.1. Potencial de Hidrógeno

El pH es una medida del contenido de ion hidrogeno en medio acuoso.

Las aguas que poseen un valor de pH superior a siete son alcalinas, y si

es inferior son acidas. El agua de los ríos que no está afectada por la

contaminación presenta un pH entre 6,5 y 8,5 (EATON, 2005).

2.2.8.2. Color Verdadero

Existen dos tipos de color: el verdadero y aparente. El primero es el que se

debe a las sustancias disueltas una vez eliminada la turbiedad. El segundo es

el que resulta de las sustancias disueltas como por ejemplo las materias en

suspensión. Se miden en unidades de platino cobalto, basadas en 1 mg/L de

Pt. Pueden deberse a la presencia de materias orgánicas coloreadas o de

minerales como el hierro.

Los colores reales aparentes son aproximadamente idénticos en el agua

clara y en las aguas de turbidez muy débil (OMS, 1998).

2.2.8.3. Turbiedad

Es producida por materias suspendidas como arcilla o materia orgánica e

inorgánica finamente divididas, compuestos orgánicos solubles coloreados,

plancton y otros microorganismos La turbiedad es una medida de la cantidad

de materia en suspensión que interfiera con el paso de un haz de luz a través

del agua. Se expresa en unidades de nefelometrías de turbiedad NTU y se

mide en un turbídimetro (APHA, 1995).

2.2.8.4. Conductividad Eléctrica

Parámetro es un indicador de alguna filtración o descarga de aguas

geotérmicas en manantiales superficiales La conductividad es una medida

de la actividad eléctrica de los iones en una disolución.

La conductividad de las aguas geotérmicas es elevada superior a 10000

μS/cm, gráfico 2, en contraste con la de las nacientes que es baja entre

39 y 294 μS/cm (RAMIREZ A, 2005).

16

2.2.8.5. Sólidos disueltos totales

Es una medida de cantidad de sólidos después de ser evaporado la fase

acuosa a una temperatura superior a 100 °C. Se determinan por medio de

la gravimetría .En el agua para consumo humano, la mayoría de la

materia orgánica se encuentra en forma de sólidos disueltos y consiste en

sales y gases disueltos. Los iones predominantes son el bicarbonato, cloruro,

sulfato, nitrato, sodio, potasio, calcio y magnesio. Estas sustancias influyen

sobre otras características del agua, tales como el sabor, dureza y tendencia a

la incrustación Este parámetro es un indicador de alguna filtración o descarga

de aguas geotérmicas en manantiales superficiales (US, 1995).

2.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL AGUA

La composición química de las aguas es variable y dependiente de su

origen (Gherardi et al. 2002).

2.3.1. PARÁMETROS DE CALIDAD QUÍMICA DEL AGUA

La calidad química está determinada por las sustancias de este tipo

presentes en el agua recolectada en un punto específico y en un

momento dado.

2.3.1.1. Oxígeno disuelto

Este parámetro es un indicador de la capacidad de un cuerpo de agua

para mantener la vida acuática

El oxígeno es un oxidante que se encuentra en la atmosfera y juega un

papel muy importante en las reacciones de oxidación-reducción acuosas,

así como también en la respiración microbiana. Un método analítico para

su determinación es el yodo métrico, se mide en porcentaje de saturación del

oxígeno disuelto a una determinada temperatura del agua y altura del sitio de

muestreo. La solubilidad del oxígeno depende de la presión atmosférica a una

temperatura dada. Así, en el verano cuando las temperaturas son altas, su

solubilidad es menor en comparación con el invierno.

17

2.3.1.2. Fosfatos

Los fosfatos están presentes en las aguas superficiales como resultado de la

meteorización y lixiviación de las rocas portadoras de fosforo procedentes de la

erosión del suelo, de aguas residuales, escorrentía agrícola y precipitación

atmosférica.

El fosforo inorgánico (orto fosfatos: fosfato trisó dico, disódico, monosódico y

diatónico; y polifosfatos: hexametafosfato y tripolifosfato de sodio, y pirofosfato

tetra sódico) pueden provenir de agua residual domestica como resultado de la

degradación metabólica de las proteínas y eliminación de los fosfatos presentes

en la orina. Los polifosfatos pueden estar presentes en algunos detergentes

sintéticos

2.3.1.3. Cloruros

Las fuentes comunes de cloruro son la halita, fuentes termales y

salmueras Las concentraciones elevadas de cloruro hacen que el agua

tenga un sabor desagradable, el cual depende de la composición química

del agua.

Si el catión predominante es el sodio, una concentración de cloruro de

250 mg/L puede tener un sabor salado detectable, pero si prevalecen el

calcio y magnesio, no se detecta (Hounslow, 1995).

2.3.1.4. Sulfatos

En la superficie, las fuentes de sulfato son los minerales pirita yeso y

anhidrita.

Los gases azufrados como el sulfuro de hidrogeno H2S y dióxido de

azufre SO2 son abundantes en la atmosfera y su origen natural es la

descomposición anaerobia de la materia orgánica, sedimentos y

combustibles fósiles y erupciones volcánicas. Los sulfatos llegan al medio

acuático mediante la oxidación del SO2 atmosférico o proveniente de

desechos industriales (B.C., 2005)

18

2.3.1.5. Hierro

El hierro es un elemento abundante y usualmente esta como férrico Fe3+

o en estado oxidado en la superficie El hierro férrico, producto de

oxidación de hierro ferroso da un color marrón rojizo desagradable al agua. En

concentraciones superiores a 3,0 mg/L, mancha la ropa lavada y las

instalaciones de fontanerías (Hounslow, 1995).

2.3.1.6. Coliformes Fecales

Las coliformes fecales se localizan naturalmente en el aparato digestivo

del hombre y de animales de sangre caliente; por lo tanto, se encuentran

en las heces de estos orígenes, pero también algunas pueden hallarse en

el ambiente. Las bacterias más frecuentes en las aguas contaminadas

son los coliformes fecales .Las enfermedades de transmisión hídrica son

causadas por bacterias, virus y parásitos (protozoarios y helmintos) que

se encuentran en las heces de los individuos infectados y de ahí son las

fuentes de contaminación del agua. Se controlan los niveles de coliformes

fecales debido a la correlación que existe entre estos y las bacterias

patógenas (M.C., 2003)

2.3.1.7. Nitratos

Son obtenidos a partir de aguas de desecho descargadas directamente y

de sistemas sépticos en mal funcionamiento. Estos muchas veces son

colocados junto a pozos de agua, pudiendo contaminar el agua

subterránea con nitratos.

Se han encontrado altos niveles de nitratos en aguas subterráneas debajo de

las tierras de cultivo, en las cuales el uso excesivo de fertilizantes pareciera

ser la causa, especialmente en áreas de alta irrigación con suelos arenosos

(Mitchell, 1991).

2.4. PARÁMETROS BIOLÓGICOS DEL AGUA

Todos los organismos que se encuentran en el agua son importantes en

el momento de establecer el control de la calidad de la misma sin

19

considerar si tienen su medio natural de vida en el agua o pertenecen a

poblaciones transitorias introducidas por el ser humano; si su crecimiento

lo propician los nutrientes presentes en el escurrimiento natural y en

aguas residuales municipales o lo frenan los venenos procedentes de la

actividad agrícola o industrial; y si tienen capacidad para intoxicar a las

personas y a los animales superiores.

Los parámetros biológicos en las aguas potables son de mucho interés.

La normativa recoge una serie de análisis microbiológicos según se

efectúe sobre las aguas un análisis mínimo, coliformes totales y fecales;

uno normal, los anteriores más estos, bacterias aerobias a 37ºC,

estreptococos fecales, clostridios sulfito-reductores; o completo, los

anteriores más aerobias a 22ºC, microoganismos parásitos y/o patógenos.

Los parámetros biológicos se usan como índices de calidad de aguas.

Hay muchos seres vivos que se emplean como indicadores de la calidad

de un agua. Así, según predominen unos organismos u otros, podremos

saber el estado de un agua. Además sabemos que, en el caso de un

vertido, el contaminante se diluye en el agua y, a veces, se hace difícil su

detección, pero el efecto causado al ecosistema perdura durante más

tiempo. Entre estos organismos podemos citar a macroinvertebrados o a

ciertas especies de algas, diatomeas.

En un estudio de calidad del agua se analizan los parámetros biológicos

del agua, entre los más importantes están:

Bacterias

Virus

Protozoos

Cianobacterias y diatomeas

Analíticas microbiológicas

20

2.5. TURBIDEZ DEL AGUA

Se conoce por turbidez a la medida en la que el líquido va perdiendo la

transparencia, ocasionada por partículas que se encuentra en la

suspensión tales como la arena fina.

2.5.1. CAUSAS

Existen algunos parámetros que intervienen en la turbidez del agua, entre

estos se destacan los principales.

Crecimiento de las algas.

Descarga de efluentes.

Escorrentía urbana.

Fitoplancton.

Sedimentos procedentes de la erosión.

Sedimentos suspendidos del fondo (frecuentemente revueltos por peces

que se alimentan por el fondo, como la carpa).

Análisis realizados por el equipo de trabajo de la Organización Mundial

para la Salud, la turbidez del agua para su consumo no debe de estar por

debajo de 1 NTU, superar por ningún motivo las 5 NTU.

2.5.2. CONSECUENCIAS

Todas las partículas suspendidas cumplen su función que es absorber el

calor de la luz del sol, provocando que las aguas turbias se vuelvan

calientes, y de este modo se reducirá la concentración del oxígeno en el

agua, ya que el oxígeno se disuelve mejor cuando el agua de encuentra a

temperatura fría, ya que ciertos organismos no pueden sobrevivir en agua

con temperatura caliente.

Las partículas en suspensión dispersan la luz, de esta forma decreciendo

la actividad fotosintética en plantas y algas, que contribuye a bajar la

concentración de oxígeno más aún.

21

Como consecuencia de la sedimentación de las partículas en el fondo, los

lagos poco profundos se colmatan más rápido, los huevos de peces y las

larvas de los insectos son cubiertas y sofocadas, las agallas se tupen o

dañan.

2.5.3. IMPACTOS DE LA TURBIDEZ

El impacto es que a nadie le agrada el aspecto del agua cuanta esta está

en condición sucia. Es por esto de suma importancia eliminar la turbidez

para lograr la desinsectación del agua y que pueda ser ingerida por el ser

humano. Esto añade costes extra para el tratamiento de las aguas

superficiales. También estas partículas suspendidas ayudan a la adhesión

de metales pesados y demás compuestos orgánicos tóxicos y pesticidas

(LAPEÑA, 1990).

2.5.4. MEDIDAS DE LA TURBIDEZ

La turbidez del agua se mide en Unidades Nefelometrías de turbidez

NTU, este instrumento se encarga de medir la intensidad de la luz cuando

los rayos pasan mediante la muestra obtenida del agua.

2.6. PROCESOS

2.6.1. LA COAGULACIÓN QUÍMICA

Puede definirse como un proceso unitario utilizado para eliminar la

turbiedad, mediante la unión o agregación del material suspendido no

sedimentable y partículas coloidales del agua; es el proceso por el cual se

reducen las fuerzas repelentes existentes entre partículas coloidales para

formar partículas mayores de buena sedimentación.

El proceso consiste en la adición de sustancias químicas al agua, su

distribución uniforme en ella y la formación de un floculo fácilmente

sedimentable.

22

La coagulación prepara el agua para la sedimentación, incrementa

grandemente la eficiencia de los sedimentadores y tiene como función

principal, agregar y unir las sustancias coloidales presentes en el agua. El

proceso remueve turbiedad, color, bacterias, algas y otros organismos

planctónicos, fosfatos y sustancias productoras de olores y sabores.

2.6.2. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y DOSIFICACIÓN DE LOS

REACTIVOS EN PLANTA.

2.6.2.1. Policloruro de aluminio (coagulante)

Las dosis correctas de policloruro de aluminio y de polímero, se

determinan por el JAR-TEST.

Se realiza una primera prueba con policloruro de aluminio, con dosis

crecientes de producto, de modo a determinar la dosis óptima.

Por último, se realiza una tercera prueba con un Polímero de modo a

determinar la dosis óptima de floculante.

La preparación de disoluciones a escala de planta puede realizarse

manualmente.

2.6.2.2. Polielectrolitos o Polímeros (coadyuvantes)

Los poli electrólitos se pueden presentar como productos sólidos o

líquidos.

Los sólidos son suministrados en forma de polvo o perlas de color blanco,

y se fabrican dentro de una gama de granulometría controlada a fin de

proporcionar unas características de disolución óptimas.

La concentración de la solución para su aplicación al sistema varía según

el producto a utilizar. La viscosidad de la solución es un factor a tener en

cuenta. Para la distribución optima del producto a través del substrato a

tratar, debe evitarse la adición de soluciones excesivamente viscosas.

23

Las concentraciones recomendadas son 0.05%-0.1% para productos de

calidad sólida, 0.1%-0.2% para los productos líquidos en dispersión y

0.5%- 1.0% para los líquidos en solución.

2.6.2.3. Ensayo de laboratorio. Método “JAR - TEST”.

Para realizar los ensayos de laboratorio, se utiliza un dispositivo llamado

floculador provisto de cuatro a doce puntos de agitación, que permite agitar

simultáneamente, a una velocidad determinada, el líquido contenido en una

serie de vasos.

Es importante que durante el ensayo el agua tenga una temperatura próxima

a la que tendrá realmente durante su tratamiento en planta, además de medir

los valores de turbidez con el que se inicia la prueba de jarras.

El agua a clarificar se agita en los distintos vasos, y a continuación, se

adiciona el coagulante manteniendo una agitación entre 100 y 250 rpm

para que la mezcla sea rápida. Dicha agitación se mantiene durante 3

minutos. Posteriormente, se adiciona algún corrector de pH si hiciera falta.

A continuación se añade el polielectrolito, agitando rápidamente unos 0,5

y 2 minutos para que se reparta rápidamente e inmediatamente se reduce

la agitación a 30 rpm para conseguir la maduración y crecimiento flocular.

Esta última fase puede debe durar 17 minutos, pasada la cual se

desconecta el agitador. Los flóculos se van depositando, pudiendo variar

la duración de la sedimentación entre 5 y 30 minutos. Después se toma

agua clarificada de dichos vasos y se procede a determinar los distintos

parámetros que nos dan idea del grado de clarificación obtenido como

son: sólidos en suspensión, turbidez, etc. Adoptamos como jarra ideal

aquella que arroja valores de turbidez más bajos y niveles de pH óptimos.

Teniendo en cuenta que pueden tratarse a la vez varias muestras, se

puede comprobar las influencias causadas por los distintos tipos de

coagulantes y floculantes, por la duración e intensidad de la agitación, así

como la duración de la sedimentación de los flóculos formados.

(Departamento Ambiente EPMAPAP, 2013)

24

CAPÍTULO III

MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. MATERIALES

3.1.1. LUGAR DE LA INVESTIGACIÓN

La Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” se

encuentra ubicada en el sector de las Cuatro Esquinas en la antigua Vía a

Santa Ana, conocida actualmente como la Vía a Pachinche del cantón

Portoviejo en la provincia de Manabí (Región Costa) de la República del

Ecuador (Sudamérica), a una altitud media de 50 msnm, la temperatura

media anual es de 25.

Gráfico 3. Ubicación de la Planta

Fuente: Google Earth.

Elaborado por: Macías Vera María

3.1.2. PERÍODO DE LA INVESTIGACIÓN

La recolección de las muestras se la realizó en 6 meses, de enero – junio

del año 2013 tomándose una muestra por semana. Las muestras

colectadas sirvieron para medir la turbiedad presente en el agua.

25

3.1.3. RECURSOS EMPLEADOS

Recursos humanos

- El Investigador

- El Tutor

- Ingeniero Químico

- Ayudantes en la toma de Muestras

- Personal de SENAGUA Y EPMAPAP

- Chofer

Recursos físicos

- Computador

- Impresora

- Hojas de papel bond

- Bolígrafos.

- Cámaras

- Reactivos Químicos.

- Equipos de laboratorio.

Recursos Institucionales

Se contó con el apoyo de instituciones como la EPMAPAP, a través del

departamento de agua potable.

Bibliográficos

- Revistas.

- Ensayos.

- Publicaciones.

- Información disponible en páginas electrónicas.

- Libros

Información propia de la EPMAPAP

26

3.1.4. UNIVERSO

Se definió la zona de muestreo, basado en las fuentes superficiales de

interés en los proceso de potabilización:

1. Captación de la Planta de tratamiento de agua potable “Cuatro

Esquinas” Portoviejo.

3.1.5. MUESTRA

Las muestras se colectaron en botellas plásticas de dos litros y

posteriormente fueron llevadas al Laboratorio de Agua Potable de la Empresa

Pública Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de Portoviejo, para los

análisis correspondientes.

Se midió la turbiedad como parámetro indicador del deterioro de la calidad

del agua en cuanto a fuentes superficiales y en la caracterización del

agua que procesa la planta los siguientes: pH, turbidez, sólidos disueltos,

conductividad, nitratos, fosfatos, oxígeno disuelto y coliformes fecales.

3.2. MÉTODOS

La investigación se realizó en la Planta de Tratamiento de Agua Potable

“Cuatro Esquinas” de la ciudad de Portoviejo, para ello se empleó la

información obtenida a través de ensayos y análisis por el Laboratorio de

la misma institución durante los meses de enero a junio del 2013, los cuales

permitieron determinar el índice de contaminación y el efecto causado por la

turbiedad en el proceso de potabilización del agua. Dichos análisis de carácter

científico debido a la parte técnico experimental consistieron en la evaluación

sistemática de los siguientes parámetros:

27

3.2.1. ANÁLISIS DE LOS FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA

CONTAMINACIÓN FÍSICA, QUÍMICA Y BIOLÓGICA DE LAS AGUAS

SUPERFICIALES.

Para determinar el balance e influencia que tienen determinados

parámetros en la aparición de la turbidez en las fuentes de aguas

superficiales, se consideró la evaluación periódica de los análisis

realizados, los mismos que incluyeron los impactos y riesgos ambientales

citados en la bibliografía. Además se emplearon de igual manera

instrumentos gráficos como mapas, fotos, cuadros y gráficos para un

mayor análisis de los resultados.

Determinación de los resultados del monitoreo físico-químico y biológico

en el agua captada en el sistema de tratamiento de agua en la Planta

Potabilizadora Cuatro Esquinas de la ciudad de Portoviejo.

3.2.1.1. Análisis físicos (pH, turbidez, sólidos disueltos, oxígeno

disuelto y conductividad) y químicos (nitratos y fosfatos)

El aumento en la concentración de ciertos constituyentes del agua

llegaron a representar una variación considerable de la turbidez en

cualquier fuente de agua superficial, debido a ello solo consideramos

aquellos parámetros de mayor influencia en la aparición de la turbiedad.

3.2.1.2. Resumen del Método

En la evaluación física del agua se emplearon volúmenes de muestras de

agua no mayores a 500 ml, considerando como solución de limpieza del

instrumento de medida un agua bidestilada que se encuentre libre de

cargas contaminantes. El análisis fue desarrollado in situ disponiendo

para ello de un equipo de medición multiparámetro o individualizado con

sensores que permitan medir las diferentes concentraciones en tiempo

real.

Respecto de la evaluación química del agua, se emplearon volúmenes no

mayores a 25 ml de muestra por cada parámetro analizado más la adición

de un reactivo indicador, el mismo que es diferente para cada

28

determinación. El análisis fue desarrollado en el laboratorio de ensayos

utilizando espectrofotómetros y métodos de identificación por precipitación

o valoración titulométrica.

3.2.1.3. Equipos y materiales

Para el desarrollo de las presentes determinaciones, se hizo uso de los

siguientes equipos y materiales:

- Equipo multiparámetro Hq40d

- Turbidímetro 2100 AN

- Espectrofotómetro DR5000

- Vasos de precipitados de 500 ml

- Cubetas de vidrio cuadradas de 25 ml

- Cubetas de vidrio redondas de 25 ml

- Tijeras, guantes, mascarillas y gasa no estéril

3.2.1.4. Reactivos

- Nitraver 5

- Molibdate Vanadate

- Agua bidestilada

3.2.2. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES

Las bacterias coliformes fecales forman parte del total del grupo coliforme.

Estas son definidas como bacilos gram-negativos, no esporulados que

fermentan la lactosa con producción de ácido y gas a 44.5 º C ± 0.2 º C

dentro de las 24 ± 2 horas. La mayor especie del grupo de coliforme fecal

es Escherichia coli.

3.2.2.1. Resumen del método

La determinación del número más probable (NMP) de bacterias coliformes

fecales se realizó a partir de los cultivos de todos los tubos positivos de

caldo lauril triptosa los cuales fueron inoculados en tubos conteniendo

medio E.C., incubados a 44.5 º C ± 0.2 º C durante 24 ± 2 horas. La

formación de gas en los tubos de Durham invertidos se considera

29

reacción positiva de coliforme fecal. La densidad del grupo coliforme fecal

es calculada por la tabla del NMP teniendo como base los tubos positivos

del medio E.C.

3.2.2.2. Aplicación

El método del NMP para coliforme fecal fue usado para evaluar la calidad

de aguas sin tratamiento, con fines recreacionales, aguas de

abastecimiento doméstico, en acuacultura y aguas utilizadas en irrigación.

Las ventajas de determinar coliforme fecal por temperatura elevada fue:

- La mayoría de las bacterias, cerca del 95 %, del intestino de animales

homeotermos crecen en temperaturas elevadas (30 – 47 º C).

- La supervivencia de las bacterias del grupo coliforme fecal es menor

en ambientes acuáticos que las del grupo coliforme.

- Los coliformes fecales no se multiplican generalmente fuera del

intestino de los animales homeotermos.

3.2.2.3. Equipos, material y medios de cultivo

Equipos y material

Los equipos y materiales son en la gran mayoría los mismos que para

coliforme total:

- Horno para esterilizar que alcance una temperatura mínima de 170

°C.

- Incubadora con termostato que evite variaciones mayores de ± 1,0 °C,

provista con termómetro calibrado.

- Termómetro de máximas y mínimas.

- Autoclave que alcance una temperatura mínima de 121 ± 1,0 °C y 15

libras de presión.

- Potenciómetro con una escala mínima de 0,1 unidades de pH a 25 °C.

30

- Pipetas bacteriológicas para distribuir 10 y 1 ml (o si es necesario de

11 y 2 ml), con tapón de algodón. Las pipetas pueden ser graduadas

en volúmenes iguales a una décima de su volumen total.

- Frascos de vidrio de 250 ml con tapón de rosca.

- Utensilios esterilizables para la obtención de muestras: cuchillos,

pinzas, tijeras, cucharas, espátulas, etc.

- Tubos de cultivo 20 x 200 mm y de 16 x 160 mm con tapones metálicos o de

rosca.

- Campanas de fermentación (tubos de Durham).

- Pipetas bacteriológicas graduadas de 10 y 1 ml.

- Gradillas.

- Asa de platino o nicromel de aproximadamente 3 mm de diâmetro.

Todo el material que tenga contacto con las muestras bajo estudio debe

esterilizarse mediante: Horno, durante 2 horas a 170 a 175 °C o 1 h a 180

°C o autoclave, durante 15 minutos como mínimo a 121 ± 1,0 °C y 15

libras de presión.

El material de vidrio puede sustituirse por material desechable que cumpla

con las especificaciones deseadas. No debe usarse material de vidrio

dañado por las esterilizaciones repetidas y éste debe ser químicamente

inerte.

Medios de cultivo y reactivos

Los reactivos utilizados deben ser G.A. (Grado analítico), cuando se

indique agua de dilución debe entenderse como agua destilada con pH

cercano a la neutralidad:

- Caldo lauril triptosa

31

- Medio E.C.

- Agua de dilución

3.2.2.4. Prueba presuntiva

Todas las operaciones fueron efectuadas con absoluta condiciones de

asepsia.

- Agitar vigorosamente la muestra por lo menos 20 veces para lograr

una distribución uniforme de los microorganismos.

- Dependiendo del origen de la muestra y el contenido bacteriano

esperado, preparar diluciones

- Para preparar las diluciones, con una pipeta estéril tomar una alícuota

de 1 ml de la muestra original y llevarlo a uno de los tubos conteniendo

9 ml de agua de dilución estéril, obteniendo de esta manera una

dilución de 10-1.

- Agitar el tubo de la dilución 10-1 y con otra pipeta estéril tomar una

alícuota de 1 ml y llevarlo a otro tubo con 9 ml de agua de dilución

estéril para obtener una dilución de 10-2.

- Proceder de la misma manera hasta obtener una dilución de 10-3 o

hasta donde sea necesario.

Gráfico 4. Dilución bacteriana

Fuente: STANDARD METHODS

Elaborado por: Macías Vera María

32

- Inocular asépticamente con 1 ml de muestra por quintuplicado, tubos

de fermentación conteniendo caldo lactosado o caldo lauril triptosa, a

partir de las últimas 3 diluciones y conservar todas las anteriores en

refrigeración por si se requiere su utilización posterior.

- Incubar todos los tubos a una temperatura de 35 °C durante 24-48

horas.

- Después de 24 horas de incubación efectuar una primera lectura para

observar si hay tubos positivos, es decir, con producción de ácido, si el

medio contiene un indicador de pH, turbidez y producción de gas en el

interior de la campana Durham.

- Al hacer esta verificación es importante asegurarse que la producción

de gas sea resultado de la fermentación de la lactosa, en cuyo caso se

observará turbidez en el medio de cultivo, y no confundir con burbujas de aire.

- Para evitar este tipo de confusiones es recomendable revisar las

campanas Durham antes de proceder a la inoculación y desechar

aquellos tubos cuyas campanas contengan burbujas de aire o de

alguna manera eliminar éstas y así poder utilizarlos.

- De los tubos que en la primera lectura den positivos, ya se pueden

hacer las pruebas confirmatorias para coliformes totales y coliformes

fecales.

3.2.2.5. Descripción de la Técnica del NÚMERO MÁS PROBABLE

(NMP).- Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater, 22th Ed.

- Se Seleccionaron tres series de tubos positivos de la prueba

presuntiva (caldo lauril sulfato tryptosa) siguiendo el mismo criterio de

selección que se usa para la prueba confirmativa de coliformes totales.

- Confirmar en caldo E.C., Medio par Escherichia coli, sembrar un

inóculo de cada tubo positivo de las tres series seleccionadas, en igual

número de tubos positivos de CLVBB.

- Incubar a 44.5 ± 0.2 º C durante 24 horas.

33

- Realizar la lectura. Considerar como positivos los tubos de

fermentación en los cuales se ha producido gas.

- Anotar el número de tubos confirmados como positivos.

- Leer en la tabla del NMP,

- Expresar los resultados en NMP / 100 ml. (Ver gráfico # 3)

Gráfico 5. Técnica del Número más probable

Fuente: STANDAR METHODS

Elaborado por: Macías Vera María

34

3.2.2.6. Determinación de los impactos ambientales basados en los

ensayos del Laboratorio y la norma técnica nacional.

Mediante la utilización de una matriz de impactos se identificó la

incidencia que tiene el proceso de potabilización del agua sobre el

ambiente y la afectación que genera la turbidez en dicho proceso.

Tabla 1. Matriz de Impactos Planta Cuatro Esquinas

MATRIZ DE IMPACTOS PLANTA "CUATRO ESQUINAS"

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 3 4 5

CA

PT

AC

IÓN

AIR

EA

CIÓ

N

ME

ZC

LA

CU

AR

TO

DE

BO

MB

AS

CU

AR

TO

PR

EP

AR

AC

IÓN

DE

QU

ÍMIC

OS

CU

AR

TO

DE

CL

OR

AC

IÓN

MA

NT

EN

IMIE

NT

O D

E R

EA

S V

ER

DE

S

Generación de humo y ruido - 1/1 - 5/1 - 1/1 - 5/5 - 1/1 - 1/1 - 1/1

Proliferación de polvo MP - 1/1 - 1/1

Emanación de olores - 1/1 - 1/1 - 1/1 - 1/1 - 5/5 - 1/1

Alteración de las propiedades

del suelo - 5/1

Erosión del suelo - 1/1

Cambio de las propiedades

físicas del agua + 1/1 + 1/1

Contaminación de aguas superf. - 1/1

AGUA

ABIOTICO

AIRE

SUELO

CO

MPONENTE

SUB C

OM

PONENTE

FACTOR A

MBIE

NTAL

FASE DE CONSTRUCCIÓN FASE DE OPERACIÓN

Fuente: EPMAPAP

Elaborado por: Macías Vera María

35

CAPÍTULO IV

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

4.1.1. Resultados obtenidos en el monitoreo de los parámetros Físico

– Químico y Biológicos, en la Planta de tratamiento de agua potable

“Cuatro Esquinas” Portoviejo.

Concluida la toma de muestra y desarrollo de cada análisis, se obtuvo los

siguientes resultados:

Tabla 2. Agua cruda.- Captación Planta Cuatro Esquinas

PROCEDENCIA: Agua cruda.- Captación Planta Cuatro Esquinas

MES: ENERO - JUNIO 2013

PARÁMETROS UNIDAD

CRITERIOS DE

CALIDAD PARA LOS

USOS DE AGUAS

SUPERFICIALES

χ

CONDUCTIBIDAD µ/cm No fija límites 1025.939

OXIGENO DISUELTO (LDO) mg/L No menor a 6 7.813

pH ----- 6.0 - 8.5 7.419

TURBIEDAD NTU No fija límites 93.361

SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS (STD) mg/L No fija límites 497.706

SÓLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS (STS) mg/L No mayor a 30 27.648

TEMPERATURA º C °C inferior a la del aire 27.514

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.2 0.022

AMONIACO (NH3) mg/L No fija límites 0.713

COBRE (Cu⁺²) mg/L 1.00 0.424

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.05 0.209

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 1.00 1.274

FOSFORO (PO4) mg/L No fija límites 4.974

NITRATOS (NO³) mg/L 10.00 3.926

NITRITOS (NO²) mg/L 1.00 0.112

SULFATO (SO4) mg/L 400.00 252.541

SULFURO DE HIDROGENO (SH2) mg/L 0.08 0.338

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml 200 >1600

Fuente: Laboratorio “Cuatro Esquinas” Portoviejo

Elaborado por: Macías Vera María .

36

LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y DESECHOS LÍQUIDOS

INDUSTRIALES

DR. JOHN FARFÁN UBILLÚS

Químico – Master en Tecnología del Agua. Especializado en la U.

Politécnica de Cataluña-España, Análisis y Tratamiento de Aguas de:

industrias, potable, residuales, camaroneras, riego, piscinas, recreativas,

etc. Asesoría y Consultoría

Teléfonos: 05-2696-193 Celular: 0986856881

Email: lafaro@outlook.com

MANABÍ - ECUADOR

Tabla 3. Fuente agua cruda Planta “Cuatro Esquinas” Portoviejo.

MES: ENERO A JUNIO DE 2013.

PARÁMETROS UNIDAD

CRITERIOS DE

CALIDAD PARA LOS

USOS DE AGUAS

SUPERFICIALES

χ

CONDUCTIVIDAD µS/cm No fija límites 1031,833

OXIGENO DISUELTO (LDO) mg/L No menor a 6 7,640

pH ----- 6.0 - 8.5 7,402

TURBIEDAD NTU No fija límites 137,117

SÓLIDOS TOTALES

DISUELTOS (STD) mg/L No fija límites 555,833

SÓLIDOS TOTALES

SUSPENDIDOS (STS) mg/L No mayor a 30 29,167

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.2 0,015

COBRE (Cu⁺²) mg/L 1.00 0,315

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.05 0,183

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 1.00 1,667

FOSFORO (PO4) mg/L No fija límites 4,550

NITRATOS (NO³) mg/L 10.00 2,983

NITRITOS (NO²) mg/L 1.00 0,083

SULFATO (SO4) mg/L 400.00 230,333

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml 200 1266,667

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

37

Tabla 4. Comparativa de la calidad de agua cruda

PARÁMETROS UNIDAD CUATRO ESQUINAS PARTICULAR

CONDUCTIVIDAD µS/cm 1025.939 1031,833

OXIGENO DISUELTO

(LDO) mg/L 7.813 7,640

pH ----- 7.419 7,402

TURBIEDAD NTU 93.361 137,117

SÓLIDOS TOTALES

DISUELTOS (STD) mg/L 497.706 555,833

SÓLIDOS TOTALES

SUSPENDIDOS (STS) mg/L 27.648 29,167

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.022 0,015

COBRE (Cu⁺²) mg/L 0.424 0,315

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.209 0,183

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 1.274 1,667

FOSFORO (PO4) mg/L 4.974 4,550

NITRATOS (NO³) mg/L 3.926 2,983

NITRITOS (NO²) mg/L 0.112 0,083

SULFATO (SO4) mg/L 252.541 230,333

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml >1600 1266,667

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Gráfico 6. Curva comparativa de la calidad del agua cruda

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

0200.000400.000600.000800.000

1.000.0001.200.0001.400.0001.600.0001.800.000

CUATRO ESQUINAS

PARTICULAR

38

Diagnóstico:

- Considerando los parámetros físicos, de conductividad, pH, turbiedad, se

encuentran dentro de los límites normales para aguas susceptibles de

potabilización.

- De acuerdo a la conductividad eléctrica, en ambos análisis, esta agua es de

calidad media, susceptible de potabilización mediante procesos

convencionales con una línea de tratamiento que incluya clarificación,

filtración y desinfección.

- En referencia a los minerales y metales analizados, de igual manera

están dentro de los valores normales.

- En la calidad bacteriológica, los resultados en ambos casos nos muestran

que esta agua contiene cantidades importantes de microbios de origen

fecal, lo cual es fácil imaginar que son adicionados por las comunidades

cercanas al canal.

Tabla 5. Características del agua tratada.

Procedencia: Agua tratada.- Salida del tanque de almacenamiento, Planta Cuatro

Esquinas.

Mes: ENERO - JUNIO 2013

PARÁMETROS UNIDAD LIMITES MÁXIMOS

PERMISIBLES (*) Χ

CONDUCTIBIDAD µ/cm No fija límites 889.559

OXIGENO DISUELTO (LDO) mg/L No menor a 6 8.326

pH ----- 6.5 - 8.5 7.581

TURBIEDAD NTU 5 0.928

SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS (STD) mg/L No fija límites 418.967

SÓLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS (STS) mg/L 0.1 0.151

TEMPERATURA º C 9.0 - 15.0 26.487

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.25 0.010

AMONIACO (NH3) mg/L 0 0.000

COBRE (Cu⁺²) mg/L 1 0.038

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.5 0.135

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 1 0.167

FOSFORO (PO4) mg/L No fija límites 0.126

NITRATOS (NO³) mg/L 10 0.074

NITRITOS (NO²) mg/L 0 0.000

SULFATO (SO4) mg/L 200 249.841

SULFURO DE HIDROGENO (SH2) mg/L 0 0.000

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml menor a 2 0

Fuente: Laboratorio “Cuatro Esquinas” EPMAPAP

Elaborado por: Macías Vera María

39

LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y DESECHOS LÍQUIDOS

INDUSTRIALES

DR. JOHN FARFÁN UBILLÚS

Químico – Master en Tecnología del Agua. Especializado en la U.

Politécnica de Cataluña-España, Análisis y Tratamiento de Aguas de:

industrias, potable, residuales, camaroneras, riego, piscinas,

recreativas, etc. Asesoría y Consultoría

Teléfonos: 05-2696-193 Celular: 0986856881

Email: lafaro@outlook.com

MANABÍ - ECUADOR

MES: ENERO A JUNIO DE 2013

Tabla 6. Fuente agua tratada Planta “Cuatro Esquinas” Portoviejo

PARÁMETROS UNIDAD

CRITERIOS DE CALIDAD

PARA LOS USOS DE

AGUAS SUPERFICIALES

χ

CONDUCTIVIDAD µS/cm No fija límites 1018,333

OXIGENO DISUELTO (LDO) mg/L No menor a 6 7,995

pH ----- 6.0 - 8.5 7,290

TURBIEDAD NTU No fija límites 2,127

SÓLIDOS TOTALES

DISUELTOS (STD) mg/L No fija límites 522,333

SÓLIDOS TOTALES

SUSPENDIDOS (STS) mg/L No mayor a 30 0,868

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.2 0,050

COBRE (Cu⁺²) mg/L 1.00 0,192

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.05 0,080

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 1.00 0,400

FOSFORO (PO4) mg/L No fija límites 1,400

NITRATOS (NO³) mg/L 10.00 0,983

NITRITOS (NO²) mg/L 1.00 0,020

SULFATO (SO4) mg/L 400.00 207,167

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml 200 0

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

40

Tabla 7. Tabla comparativa de la calidad de agua tratada

PARÁMETROS UNIDAD CUATRO

ESQUINAS PARTICULAR

CONDUCTIVIDAD µS/cm 889.559 1018,333

OXIGENO DISUELTO (LDO) mg/L 8.326 7,995

pH ----- 7.581 7,290

TURBIEDAD NTU 0.928 2,127

SÓLIDOS TOTALES

DISUELTOS (STD) mg/L 418.967 522,333

SÓLIDOS TOTALES

SUSPENDIDOS (STS) mg/L 0.151 0,868

ALUMINIO (Al⁺³) mg/L 0.010 0,050

COBRE (Cu⁺²) mg/L 0.038 0,192

CROMO (Cr⁺⁶) mg/L 0.135 0,080

HIERRO (Fe⁺³) mg/L 0.167 0,400

FOSFORO (PO4) mg/L 0.126 1,400

NITRATOS (NO³) mg/L 0.074 0,983

NITRITOS (NO²) mg/L 0.000 0,020

SULFATO (SO4) mg/L 249.841 207,167

COLIFORMES FECALES Nmp/100 ml 0 0

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Gráfico 7. Curva comparativa de la calidad de agua tratada

Fuente: EPMAPAP Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

CUATRO ESQUINAS

PARTICULAR

41

Diagnóstico:

- Todos los parámetros físicos, químicos y biológicos, tienen valores

normales, que se enmarcan dentro de las normas NTE INEN 11 08

- De acuerdo a la conductividad eléctrica, esta agua es de calidad

adecuada, apta para el consumo humano

PARÁMETROS FÍSICOS

Gráfico 8. Conductividad (Us/cm)

Fuente: EPMAPAP / Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

La conductividad es empleada como un indicador de calidad en la

caracterización de los cuerpos de agua, además su concentración

identifica la cantidad de sales y minerales presentes en el agua. A pesar

de que la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión:

Enero 2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas que se pretendan

para consumo humano y las disposiciones contempladas en la Norma

Técnica Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental. Criterios

admisibles para aguas de consumo humano no fija límites mínimos o

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

AGUA TRATADA EPMAPAP

AGUA TRATADA JHON F

42

máximos permisibles, el presente estudio comprendido desde enero –

junio del 2013 determinó que el agua tratada en la Planta de Tratamiento

de Agua Potable Cuatro Esquinas presentan cantidades de sustancias

minerales menores a las de ingreso en la captación, identificando con ello

una remoción al final del tratamiento del 13,29% tal y como se muestra en

la figura correspondiente a este parámetro.

Gráfico 9. Oxígeno Disuelto (mg/L)

Fuente: EPMAPAP / Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

El oxígeno es uno de los elementos indispensable para cualquier forma

de vida. La presencia de niveles óptimos de oxígeno en el agua evidencia

el buen proceso de autodepuración que tienen las aguas superficiales. La

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero

2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas que se pretendan para

consumo humano y las disposiciones contempladas en la Norma Técnica

Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios admisibles

para aguas de consumo humano fija el límite mínimos permisible de 6

mg/L para aguas de consumo humano, el presente estudio comprendido

desde enero – junio del 2013 determinó que el agua tratada en la Planta

de Tratamiento de Agua Potable Cuatro Esquinas presentan una

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

AGUA TRATADAEPMAPAP

43

concentración de este parámetro situada en 8,32 mg/L, niveles

adecuados de acuerdo a la normativa vigente. Dichos niveles demuestran

la importancia que tiene la etapa de aireación en el proceso de

tratamiento, ya que restituye el oxígeno perdido en el agua y devuelve al

ambiente los gases disueltos en ella, además de oxidar gran cantidad de

materia orgánica.

Gráfico 10. pH

Fuente: EPMAPAP / Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

El pH permite conocer el nivel de acidez o basicidad presentes en todo

tipo de aguas. La Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta

revisión: Enero 2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas que se

pretendan para consumo humano y las disposiciones contempladas en la

Norma Técnica Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios

admisibles para aguas de consumo humano fija los límites mínimos y

máximos permisibles de 6.5 – 8.5 para aguas de consumo humano; el

presente estudio comprendido desde enero – junio del 2013 determinó

que el agua tratada en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Cuatro

Esquinas presentan una concentración de este parámetro situada en

6,5

6,7

6,9

7,1

7,3

7,5

7,7

7,9

8,1

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

AGUA TRATADA EPMAPAP

AGUA TRATADA JHON F

44

7.58, niveles adecuados de acuerdo a la normativa vigente. Dichos

niveles demuestran la cercanía a un pH neutro situado en 7 lo que explica

que los productos empleados en el tratamiento del agua no afectan a este

parámetro, evitando con ello el uso de correctores de pH como la cal.

Gráfico 11. Turbidez (NTU)

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

La turbiedad del agua es uno de los principales indicadores de presencia

de contaminantes en el agua de consumo y en general de todo tipo de

aguas. En ella pueden coexistir compuestos adicionados y bacterias de

tipo patógeno. La Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta

revisión: Enero 2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas que se

pretendan para consumo humano y las disposiciones contempladas en la

Norma Técnica Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios

admisibles para aguas de consumo humano fija el límite máximo

permisible de 5 NTU para aguas de consumo humano; el presente estudio

comprendido desde enero – junio del 2013 determinó que el agua tratada

en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Cuatro Esquinas presentan

una concentración de este parámetro situada en 0.928 NTU. Esta

concentración demuestra la eficiencia del tratamiento de la Planta

6,5

56,5

106,5

156,5

206,5

256,5

306,5

356,5

AGUA TRATADAEPMAPAP

AGUA TRATADA JHON F

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

45

Potabilizadora Cuatro Esquinas en cada una de sus etapas,

principalmente en la coagulación química y filtración que es donde se

retira el material causante de la turbidez, logrando una remoción del 99.01

% al final del tratamiento.

Gráfico 12. Sólidos Totales Disueltos (mg/L)

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

La presencia de sólidos disueltos en el agua al igual que la conductividad

eléctrica son un indicador de calidad del agua, estos identifican de igual

manera la presencia de sales y minerales disueltos en el agua, los

mismos que son capaces de generar turbiedad. La Norma Técnica

Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero 2014) dispuesta en

cumplimiento para las aguas que se pretendan para consumo humano y

las disposiciones contempladas en la Norma Técnica Ambiental

Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios admisibles para aguas de

consumo humano no fija el límite máximo y mínimo permisible en aguas

de consumo humano; el presente estudio comprendido desde enero –

junio del 2013 determinó que agua tratada en la Planta de Tratamiento de

Agua Potable Cuatro Esquinas presentan una concentración de 418.967

mg/L, la misma que después de la coagulación química y filtración se

logró una remoción del 15.82 % al final del tratamiento.

400

450

500

550

600

650

700

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

AGUA TRATADA JHON F

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

46

PARÁMETROS QUÍMICOS

Gráfico 13. Fosfatos (mg/L)

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

Los fosfatos presentes en las aguas superficiales corresponden a la

adición a esta de compuestos que los contienen como agroquímicos,

detergentes y otros que aportan grandes niveles de fósforo al agua. La

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero

2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas que se pretendan para

consumo humano y las disposiciones contempladas en la Norma Técnica

Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios admisibles

para aguas de consumo humano no fija el límite máximo y mínimo

permisible en aguas de consumo humano; el presente estudio

comprendido desde enero – junio del 2013 determinó que el agua tratada

en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Cuatro Esquinas presentan

una concentración de 0.126 mg/L, la misma que después de la

coagulación química y filtración se logró una remoción del 97.47 % al final

del tratamiento.

1,400

4,550

4,974

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

X (ENERO - JULIO)

AGUA TRATADA JHON F

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

AGUA TRATADA

47

Gráfico 14. Nitratos (mg/L)

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

Los nitratos presentes en las aguas superficiales corresponden a la

adición a esta de compuestos que los contienen como agroquímicos,

descomposición de materia orgánica y otros que aportan grandes niveles

de nitrógeno al agua y que pueden ocasionar la proliferación de plantas

acuáticas en cualquier tipo de agua. La Norma Técnica Ecuatoriana NTE

INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero 2014) dispuesta en cumplimiento para

las aguas que se pretendan para consumo humano y las disposiciones

contempladas en la Norma Técnica Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión

Ambiental, Criterios admisibles para aguas de consumo humano fija el

límite máximo permisible en aguas de consumo humano de 10 mg/L; el

presente estudio comprendido desde enero – junio del 2013 determinó

que el agua tratada en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Cuatro

Esquinas presentan una concentración de 0.074 mg/L, la misma que

después de la coagulación química y filtración se logró una remoción del

98.18 % al final del tratamiento, situación sostenida de manera visual ya

que no se aprecia en todo el sistema el crecimiento o aparición de plantas

acuáticas.

0,983

2,983

3,926

0,074

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

X (ENERO - JULIO)

AGUA TRATADA JHON F

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA

AGUA TRATADA

48

PARÁMETROS BACTERIOLÓGICOS

Gráfico 15. Coliformes Fecales (NMP).

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

La mayor parte de enfermedades de transmisión hídrica se dan vía oral,

en esta forma incluimos la contaminación oral-fecal responsable de un sin

número de enfermedades en el ser humano. La Norma Técnica Ecuatoriana

NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero 2014) dispuesta en cumplimiento

para las aguas que se pretendan para consumo humano y las disposiciones

contempladas en la Norma Técnica Ambiental Obligatoria, Ley de Gestión

Ambiental, Criterios admisibles para aguas de consumo humano fija el límite

máximo permisible en aguas de consumo humano en menor a 2 NMP; el

presente estudio comprendido desde enero – junio del 2013 determinó que el

agua tratada en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Cuatro Esquinas

presentan una concentración MAYOR A 1600 NMP, la misma que después de

la aireación, pre desinfección, mezcla, coagulación química, filtración y

desinfección final se logró una remoción del 100 % al final del tratamiento,

permitiendo obtener un agua libre de agentes microbianos de origen fecal.

4.1.2. Resultados obtenidos en el monitoreo de los parámetros físico

– químico y biológicos, en la Planta de Tratamiento de agua Potable

“Cuatro Esquinas” Portoviejo.

Concluida la toma de muestra y desarrollo de cada análisis, se obtuvo los

siguientes resultados:

1267 1600

0

20000

X (ENERO - JULIO)

AGUA TRATADA EPMAPAP

AGUA TRATADA JHON F

AGUA CRUDA JHON F.

AGUA CRUDA EPMAPAP

49

Tabla 8. Resultados del monitoreo del agua cruda.

Fuente: EPMAPAP

Elaborado por: Macías Vera María

Tabla 9. Resultados de laboratorio

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

50

Tabla 10. Resultados del monitoreo del agua tratada.

Fuente: EPMAPAP

Elaborado por: Macías Vera María

Tabla 11. Resultados de laboratorio

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

51

Tabla 12. Resultados de remoción de contaminantes

Fuente: EPMAPAP

Elaborado por: Macías Vera María

52

Tabla 13. Monitoreo de la Turbiedad en el canal de captación

LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y DESECHOS LÍQUIDOS

INDUSTRIALES

DR. JOHN FARFÁN UBILLÚS

Químico – Master en Tecnología del Agua. Especializado en la U.

Politécnica de Cataluña-España, Análisis y Tratamiento de Aguas de:

industrias, potable, residuales, camaroneras, riego, piscinas,

recreativas, etc. Asesoría y Consultoría

TELÉFONOS: 05-2696-193 Celular: 0986856881

Email: lafaro@outlook.com

MANABÍ - ECUADOR

MONITOREO DE LA TURBIEDAD EN EL CANAL DE CAPTACIÓN EN

LOS PUNTOS:

1. Captación de Planta Cuatro Esquinas

2. Compuerta Sitio El Cady

3. Inicio del canal en Represa Salazar Barragán

MES: ENERO A JUNIO DE 2013

FUENTE ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

CUATRO ESQUINAS 234,12 321,34 154,16 76,4 43,2 17,3

SITIO EL CADY 285,6 198 174,2 91,5 51,7 20,3

SALAZAR

BARRAGAN 290 234,7 210,5 87,4 62,3 18,9

Fuente: Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

53

Gráfico 16. Turbidez tomadas en 3 puntos

1. Captación de Planta Cuatro Esquinas

2. Compuerta Sitio El Cady

3. Inicio del canal en Represa Salazar Barragán

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Análisis e interpretación de resultados

De los resultados que se obtuvieron en laboratorio, se pudo observar que

por lo general la turbiedad ingresa al canal con su valor pico, luego a

mitad del recorrido el valor ha disminuido, lo cual se produce obviamente

por la disminución de la velocidad, la misma que permite la sedimentación

de las partículas más pesadas, igual comportamiento sigue manteniendo

hasta llegar a la captación de la planta de Cuatro Esquinas. También se

observó un fenómeno en el mes de febrero, esto es causado por la

introducción de aguas ajenas al canal antes de llegar a la planta, donde la

turbiedad aumenta considerablemente, este fenómeno lo provoco la

quebrada de Maconta, el cual en los momentos de altas lluvias, sale de su

cauce e inunda el sector, desembocando en el canal de captación.

0

50

100

150

200

250

300

350

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

CUATRO ESQUINAS

EL CADY

SALAZAR BARRAGAN

54

4.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

A través de los ensayos realizados al agua proveniente de la Presa

Derivadora Salazár Barragán, la misma que es captada en la Planta de

Tratamiento de Agua Potable “Cuatro esquinas” para su posterior

potabilización, se pudo establecer el nivel de afectación que ocasiono la

presencia de altos niveles de turbiedad en invierno en esta fuente de agua

superficial, así como también se logró determinar la calidad del agua

potable luego del proceso de potabilización.

Cuando nos referimos a turbiedad, relacionamos con ello a todo lo que

genera opalescencia en un líquido; pero es necesario aclarar que detrás

de este término existen otros componentes que aportan a la turbidez y

cuya simple presencia y aumento en las concentraciones sugeridas

pueden ocasionar trastornos en el proceso de tratamiento de estas aguas,

obteniendo así un agua de dudosa calidad que además incumple la

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1 108 (Cuarta revisión: Enero

2014) dispuesta en cumplimiento para las aguas para consumo humano y

las disposiciones contempladas en la Norma Técnica Ambiental

Obligatoria, Ley de Gestión Ambiental, Criterios admisibles para aguas de

consumo humano. Debido a esta problemática fueron considerados como

objeto de estudio aquellos elementos de mayor influencia, siendo estos de

carácter físico: conductividad, oxígeno disuelto, pH, Solidos totales

disueltos y turbiedad; de carácter químico: fosfatos y nitratos y los de

carácter biológico: las coliformes fecales.

De acuerdo a los registros diarios del Laboratorio de Agua Potable de la

Empresa Pública Municipal de Agua Potable y Alcantarillado de

Portoviejo, EPMAPAP (enero – junio del 2013), y a los del Dr. Farfán

como profesional independiente, en lo que refiere a determinación de

características físico, químicas y biológicas del agua cruda y tratada que

se procesa en la Planta Cuatro Esquinas, el agua cruda presenta

variaciones en los niveles de turbiedad que transgreden los criterios de

calidad admisibles contemplados en la Ley de Gestión Ambiental durante

los meses de enero, febrero y marzo; esto se debió a la presencia de la

55

estación invernal que aportó con precipitaciones, escorrentías y adición

de aguas de quebradas al canal de riego afectando drásticamente los

niveles de turbidez, mientras que el agua tratada una vez culminado el

proceso de tratamiento mantiene niveles óptimos de calidad, los cuales se

encuentran considerados en las leyes antes mencionadas.

Los resultados obtenidos permitieron identificar también que debido al

aumento de turbiedad en el agua cruda en los meses de enero, febrero y

marzo ocasionaron molestias en el tratamiento de potabilización, al punto

de paralizar las actividades en la planta de tratamiento por espacio de

hasta 78 horas, lo que se vio reflejado en la inconformidad de la

población, causando problemas de salud, socioeconómicos, etc. Y en

algunos casos, un aumento sustancial de los sólidos totales suspendidos

en el agua tratada, encontrándose estos transgrediendo la norma y originando

incomodidad en el consumidor al notarse partículas suspendidas o material

extraño en el agua de bebida.

Fotos del diario de Turbidez

4.3. COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS

Mediante el estudio sistemático y dinámico que se realizó al agua que se

procesa en la Planta de tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” de la

ciudad de Portoviejo y a la influencia que la turbidez es capaz de generar en los

procesos de tratamiento, al punto de provocar la paralización de las actividades

de la planta por los exagerados valores encontrados en la época invernal, al

igual que los disturbios es capaz de causar en las fuentes de aguas

superficiales, se logró establecer la relación porcentual en la tratabilidad del

agua así como también se han dado a conocer medidas preventivas y

correctivas que permitan superar estos inconvenientes.

Además se propuso alternativas viables que a mediano plazo podrán ayudar a

reducir los efectos de la turbidez en los sistemas de potabilización del agua,

solucionando el problema de muchos años sobre el desabastecimiento por los

elevados valores de turbidez en el agua cruda, comprobando con ello la

veracidad de la hipótesis planteada al inicio de esta investigación. .

.

56

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

- La turbiedad es considerada como un indicador de contaminación, la

misma que genera un gravísimo problema a 270765 habitantes de la

capital de la provincia de Manabí.

- Se analizó la calidad del agua de las fuentes superficiales que

abastecen a la planta de tratamiento de agua potable “Cuatro

Esquinas” y los parámetros indicadores de contaminación tenían un

rango elevado.

- Se determinó las causas principales que provoca el deterioro de la calidad

del agua que presenta la planta de tratamiento de agua potable “Cuatro

Esquinas” Portoviejo, estas son la insalubridad, , desabastecimiento,

problemas socio-económicos, y como punto de partida al problema, la

pérdida de ciertas características comunes en cuanto a su aspecto en

general.

- La alternativa de solución para minimizar el grado de turbiedad

existente en el agua captada por la Planta de Potabilización “Cuatro

Esquinas Portoviejo”, es la construcción de un pre sedimentador.

5.2. RECOMENDACIONES

- Plantear a la Empresa Pública Municipal de Agua Potable y

Alcantarillado de Portoviejo, EPMAPAP considere la instalación de

estaciones de control de la turbiedad en el Canal, de tal forma que

puedan detectar el problema, dando tiempo para tomar las acciones y

mediadas para enfrentar el problema. .

57

- Es necesario identificar las quebradas, esteros, etc., que realizan

inserciones de agua en las crecientes hacia el canal y tomar las

acciones preventivas que eviten que esta sea la causa del aumento

excesivo de la turbiedad.

- Se sugiere, se realice una reingeniería a los sedimentadores

existentes referente a la evacuación de lodos, de tal forma que la

salida de este material sea más eficiente, evitando así excesiva

acumulación, ya que esto provoca lavados frecuentes de estos

equipos.

- Deben realizarse los estudios adecuados para la construcción de un

pre sedimentador el mismo que disminuirá la turbiedad a niveles aptos

para su ingreso al proceso, siendo la solución definitiva a este

problema.

58

CAPÍTULO VI

PROPUESTA

A continuación se plantea la solución a este problema, escogidas en

virtud de su capacidad de dotar los caudales necesarios en condiciones

de turbiedades picos en estación invernal, condiciones físicas y

químicamente aprobadas para el consumo humano, viabilidad técnica

debidamente sustentada.

TITULO DE LA PROPUESTA

Construcción de un pre- sedimentador para la Planta potabilizadora de

Agua Cuatro Esquinas Portoviejo.

PERIODO DE LA EJECUCIÓN

Fecha de inicio: Junio 2015

Fecha de finalización: Octubre 2015

DESCRIPCIÓN DE LOS BENEFICIARIOS

Habitantes pertenecientes a la Ciudad de Portoviejo y poblaciones

aledañas.

UBICACIÓN SECTORIAL Y FÍSICA

Se encuentra ubicada en el sector de las Cuatro Esquinas en la antigua

Vía a Santa Ana, conocida actualmente como la Vía a Pachinche del

cantón Portoviejo en la provincia de Manabí de la República del Ecuador.

59

Gráfico 17. Ubicación de la Planta de tratamiento “cuatro esquinas”

Portoviejo

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Pre sedimentador

60

INTRODUCCIÓN

La ciudad de Portoviejo cuenta con una planta potabilizadora de agua,

ubicada en el sector conocido como Cuatro Esquinas, construida por la firma

francesa Dégremont y concluida en 1998, la cual se abastece del río

Portoviejo a través de un canal abierto, que en el punto de captación tiene una

longitud de cerca de 34 Km.

La planta consiste de las siguientes unidades: aeración mecánica, mezcla

rápida mecánica, dos unidades de clarificación en manto de lodos del tipo

Pulsador, seis unidades de filtración rápida en lechos de arena uniforme

que operan a tasa constante, un sistema de desinfección, y las facilidades

para su correcto funcionamiento como laboratorio, casa de químicos,

bodega, etc. Se emplean varios tipos de substancias químicas en el

proceso, dependiendo de la calidad del agua cruda como: el sulfato de

aluminio, poli cloruro de aluminio, polímero anicónico, permanganato de

potasio, cal y cloro.

La capacidad de la planta en épocas de estiaje es de 90000 m3/día (1.05

m3/s), con lo cual sería posible abastecer la demanda futura del sistema de

distribución, cuya área de servicio se amplía con los trabajos de los Planes

Maestros de Agua Potable y Alcantarillado que se ejecutan, incorporando nuevos

sectores carentes en la actualidad de este servicio. Durante estas épocas la calidad

física del agua caracterizada por la turbiedad presenta valores inferiores a las 50

UNT (unidades nefelométricas de turbiedad), lo que permite condiciones de

operación normales con respecto al consumo de substancias químicos, períodos

de limpieza de las unidades, consumo de energía, etc.

Sin embargo, en las épocas de invierno la calidad del agua cruda sufre un

deterioro muy marcado en sus propiedades físicas, debido al incremento de

sólidos arrastrados por las aguas procedentes de la cuenca que drena al río

Portoviejo, habiéndose registrado valores del orden de 24.000 UNT (ACSAM

2008). En estas condiciones, la capacidad de operación de la planta es

severamente afectada, llegándose a reducir progresivamente la producción

hasta la total suspensión.

61

De acuerdo a la información de operación proporcionada durante el

desarrollo del presente estudio, la capacidad de producción de la planta,

se reduce en el invierno a un 25% (24.000 m3/día) cuando la turbiedad

alcanza las 1000 UNT, y se suspende la operación cuando alcanza las

1500 UNT.

A continuación se presenta el análisis estadístico de los últimos cuatro

años, de la incidencia de turbiedades en el canal de captación:

En las especificaciones técnicas del diseño y operación de la planta,

determinaran que su funcionamiento debe de ser con agua cruda con un

límite máximo de turbiedad de 1500 NTU, los datos de turbiedad obtenido

hasta el momento nos indican que en cierto momento estos valores han

llegado hasta 24000 NTU (ACSAM 2008), esto provocara la interrupción

de la producción por varias horas o días en la planta, hasta que la

turbiedad allá disminuido a valores dentro del rango de trabajo, por tanto,

es necesario la creación de un sistema que permita disminuir la turbiedad

del agua cruda hasta valores adecuados de ingreso a la planta, en caso

contrario el ingreso de agua cruda con niveles altos de turbiedad no

permite producir y como consecuencia provocaran el taponamiento de

tuberías provocando el daño de partes y accesorios que estaran en

contacto con este tipo de aguas disminuyendo de forma drástica su

tiempo de vida útil.

PROBLEMAS PROVOCADOS POR LA TURBIDEZ EN LA PLANTA DE

TRATAMIENTO CUATRO ESQUINAS, LIMPIEZA DE DECANTADORES

DURA EN TOTAL 8 DÍAS SIN ABASTECER A LA CIUDAD

NORMALMENTE.

La excesiva cantidad de sedimentos provocara que los decantadores se

azolven de manera rápida, la limpieza de los mismo se vuelve más difícil

teniendo una duración hasta de cuatro días por cada decantador, esto

implica que la producción de agua potable únicamente alcance hasta la

mitad durante 8 días, lo cual determina que un gran porcentaje de la

ciudad no tenga el servicio de líquido vital por el tiempo que dure la

limpieza de los decantadores.

62

LAS PIEZAS, TUBERÍAS, ETC, SE DAÑARÍAN POR MUCHA

ACUMULACIÓN DE SEDIMENTOS.

La gran cantidad de basura y lodo que llegan a la planta, han ocasionado

el continuo desgaste de los equipos de limpieza del área de captación de

la planta, la constante limpieza de los decantadores cuando normalmente

en verano se la realiza mensualmente, en invierno se la realiza

semanalmente.

Al existir mucho arrastre de sedimentos y la paralización de la producción

se extienden por mucho tiempo, provocara que los sedimentos

permanezcan por mayor tiempo en contacto con las partes metálicas

produciendo oxidaciones o atascamiento de partes dinámicas con su

consecuente deterioro.

FILTROS SE AZOLVARÍAN MAS RÁPIDO Y LA FRECUENCIA DE

LAVADOS CAUSARÍAN LA FUGA DE ARENA Y CONSUMO MAYOR

DE AGUA QUE ES AGUA POTABLE.

El objetivo de los filtros es eliminar todo cuerpo flotante que no pudo

eliminarse en el proceso anterior de decantación, en épocas inadecuadas

existe más cuerpos flotantes que eliminar, por tanto, el azolvamiento de

los mismos es más rápido y la frecuencia y tiempo de lavado igual, esto

causaría la fuga acelerada de arena así como también consumo mayor de

agua de lavado, este gasto excesivo de agua potable en el lavado dejara

sin el abastecimiento normal a un número importante de familias.

DISMINUCIÓN DEL 50% DE TIEMPO DE VIDA ÚTIL DE LOS EQUIPOS,

ACCESORIOS, ETC.

El trabajo anormal o excesivo de equipos, accesorios, etc., provocara la

disminución al 50% de su tiempo de vida útil con el consecuente gasto

económico en la reparación, recambio, etc., de los mismos.

63

VOLUMEN DE AGUA DE ABASTECIMIENTO A LA CIUDAD

DISMINUYE DRÁSTICAMENTE

La producción intermitente de agua potable provocara drásticamente la

disminución del volumen normal de abastecimiento a la ciudad, con la

consecuente falta del líquido vital.

ROTURAS EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN DEL AGUA POTABLE

PROVOCADAS POR EL GOLPE DE ARIETE CAUSADA POR LA

CONTINUA PARALIZACIÓN DEL BOMBEO.

La paralización intermitente del bombeo provocara el golpe de ariete y

este a su vez causara grandes presiones y golpes al interior de las redes

de distribución la cual seden y se producen muchas roturas que terminara

en el desperdicio de agua y el consecuente desabastecimiento del sector

donde existe el daño.

OTROS DAÑOS COLATERALES

Las turbiedades por encima de 100 NTU, provocaran el mayor consumo

de sustancias químicas necesarias para la eliminación de sólidos

suspendidos mediante la precipitación química, en cuanto mayor es la

turbiedad, también aumentara considerablemente el consumo de insumos

en forma exponencial, causando el respectivo gasto económico en

detrimento de la sostenibilidad financiera de la empresa.

MAYOR CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

En vista de que las elevadas turbiedades crean la necesidad de una

mayor frecuencia de lavados de filtros, mayor dosificación de insumos

químicos, mayor trabajo de los equipos electromecánicos, obviamente el

consumo de energía eléctrica también se incrementara de manera

considerable.

MAYOR CONSUMO DE AGUA DE LAVADO

La elevada turbiedad provocara que las unidades y equipos que están en

contacto con esta agua se acumule mayor suciedad en ellas, creando la

64

necesidad de la respectiva limpieza como son decantadores, filtros,

depósitos, tuberías, etc., esto requiere ser lavado con el respectivo

consumo exagerado de agua potable para las labores d limpieza dentro

de la planta, agua que podría ser aprovechada normalmente para el

abastecimiento de la ciudad.

MAYOR TRABAJO DE EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS

La elevada turbiedad determinara el mayor trabajo de los equipos

electromecánicos, en vista de que es necesario aumentar dosificaciones,

limpiezas, mantenimiento, lo cual redunda en el tiempo de vida útil de estos,

además, del consecuente gasto excesivo de energía eléctrica.

JUSTIFICACIÓN

Se presenta una propuesta para minimizar el grado de turbiedad existente

en el agua captada por la Planta de Potabilización “Cuatro Esquinas

Portoviejo”.

Los principales problemas operacionales que se producen durante los

períodos de invierno son: el consumo elevado de substancias químicas, la

colmatación acelerada de las unidades de tratamiento, dificultades de

control en la dosificación de substancias químicas y en la estabilidad del

manto de lodos de los clarificadores, carreras de filtración reducidas,

mayor consumo de energía y agua en el lavado de los filtros y deterioro

de la calidad física del agua tratada.

Tabla 14. COMPARATIVA

NOMBRE DEL

PROYECTO

PRE SEDIMENTADOR

CUATRO ESQUINAS.

PRESENTADO POR

EPMAPAP. DEVUELTO NO

APROBADO POR SENAGUA

ACUEDUCTO Y

PRESEDIMENTADOR

PRESA SALAZAR

BARRAGAN-CUATRO

ESQUINAS.

PRESENTADO Y

APROBADO POR

SENAGUA EN 2012

COMPONENTES: PRE SEDIMENTADOR ACUEDUCTO 19.4 Km y

PRE SEDIMENTADOR

PRUEBA DE

TRATABILIDAD PARA

DEFINIR PARÁMETROS

REALIZADA EN ETAPA-

CUENCA, MUESTRA

RECOLECTADA EN INVIERNO

REALIZADA

LOCALMENTE,

MUESTRA

65

DE DISEÑO: RECOLECTADA EN

VERANO. Y SIMULADA

CON ARCILLA

SEDIMENTADA y AGUA

DEL RIO

TIPO DE MUESTRA: NATURAL AGUA DE

INVIERNO

SIMULADA: LODO DEL

FONDO DE EMBALSE

SALAZAR BARRAGAN y

AGUA DE RIO pág. 66

TIPO DE PRE

SEDIMENTADOR

ALTA TASA: 205 m3/m2/día ALTA TASA: 240

m3/m2/día pág. 127

TURBIEDAD PROMEDIO

EN INVIERNO:

CANAL CUATRO ESQUINAS:

3500 NTU

PRESA SALAZAR-

BARRAGAN: 3500 NTU

TIPO DE INSUMO

QUÍMICO A USAR:

POLICLORURO DE ALUMINIO POLICLORURO DE

ALUMINIO +

FLOCULANTE

DOSIS SUGERIDA 3 mg/L. 20 mg/L.

EFICIENCIA DE INSUMO

QUÍMICO A USAR

EXCELENTE, A MAYORES

TURBIEDADES SU

EFICIENCIA ES MEJOR

EXCELENTE, SE

USARÁN DOS

INSUMOS QUÍMICOS

CON MAYORES DOSIS,

LO CUAL TRIPLICA EL

COSTO

COSTO DE SUSTANCIA

QUÍMICA

ADECUADO IGUAL QUE EL

POLICLORURO DE

ALUMINIO, PERO LA

DOSIS ES MUCHO

MAYOR, POR TANTO,

TRIPLICA EL COSTO

EFICIENCIA DE

REMOCIÓN

90% 70-80% pág. 66

PROYECTO

PRESENTADO

ORIGINALMENTE EN

AÑO

2009, ACTUALIZADO EN 2014. 2012

TIEMPO DE

RESIDENCIA DEL AGUA

EN LA UNIDAD

15 MINUTOS 10 MINUTOS

LITERATURA DE

REFERENCIA

UTILIZADA

CEPIS, ROMERO ROJAS,

OMS, ARBOLEDA, CULP,

NORMAS EMAP-Q, ETAPA

EX IEOS

DISEÑO ORIGINAL MUY PARECIDO AL

ORIGINAL EN EL PRE

SEDIMENTADOR

COSTO US DÓLARES 2104000,00 19000000,00

Elaborado por: Macías Vera María

66

OBJETIVOS

GENERAL

Evitar el desabastecimiento de agua potable en la época invernal a los

220.000 habitantes de la Ciudad de Portoviejo y sitios aledaños.

ESPECIFICO

- Eliminar la salubridad.

- Disminuir gastos por limpieza a los decantadores

- Evitar el incremento de costos en sustancias químicas.

67

Tabla 15. Cronograma valorado de trabajo y presupuesto

CONSTRUCCIÓN DE UN PRESIDIMENTADOR PARA LA PLANTA DE AGUA POTABLE "CUATRO ESQUINAS" PORTOVIEJO COSTO

USD COMPONENTE

DURACIÓN

CRONOGRAMA VALORADO DEL PRESIDEMENTADOR (sin iva) ACTIVIDAD

obras (meses)

Obras Civiles MES I TOTAL MES II TOTAL MES III TOTAL MES IV TOTAL

$ 28.403,81 Captación 2 5.680,66 5.680,66 2.840,33 14.201,65 5.680,66 5.680,66 2.840,33 14201,65

$ 164.176,63 Conducción 2 32.835,33 32.835,33 16.417,66 82088,32 32.835,33 32.835,33 16.417,66 82088,32

$ 1.417.173,21 Unidades de Presedimentación 4 141717,32 141717,32 70.858,66 354293,3 141717,32 141717,32 70.858,66 354293,3 141717,32 141717,32 70.858,66 354293,3 141717,32 141717,32 70858,66 354293,3

Cubierta de Anden Central 1 1.811,20 1.811,20 905,6 4528,0

$ 142.540,84 Conducción Interconexión a Planta Existente 2 28.508,17 28.508,17 14.254,08 71270,42 28508,17 28.508,17 14.254,08 71270,42

$ 43.459,58 Sistema General de desague a Planta 2 5.794,61 5.794,61 2.897,31 14486,53 5.794,61 5.794,61 2.897,31 14486,53 5.794,61 5794,61 2897,31 14486,53

$ 2.529,14 Sistema Dosificación de Policloruro de Aluminio 1 1.011,66 1011,66 505,83 2529,15

$ 43.166,87 Tablero fuerza y control TCP01 1 17.266,75 17266,75 8633,37 43166,87

$ 14.702,56 Instalaciones electricas 1 5.881,02 5881,02 2940,51 14702,55

$ 1.551,87 Sistema de Puesta a Tierra 1

621 621 310,37 1552,37

$ 21.600,00 Instrumentación 1 8.640 8640 4320 21600

$ 1.181,38 Obra Civil 1 472,55 472,55 236,26 1181,36

$ 27.649,13 Mitigacción Ambiental 4 2.764,91 2.764,91 1.382,46 6912,28 2.764,91 2.764,91 1.382,46 6912,28 2.764,91 2.764,91 1.382,46 6912,28 2.764,91 2764,91 1382,46 6912,28

$ 1.912.663,03 INVERSIÓN 20,93% 27,70% 28,05% 23,32%

MENSUAL 379935,44 543252,78 551832,5 437643,3

Elaborado por: Macías Vera María.

68

RESULTADO

Gráfico 18. Resultado de la Propuesta

Fuente: Información de Epmapap

Elaborado por: Macías Vera María

El pre sedimentador basará su construcción en dos principios:

1.- La aglomeración primaria de partículas en suspensión, para lo cual se

inyectará un floculante en dosis muy bajas.

2.- Provocar la sedimentación de las partículas mediante la disminución

de la velocidad del agua, con esto se consigue eliminar el 90% de las

partículas en suspensión, preparando el agua para que ingrese en

condiciones adecuadas a la planta de tratamiento.

Esta solución de un pre sedimentador nos ayudará después de su

construcción a eliminar drásticamente el problema latente que vive

nuestra Ciudad de Portoviejo.

69

Tabla 16. Remoción.

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

Gráfico 19. Remoción.

Fuente: EPMAPAP/ Ing. Jhon Farfán

Elaborado por: Macías Vera María

70

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75

ANEXOS

ANEXO N° 1

RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LABORATORIO.

RESULTADOS AGUA CRUDA ENERO - JUNIO 2013

76

RESULTADOS AGUA TRATADA ENERO - JUNIO 2013

EPMAPAP

COMPARACIÓN DE RESULTADOS AGUA CRUDA Y AGUA TRATADA

ENERO - JUNIO 2013

EPMAPAP

77

RESULTADOS AGUA TRATADA ENERO - JUNIO 2013

JHON FARFÁN

RESULTADOS AGUA CRUDA ENERO - JUNIO 2013

JHON FARFÁN

78

RESULTADOS DE LABORATORIO QUÍMICO MARCOS AGUA CRUDA

Y AGUA TRATADA.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “CUATRO

ESQUINAS” PORTOVIEJO.

79

80

81

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83

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91

92

93

94

ANEXO N° 2

FOTOGRÁFICO

Muestreo Agua Cruda – Agua Tratada

Laboratorio de Planta de Tratamiento de agua Potable “Cuatro

Esquinas” Portoviejo

95

Planta de Tratamiento de Agua Potable “Cuatro Esquinas” Portoviejo

Medición de Temperatura de Agua Cruda y Agua Tratada.

96

97

98

Bombas y tablero de control.

99

Presa Derivadora de agua Salazár Barragán.

100

Presa Derivadora de agua Salazár Barragán.

101

Imágenes del agua en epoca de Inviernal

Planta de Tratamiento de agua Potable Cuatro Esquinas, Portoviejo.