De acuerdo con el diagnóstico realizado previamente, a continuación, presentaremos alternativas a cada una de los problemas evidenciados, buscando que la población se beneficie de las mismas, que sean de fácil instalación y adicional que el costo de implementación sea el más bajo posible, debido a que, por demoras y trámites engorrosos, la comunidad prefiere optar por implementarlos con recursos propios y no iniciar un trámite ante la alcaldía municipal.
Acorde a lo indicado se presenta las alternativas de mejoramiento en cada componente del sistema de acueducto:
12.1. Captación
De acuerdo al análisis previo, se evidencio que el sistema actual no cuenta con una estructura de alivio o de descarga en caso de sobrepasar el nivel máximo de capacidad, adicionalmente no cuenta con una estructura que impida el paso de cuerpos extraños presentes en el agua antes de la captación.
Para suplir esta dificultad se plantea la instalación de una rejilla que evite el ingreso de cuerpos extraños, que contaminen el agua captada, para esto se debe realizar una estructura previa al tanque de captación, la cual actuará como una cámara recolectora donde estará ubicada la rejilla que a la vez cumplirá la función de evitar el ingreso de cuerpos extraños, como se puede evidenciar en la siguiente ilustración:
54
Ilustración 14: Ubicación de la cámara de recolección adicional del sistema. Fuente: Los autores – Enero de 2019.
Ilustración 15: ubicación de la rejilla dentro de la cámara de captación. Fuente: Los autores – Enero de 2019.
Por otro lado, se evidencio que la zona de captación no cuenta con un cerramiento perimetral que impida el acceso a personas y animales, por consiguiente, se plantea con la comunidad la realización de un cerramiento aproximadamente de 12 metros de perímetro, construido con postes en madera que es el material más abundante en la zona y alambre de púas como barrera ante los animales.
12.2. Desarenador
Como se indicó anteriormente el sistema de acueducto actual no posee un desarenador posterior a la captación y debido a que el espacio donde se encuentra el tanque de captación es limitado para construir uno, se plantea la alternativa de
55
Ilustración 16: Esquema torre de tratamiento. Fuente: Rev. Salud pública, Volumen 19, Número 4, 2017
mejorar la estructura existente, aumentando la altura del tanque de captación para prolongar el área de sedimentación por gravedad y así disminuir la cantidad de partículas en el agua, y dado que la calidad del agua está dentro de los limites aptos para el consumo humano, este ayudara a normalizar los componentes químicos encontrados en el líquido. Adicionalmente y con el fin de disminuir el impacto en el sistema de no poseer un desarenador, se propone que previo al tanque de almacenamiento, se construya un sistema artesanal que funciona como torre de tratamiento, la cual ayudara a minimizar contaminantes y partículas en el agua. La Torre de Tratamiento propuesta se debe construir teniendo en cuenta materiales de fácil acceso en la zona, por lo que se propone o se recomienda la construcción de la torre de tratamiento, propuesta y creada por los ingenieros Camilo Alberto Torres Parra, César Augusto García Ubaque y Juan Carlos García Ubaque en su documento titulado - Agua segura para comunidades rurales a partir de un sistema alternativo de filtración - El sistema de filtración presenta el siguiente esquema:
56
Para este fin la torre de tratamiento está compuesta de la siguiente manera: la torre está apoyada en cuatro tanques de 5 galones de capacidad, interconectados con accesorios hidráulicos en PVC de 1/2, con una altura total de 179 cm, 35 cm de diámetro, un mezclador de entrada y un grifo de salida. Toda la estructura se sostuvo con una base metálica que brindó mayor estabilidad al prototipo.
El primer tanque en orden descendente. Se dispuso para llevar a cabo procesos de clarificación del agua apoyados por piedra de alumbre y teniendo en cuenta una mezcla rápida y posterior sedimentación de los flocs for mados por el proceso de coagulación-floculación. En esta parte se colocó un mezclador metálico manual con aspas en forma trapezoidal para ayudar a completar la mezcla rápida del agua con el alumbre. En el segundo tanque, se dispuso un lecho conformado en su totalidad por una cama de arena fina, con tamaño efectivo entre 0,30-0,45 mm, un coeficiente de uniformidad ≤2 y una altura de 26 cm. En el tercer tanque, se dispuso un lecho de arena fina con las mismas características del segundo tanque y una altura de 14 cm, seguido por un lecho de grava gruesa de tamaño mediano (7 a 8 cm de diámetro) y una altura de 12 cm (11). Los anteriores estratos granulares se separaron por material geotextil resistente al agua para evitar la mezcla entre ellos. Por último, en el cuarto tanque, se dispuso un lecho de carbón activado en forma granular con 5 cm de altura, seguido por una capa de piedra pómez cortada en forma no uniforme con una altura de 5 cm teniendo como base el filtro CARPOM. Luego se colocó una capa de arena gruesa de 10 cm de alto con un tamaño efectivo entre 0,9-1,1 mm y un coeficiente de uniformidad de ≤3. Por último, se ubicó un lecho de gravilla fina de 6 cm de alto con un tamaño entre 2,5 a 3 cm de diámetro. Al igual que en el tanque tres, cada lecho se separó con material geotextil resistente al agua. Es importante resaltar que los medios filtrantes, como las arenas finas y gruesas, se tamizaron y posteriormente se lavaron con abundante agua para eliminar la presencia de algún material orgánico, arcillas u otro contenido contaminante. El sistema se recirculó con abundante agua durante dos semanas
57
para eliminar cualquier rezago de suciedad y color presente en los materiales utilizados.
Luego, para disminuir el riesgo de contaminación al interior del sistema, se aplicó hipoclorito de sodio al 6 % (12).
Para el caso de filtros de lecho simple, la experiencia ha permitido establecer espesores recomendados para diferentes casos: filtración de agua decantada, filtración directa o filtración descendente o ascendente. Por lo cual, la altura total del lecho filtrante es de 0,52 m, distribuidos en 0,40 m de arena fina que representa el 77 % de la altura total y 0,12 m de material granular, que representa el 23 % de la altura total del lecho filtrante.
12.3. Conducción
Verificando las recomendaciones de la norma, nos encontramos que en los tramos donde se encuentra el trazado de la línea de conducción bajo tierra, no cuenta con una óptima señalización que evite la afectación de la misma, de igual forma no se encontró ningún registro en planos que facilitaran la ubicación final.
Por consiguiente, se plantea, como solución óptima realizar un levantamiento topográfico para realizar un plano record del trazado final de la línea de conducción y posterior a este levantamiento realizar la debida demarcación de los tramos que se encuentren bajo tierra, para evitar posibles afectaciones, con la ayuda de señalización horizontal y vertical.
Po otro lado se sugiere realizar un mantenimiento preventivo y de ser el caso correctivo 4 veces al año, con el fin de que el sistema sufra los mínimos traumatismos y por ende la comunidad como usuario final. Para este fin se realizarán en fechas ya pactadas para que la comunidad tome sus medidas, frente a la posible interrupción del servicio.
De igual manera en caso de encontrarse algún tipo de daño o afectación, el encargado del mantenimiento deberá realizar un registro del tramo afectado, tipo de
58
falla, reparación realizada y posible causa, para tener un record de las afectaciones que se presenten y sirvan de guía para las reparaciones futuras.
12.4. Tanque de almacenamiento
Uno de los inconvenientes que presenta el tanque de almacenamiento es que no hay manejo de aguas lluvias que puedan presentarse, en este caso y tomando en cuenta que por la ubicación del mismo no es factible la construcción de canales en concreto, se recomienda la construcción de zanjas que den un manejo a las aguas lluvias y con esto se evite la posibilidad de estancamiento de estas.
El tanque de almacenamiento al contar con una sola salida, indica la norma que debe tener un bypass o paso lateral, para evitar traumatismo en caso de mantenimientos. Para solucionar el mismo se debe construir el paso lateral con una válvula, para garantizar la prestación del sistema cuando halla mantenimiento preventivo o correctivo del tanque.
Respecto al cerramiento del tanque, se recomienda el mejoramiento del mismo, instalando malla eslabonada en la parte inferior y alambre de púas en la parte superior, adicional se debe disponer de una puerta de acceso, la cual debe tener seguridad.
59
13. REFLEXIONES FINALES
Finalizado el presente trabajo de investigación consideramos que los conocimientos adquiridos a lo largo de la formación en ingeniería civil, en especial los adquiridos en las materias relacionadas con la línea de aguas, fueron de vital importancia para el desarrollo del proyecto, con esto se dio cumplimiento al objetivo general del proyecto que consistía en realizar el diagnóstico y previas recomendaciones del sistema.
En el desarrollo del proyecto se tuvo algunas limitaciones debido a la falta de información sobre el sistema existente, por lo cual todo el diagnostico se realizó en base al estudio de campo.
Se sugiere que para futuros trabajos se indague más con la comunidad en general, sobre la perspectiva y necesidades que tienen sobre el sistema actual de abastecimiento.
Debido a que la muestra de agua para el desarrollo del laboratorio, fue tomada en una hora específica y en un solo predio, se recomienda para posteriores estudios y/o proyectos realizar tomas en diferentes puntos del sistema y con diferencia horaria, para tener mayor certeza en los resultados.
Se recomienda que adicional al desarrollo de mejoras del sistema, se lleve a cabo capacitaciones a la comunidad respecto a las buenas prácticas de almacenamiento y uso del agua, con el fin de mejorar la calidad de la misma.
60
REFERENCIAS
Alcaldía Municipal de Une. (2008). Esquema de ordenamiento territorial
Cundinamarca, Recuperado de
http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_eot_- _2008//une_-_cundinamarca_-_eot_-_2008.asp.
Alcaldía Municipal de Une. (2018). Geografía del municipio de Une, Recuperado de http://www.une-cundinamarca.gov.co/municipio/nuestro-municipio.
Alcaldía Municipal de Une. (2008). Plan de Desarrollo de Une, Recuperado de http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_eot_- _2008/une_-_cundinamarca_-_eot_-_2008.asp
Alcaldía Municipal de Une. (2012). Plan de Desarrollo de Une, Recuperado de http://cdim.esap.edu.co/BancoConocimiento/U/une_-_cundinamarca_-_pd_-_2012- 2015/une_-_cundinamarca_-_pd_-_2012-2015.asp
Alcaldía Municipal de Une. (2018). Reseña histórica, Recuperado de http://www.une-cundinamarca.gov.co/municipio/nuestro-municipio
Empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá EAAB-ESP. (2010). Control para
la calidad ambiental, Recuperado de
61
Hubach, E. (1954). Geología de suelos de Une, Bogotá, Colombia: Instituto Geológico Nacional Ingeominas
Torres-Camilo, García-Cesar, García-Juan. (2017). Agua Segura para las comunidades rurales a partir de un sistema alternativo de filtración. Revista salud pública, 19(4).
Universidad de los andes, (2010). Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico – RAS-200, Bogotá Colombia: viceministerio de agua y saneamiento básico
62
BIBLIOGRAFIA
MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Artículo transitorio a la resolución 330 de 2017 En Línea del (2 de octubre de 2017) disponible en http://www.minvivienda.gov.co//viceministerios/viceministerio-de-agua/reglamento- tecnico-del-sector/reglamento-tecnico-del-sector-de-agua-potable
MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS
En Línea del (8 de junio de 2017) disponible en
http://www.minvivienda.gov.co//viceministerios/viceministerio-de-agua/reglamento- tecnico-del-sector/reglamento-tecnico-del-sector-de-agua-potable
55 ANEXO A
*201810000241142754*
(SN)
Control muestras de agua residual doméstica
Sin Definir
Vereda Aveca (UNE) Johana Ruiz Gutierrez
Vereda Aveca (UNE)
19/09/2018 10:00:00 19/09/2018 15:47:25 Cliente Puntual BOGOTÁ,Bogotá D.C Agua potable Bogota Proyecto: Identificación Cliente: Lugar de Muestreo: Dirección: Ciudad / Región: Punto de Muestreo: Tipo de Muestreo:
Término de Muestreo: Recepción Laboratorio:
Muestreado por: JOHANA RUIZ Matríz: Dirección: Cliente: Instrumento Ambiental: 10036-01 Numero de Ingreso
Informe de Ensayo
F e c h a y H o r a Análisis Resultados Unidades Parámetro Ref.Método Cloruros mg/L Cl 12,8 21/09/2018 14:51:0 SM 4500-Cl B (2) Cianuro Total mg/L <0,05 01/10/2018 08:58:0 SM 4500-CN F pH unidad 5,83(18,3°C) 20/09/2018 11:14:0 SM 4500-H B (2) Sulfato mg/L SO4 5,6 21/09/2018 14:34:0 SM 4500-SO4 E (2) Coliformes Totales UFC/100 ml <1 19/09/2018 16:00:0 SM 9222 B (2) Escherichia Coli UFC/100 ml <1 19/09/2018 16:00:0 SM 9222 D (2) Recuento de Heterótrofos UFC/100 ml 210 19/09/2018 16:30:0 SM 9215 D (2) Calcio mg/L Ca 9,52 27/09/2018 08:01:0 SM 3111 B (2) Hierro mg/L Fe <0,05 27/09/2018 08:08:0 SM 3111 B (2) Magnesio mg/L Mg 0,79 27/09/2018 08:10:0 SM 3111 B (2) Alcalinidad mg/L CaCO3 12,0 24/09/2018 09:43:0 SM 2320 B (2) Color aparente Pt-Co 10(pH= 6,23) 20/09/2018 10:55:0 SM 2120 B (2) Conductividad us/cm 63 21/09/2018 14:14:0 SM 2510 B (2) Dureza Cálcica mg/L CaCO3 17,1 21/09/2018 14:47:0 3500-Ca B(2) Turbiedad UNT 0,3 24/09/2018 08:20:0 SM 2130 B (2)Notas:
(2) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22th Edition 2012.
El tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:00 horas, para Escherichia Col
El tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:00 horas, para Coliformes Totale
El tiempo entre toma de muestra y análisis es de 14 hrs., envase con Na2S2O3. Cloro Libre Residual medido en terreno por el cliente 6:30 horas, para Recuento de Heterótrofo
Prohibida toda reproducción parcial o total de este informe sin autorización del laboratorio. Resultados válidos únicamente para la muestra analizada.
Fecha Emisión Informe: 2 de octubre de 2018
Autopista Medellín Km 2.5, vía parcelas de Cota Km 1.3 Conjunto de Bodegas AEPI, Bodega N° 3A - Teléfono +57 (1) 5 19 03 85
1 10036-01 /2
*201810000241142754*
*10036210vv142753*
(SN)
Alex Contreras Varcelis Vargas
Jefe de área Fisicoquímica Directora Operativa
Prohibida toda reproducción parcial o total de este informe sin autorización del laboratorio. Resultados válidos únicamente para la muestra analizada.
Fecha Emisión Informe: 2 de octubre de 2018
Autopista Medellín Km 2.5, vía parcelas de Cota Km 1.3 Conjunto de Bodegas AEPI, Bodega N° 3A - Teléfono +57 (1) 5 19 03 85
2 10036-01 /2
58
453
Agua segura para comunidades rurales a
partir de un sistema alternativo
de filtración
Safe water for rural communities from an alternative filtration system
Camilo A. Torres-Parra, César A. García-Ubaque, Juan C. García-Ubaque, María C. García-Vaca y Robinson Pacheco-García
Recibido 4 marzo 2016 / Enviado para modificación 27 noviembre 2016 / Aceptado 12 mayo 2017
RESUMEN
Objetivo Proponer un prototipo de sistema de tratamiento de agua para zonas rurales colombianas.
Materiales y Métodos El prototipo consta de cuatro compartimientos en los cuales se adelantan procesos de clarificación del agua con piedra de alumbre y filtración, uti- lizando materiales granulares como: arenas de distinta granulometría, piedra pómez, carbón activado y gravilla. El agua problema se emuló siguiendo las características del agua encontrada en la zona rural del país y su monitoreo se realizó siguiendo la normatividad vigente en Colombia.
Resultados Hubo reducción en coliformes fecales y totales del 99,9 %, turbiedad del 98 % y color del 83 %. En todos los casos los registros obtenidos permiten catalogar el agua tratada como apta para el consumo humano. El pH presentó un ligero aumento debido a la presencia de piedra pómez y otras calizas en el material filtrante, pero el valor medido, está dentro del límite máximo aceptado para agua potable.
Conclusiones El sistema de tratamiento (purificación) evaluado en el presente estu- dio, produjo un agua apta para consumo humano a partir de agua con características promedio de zonas rurales semi-templadas del país. La tecnología propuesta es de fácil adaptación y difusión, y permite el control de enfermedades de origen hídrico en zonas desprovistas de sistemas de acueducto.
Palabras Clave: Agua potable, purificación del agua, desarrollo rural (fuente: DeCS, BIREME).
ABSTRACT
Objective Propose a prototype system for safe water treatment in Colombian rural areas.
Materials and Methods The prototype consists of four chambers working on a water - clarification process using alum stone, also working on a filtration processes using granu- lar materials such as different grain sizes of sand, pumice stone, activated carbon and gra- vel. The water problem was emulated based on the average water features found in the countryside and its monitoring mechanism tracked the current regulations in Colombia.
Results There was a reduction of the fecal and total coliform of the 99.9 %, a reduction of the 98 % of turbidity, and of an 83 % of color. In all the cases, the records obtained enable to catalog the treated water as fit for human consumption. The pH, presented a slight increment due to the presence of pumice and other limestone in the filter material, but the measured value was included under the upper limit accepted for potable water.
Conclusions The treatment (purification) system evaluated in this study produced sui- table water for human consumption obtained from countryside average water. The pro- posed technology is easy for adoption and diffusion and contributes to prevent water- borne diseases in areas without water systems.
Key Words: Drinking water, water purification, rural development (source: MeSH, NLM).
DOI: https://doi.org/10.15446/rsap.v19n4.56039 CT: Ing. Ambiental y Sanitario. M. Sc. Edu- cación. Docente Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Católica de Colombia. Bogotá, Colombia. [email protected]
CG: Ing. Civil. Ph. D. Ingeniería. Profesor Asociado Facultad Tecnológica Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá, Colombia. [email protected]
JG: MD. Ph. D. Salud Pública. Profesor Ti- tular. Facultad de Medicina, Universidad Na- cional de Colombia. Bogotá, Colombia.
MG: Ing. Química. M. Sc. Ingeniería Quí- mica. Docente, Facultad de Ingeniería Civil. Universidad Católica de Colombia. Bogotá, Colombia. [email protected]
RP: Ing. Industrial. M. Sc Gerencia Ambie tal. Docente Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá, Colombia.
454
E
cio de acueducto es del 53 % y de alcantarillado de un 16 %, generando riesgos a la salud pública y re- traso frente al cumplimiento del objetivo No. 7 de los Ob- jetivos de Desarrollo del Milenio, que propone una cober- tura del 78,2 % y del 72,4 % respectivamente, para el año 2015 (1). Aunque el acceso a estos servicios ha mejorado en los últimos tiempos, sigue presentándose inequidad entre las zonas urbanas y rurales, debido principalmente a las condiciones de prestación de estos servicios (2-5).El anterior escenario preocupa tanto al sector guberna- mental, como a la población rural y por ende, debe preo- cuparle al sector académico. Esto se debe a que la caren- cia de agua de calidad impacta negativamente los grupos vulnerables que componen los asentamientos humanos, ubicados en sitios donde la capacidad institucional no ha podido brindar una solución centralizada para abastecer con agua segura a estas zonas. Se requieren soluciones urgentes, eficaces y de fácil adopción para combatir las enfermedades ocasionadas por agua que no cumple con estándares mínimos y por consiguiente, generan brotes de enfermedades endémicas como cólera y diarrea en los consumidores finales. Algunas tecnologías disponibles se basan en filtración mediante bio-arena, adición de nano- partículas de plata y uso de membranas, entre otros (6-8). Este trabajo se centró en la construcción y monitoreo en laboratorio de un prototipo desarmable y descentraliza- do de tratamiento de agua para zonas rurales denominado Torre de Tratamiento, que permite mediante clarificación y filtración, utilizando materiales granulares como: are- nas, piedra pómez, carbón activado y gravilla, una opción viable de agua segura para zonas rurales que se abastecen de agua proveniente de nacimientos, aljibes o ríos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Diseño del sistema Torre de Tratamiento
De acuerdo con las propuestas descentralizadas de siste- mas de mejoramiento de calidad de agua para consumo humano planteadas por la Organización Panamericana de la Salud (9), el diseño de la Torre de Tratamiento se reali-