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Evaluación de un filtro para tratamiento primario de aguas residuales domésticas rurales, a partir del uso de materiales no convencionales

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Academic year: 2020

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(1)EVALUACIÓN DE UN FILTRO PARA TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS RURALES. A PARTIR DEL USO MATERIALES NO CONVENCIONALES.. VALENTINA GOMEZ AVELLANEDA LAURA XIMENA URIZA CRUZ. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS BOGOTA D.C MAYO - 2018.

(2) EVALUACIÓN DE UN FILTRO PARA TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS RURALES. A PARTIR DEL USO MATERIALES NO CONVENCIONALES.. TUTOR HELMUT ESPINOSA GARCIA INGENIERO FORESTAL. MSC DESARROLLO RURAL. UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS PROYECTO DE GRADO BOGOTA D.C MAYO - 2018. ii.

(3) DEDICATORIA. iii. Esta tesis va dedicado especialmente a Dios por cada una de la bendición su presencia y sabiduría en nuestra vida. A todas las personas que nos ayudaron a desarrollar la tesis que aportaron con su conocimiento a la construcción de la misma; al semillero de investigación dirigido por el profesor Helmut Espinosa García en especial a el quine fue quien nos dio las bases y ayuda necesaria para que la tesis estuviese bien encaminada y se lograra su objetivo. A nuestra familia por su apoyo, acompañamiento y esfuerzo en el desarrollo de la carrera, por permitirnos formarnos como tecnólogas y guiarnos con sabiduría y entendimiento haciéndonos fuertes y seguras en el proceso de aprendizaje..

(4) iv AGRADECIMIENTOS. Le queremos agradecer a nuestro tutor el profesor Helmut Espinosa García que sin su ayuda y conocimientos no hubiese sido posible realizar este proyecto. A nuestros padres por apoyarnos en el transcurso de esta hermosa carrera por proporcionarnos todo lo necesario para culminarla con éxito; gracias a toda su motivación guía, esfuerzos y su insistencia en nuestra educación, además de esto por cada lección aprendida con ensayo y error. Agradecemos a todos y cada uno de nuestros maestros que nos aportaron lo mejor de su conocimiento con el fin de que nosotras profundizáramos en el y así encontrar nuestro propio camino y especialidad en el ámbito académico profesional. A nuestros compañeros de carrera, ya que cada uno juega un papel importante en la construcción del conocimiento además de esto gracias a ellos por cada uno del momento vividos. Y finalmente a todos nuestros familiares por su apoyo e interés..

(5) v TABLA DE CONTENIDO 1. RESUMEN .........................................................................................................................1 2. ABSTRACT ........................................................................................................................2 3. INTRODUCCION...............................................................................................................3 4. OBJETIVOS ...........................................................................................................................6 4.1 OBJETIVO GENERAL.....................................................................................................6 4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS .............................................................................................6 4. JUSTIFICACION................................................................................................................7 5. MARCO DE REFERENCIA ...............................................................................................8 5.1 . MARCO DE REFERENCIA ...........................................................................................8 5.1.1 Antecedentes de investigación ....................................................................................8 5.1.2 Índices de calidad OWQI .......................................................................................... 12 5.2 MARCO CONCEPTUAL .......................................................................................... 13 5.2.1 Filtros convencionales .............................................................................................. 14 5.2.2 Filtros compactos...................................................................................................... 15 5.2.3 Condiciones para la medición de parámetros físico químicos .................................... 16 1. Método Gravimétrico ................................................................................................. 18 5.2.4 Equipos para analisis de calidad de agua en laboratorio ............................................. 23 5.3 NORMAS DE REFERENCIA ................................................................................... 29 5.3.1 Artículo 2. definiciones. ............................................................................................ 29 5.3.2 Resolución número 1207 de 2014 ............................................................................. 29 5.4 Aspectos de los laboratorios e insumos utilizados en los procesos de percolación ........ 32 6. METODOLOGÍA ................................................................................................................. 36 6.1 ENFOQUE METODOLÓGICO ...................................................................................... 36 6.2 PROCESO METODOLÓGICO ....................................................................................... 36 6.3 MONTAJE DEL PROTOTIPO II .................................................................................... 36 6.3.1 Hipótesis ................................................................................................................... 36 6.3.2 Fases metodológicas ................................................................................................. 37 6.3.3. PROCESO EXPERIMENTAL ................................................................................ 38 6.4 MONTAJE DEL PROTOTIPO II .................................................................................... 41 6.4.1 Corte de los materiales .............................................................................................. 41 6.4.2 Medicion de los materiales........................................................................................ 41 6.5 montaje del prototipo III .................................................................................................. 43 6.5.1 Medición de los materiales........................................................................................ 43 7. REDULTADOS .................................................................................................................... 45 7.1 prototipo I........................................................................................................................ 45 7.2 prototipo ii ................................................................................................................. 47 7.3 prototipo iii...................................................................................................................... 49 7.3.1 Pruebas realizadas / resultados .................................................................................. 49 8. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................................................... 50 8.1. prototipo I .................................................................................................................. 50 8.1.1 Temperaura............................................................................................................... 51 8.1.2 Presion...................................................................................................................... 52 8.1.3 DO% ........................................................................................................................ 53 8.1.4 DO PPM ................................................................................................................... 55 8.1.5 Solidos totales disueltos ............................................................................................ 56.

(6) 8.1.6 PH ......................................................................................................................... 57vi 8.2. CLASIFICACION DE CARACTERISTICAS PARA LA EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES del prototipo i ............................................ 58 8.3 CLASIFICACION DE CARACTERISTICAS PARA LA EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES NO CONVENCIONALES del prototipo i .. 59 8.4 EFICIENCIA DE LOS MATERIALES del prototipo i .................................................... 60 8.5 prototipo ii....................................................................................................................... 61 8.5.1 temperatura ............................................................................................................... 62 8.5.2 Presion...................................................................................................................... 63 8.5.3 DO % ....................................................................................................................... 64 8.5.4 DO PPM ................................................................................................................... 65 8.5.5 SOLIDOS TOTALES DISUELTOS ......................................................................... 66 8.5.6 PH ............................................................................................................................ 67 8.6 CLASIFICACION DE CARACTERISTICAS PARA LA EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES del protoripo II ........................................... 68 8.7 EFICIENCIA DE LOS MATERIALES ........................................................................... 68 8.8 Clasificación de características para la evaluación del funcionamiento de los materiales no convencionales...................................................................................................................... 69 9. ANALISIS ESTADISTICO............................................................................................... 70 9.1 TEMPERATURA ........................................................................................................... 70 9.2 SOLIDOS TOTALES DISUELTOS ................................................................................ 71 9.4 DO PPM.......................................................................................................................... 74 9.5 PRESION ........................................................................................................................ 75 9.6 PH ................................................................................................................................... 76 9.7 DETERMINACION DE LA POROSIDAD DE LOS MATERIALES I LABORATORIO .............................................................................................................................................. 78 9.7.1 Porosidad total (%): .................................................................................................. 78 9.7.2 Porosidad de aeracion (%) ........................................................................................ 79 9.7.3 Capacidad de retencion de humedad (%) ................................................................... 80 9.7.4 Densidad aparente..................................................................................................... 80 10. RELACION RESULTADOS Y NORMATIVIDAD .......................................................... 81 10. CLASIFICACION DE CARACTERISTICAS PARA LA EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS MATERIALES GENERAL .................................................... 85 10.1 DETERMINACION DE LA EFICIENCIA EN REMOCION DE LOS TRATAMIENTOS EN EL SISTEMA................................................................................... 87 10.1.1 TIEMPO DE RETENCION .................................................................................... 87 10.1.2 EFICIENCIA EN REMOCION ............................................................................. 88 10.2 discusion de resultados .................................................................................................. 89 11. CONCLUSIONES......................................................................................................... 91 12. RECOMENDACIONES ................................................................................................ 92 13. anexos ........................................................................................................................... 93 13.1 SISTEMA DE ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................. 93 13.1.1 ANÁLISIS DE LA VARIANZA (ANOVA) ........................................................... 93 13.2 fichas tecnias de los materiales que conforman el filtro .................................................. 95 13.2.1 Materiales no convencionales ................................................................................. 95 13.2.2 Materiales convencionales ...................................................................................... 99.

(7) vii 13.2 registro fotográfico de los montajes y datos arrojados por la sonda paramétrica portable ............................................................................................................................... 100 13.2.1 Laboratorio I (tablas de medición) ........................................................................ 100 13.2.2 Laboratorio II (tablas de medición) ....................................................................... 108 13.2.3 Laboratorio final ................................................................................................... 118 14. Trabajos citados........................................................................................................... 119.

(8) viii. CONTENIDO DE TABLAS Tabla 1 materiales filtrantes (tratamiento casero de aguas residuales de la lavadora) ...................8 Tabla 2Table 4indices de calidad OWQI ................................................................................... 12 Tabla 3 ventajas de los filtros cnvencionales ............................................................................. 14 Tabla 4 materiales para protoripos del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomadas por gomez 2018 .......................... 33 Tabla 5 prototipo I peso de la tuza de mazorca .......................................................................... 39 Tabla 6 peso de la caña de azucar .............................................................................................. 39 Tabla 7 peso de la cascara de coco ............................................................................................ 39 Tabla 8 peso de la arena ............................................................................................................ 39 Tabla 9 medida en mL de la muestra ......................................................................................... 39 Tabla 10 pesos resultants para el filtro unificado ....................................................................... 40 Tabla 11 materiales usados ........................................................................................................ 40 Tabla 12 capsulas / peso materiales ........................................................................................... 40 Tabla 13prototipo II peso de la tusa de mazorca ........................................................................ 41 Tabla 14 prototipo II peso de la caña de azucar ......................................................................... 41 Tabla 15 prototipo II peso de la cascara de coco ........................................................................ 41 Tabla 16 prototipo II peso de la arena ........................................................................................ 41 Tabla 17 prototipo II peso de la gravilla .................................................................................... 42 Tabla 18 protoripo III relacion de la muestra ............................................................................. 43 Tabla 19 protoripo III peso de la tusa de mazorca ...................................................................... 43 Tabla 20 protoripo III peso de la caña de azucar ........................................................................ 43 Tabla 21 protoripo III peso de la cascara de coco ...................................................................... 43 Tabla 22 protoripo III relacion de pesaje para el filtro unificado ................................................ 44 Tabla 23 tabla comparativa de la muestra en el prototipo I ........................................................ 45 Tabla 24 tabla comparativa de la tusa de la mazorca en el prototipo I ........................................ 45 Tabla 25 tabla comparativa de la grava en el prototipo I ........................................................... 45 Tabla 26 tabla comparativa de la caña de azucar en el prototipo I .............................................. 46 Tabla 27 tabla comparativa de la cascara de coco en el prototipo I ............................................ 46 Tabla 28 tabla comparativa del filtro unificado en el prototipo I ................................................ 46 Tabla 29 tabla comparativa del filtro unificado en el prototipo II ............................................... 47 Tabla 30 tabla comparativa de la cascara de cco en el prototipo II I ........................................... 47 Tabla 31 tabla comparativa de la caña de azucar en el prototipo II ............................................. 47 Tabla 32 tabla comparativa de tusa de mazorca en el prototipo II .............................................. 48 Tabla 33 tabla comparativa de la gravilla en el prototipo II........................................................ 48 Tabla 34 tabla comparativa del filtro unificado en el prototipo II .............................................. 48 Tabla 35 comparatvo por prototipo segun estandares I experimento .......................................... 50 Tabla 36 clasificacion segun funcionamiento de los materiales .................................................. 58 Tabla 37 clasificacion de caracteristicas para la evaluacion del funcionamiento de los materiales no convencionales ............................................................................................................. 59 Tabla 38 metodologia de deterinacion de calidad....................................................................... 60 Tabla 39 eficiencia de los materiales prototipo I ........................................................................ 60 Tabla 40 Table 25 comparatvo por prototipo segun estandares prototipo II ................................ 61 Tabla 41 comparatvo para presion II experimento ..................................................................... 63.

(9) Tabla 42 comparatvo para oxigeno disuelto % prototipo II ..................................................... 64ix Tabla 43 comparatvo para oxigeno disuelto PPM prototipo II ................................................... 65 Tabla 44 comparatvo para solidos totals disueltos prototipo II ................................................... 66 Tabla 45 comparatvo para PH prototipo II ................................................................................. 67 Tabla 46 clasificacion segun el funcionamiento de los materiales para el prototipo II ................ 68 Tabla 47 metodo de determinacion de la calidad ....................................................................... 68 Tabla 48 eficiencia de los materiales prototipo II ....................................................................... 68 Tabla 49 clasificación de características para la evaluación del funcionamiento de los materiales no convencionales para el prot II ....................................................................................... 69 Tabla 50 comparativo para temperature I y II experimento ........................................................ 70 Tabla 51 compartvo para solidos totals disueltos I y II experimento .......................................... 71 Tabla 52 compartvo para oxigeno dsuelto %I y II experimento ................................................. 73 Tabla 53 compartvo para oxigeno disuelto PPM I y II experimento ........................................... 74 Tabla 54 compartvo para presion I y II experimento .................................................................. 75 Tabla 55 compartvo para presion I y II experimento .................................................................. 76 Tabla 56 Capacidad de retencion de humedad (%) .................................................................... 80 Tabla 57 Densidad aparente ...................................................................................................... 80 Tabla 58 Table 40 descripcion de resultados.............................................................................. 81 Tabla 59 clasificacion de caracteristicas para la evaluacion del funcionamiento de los materiales general .............................................................................................................................. 85 Tabla 60 clasificacion de los materiales segun su comportamiento ............................................ 86 Tabla 61 ficha tecnica de la tuza de mazorca ............................................................................. 95 Tabla 62 ficha tecnica de la leche .............................................................................................. 96 Tabla 63 ficha tecnica del agua.................................................................................................. 96 Tabla 64 fcha tecnica de la cocos nucifera ................................................................................. 97 Tabla 65 ficha tecnica de zea mays mays................................................................................... 97 Tabla 66 ficha tecnica de la gravilla .......................................................................................... 99 Tabla 67 ficha tecnica de la arena .............................................................................................. 99 Tabla 68 ficha tecnica de la membrana filtrante ......................................................................... 99 Tabla 69 resultados arrojados por la sonda en el laboratotio I .................................................. 100 Tabla 70 prototipo Nª1 arena, tuza de maíz y membrana ......................................................... 101 Tabla 71 prototipo 2; grava, arena y membrana ....................................................................... 103 Tabla 72 prototipo 3; caña de azucar arena y membrana ......................................................... 104 Tabla 73 prototipo 4; cascara de coco, arena y membrana ....................................................... 105 Tabla 74 prototipo 5; completo ................................................................................................ 106 Tabla 75 prototipo 1 muestra liquida ....................................................................................... 108 Tabla 76 prototipo 4; cascara de coco, arena y membrana ....................................................... 109 Tabla 77 prototipo 2; caña,, arena y membrana ........................................................................ 111 Tabla 78 prototipo 3 tuza de maíz, arena y membrana ............................................................. 112 Tabla 79 prototipo 4 gravill, arena y membrana ....................................................................... 114 Tabla 80 prototipo 5 completo ................................................................................................. 115 Tabla 81 total de muestras (foto por valentina G) .................................................................... 117.

(10) CONTENIDO DE FIGURAS. x. Figure 1 retomada del articulo cientifico evaluacion de materiales en la zona de la sabana de bogota como medios filtrantes para aguas residuales ......................................................... 10 Figure 2 retomada del artículo científico evaluación de materiales en la zona de la sabana de bogotá como medios filtrantes para aguas residuales.......................................................... 11 Figure 3sonda del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018 .................................................. 23 Figure 4 nufla del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018 .................................................. 24 Figure 5 desecador del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018 .................................................. 25 Figure 6 balanza analitica del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018 ............................... 27 Figure 7capsulas del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018 .................................................. 28 Figure 10 sonda portable ......................................................................................................... 100 Figure 11 recipiente con arena tuza de maiz y membranatomado por gomez 2018 ................... 101 Figure 12 recipiente con arena tuza grava y membranatomado por gomez 2018 ...................... 103 Figure 13 recipiente con arena tuza cascara de coco y membrane tomado por gomez 2018 ..... 105 Figure 14 recipiente con todos lo materiales foto tomada por gomez 2018 .............................. 106.

(11) xi Grafica 1 temperatura prototipo I ............................................................................................. 51 Grafica 2preseion I experimento ................................................................................................ 52 Grafica 3oxigeno disuelto % I experimento ............................................................................... 53 Grafica 4 oxigeno disuelto PPM I experimento ......................................................................... 55 Grafica 5 solidos totals disueltos ............................................................................................... 56 Grafica 6 pH I experimento ....................................................................................................... 57 grafica 7 temperatura prototipo II .............................................................................................. 62 grafica 8 presion prototipo II ..................................................................................................... 63 grafica 9 oxigeno disuelto prototipo II ....................................................................................... 64 grafica 10 oxigeno disuelto PPM prototipo II ............................................................................ 65 grafica 11 solidos totals disueltos prototipo II............................................................................ 66 Grafica 12 PH prototipo II ......................................................................................................... 67 grafica 13 comparativo temperature experiment I y II................................................................ 70 Grafica 14 comparativo solidos totales disueltos experiment I y II............................................. 71 Grafica 15 comparativo oxigeno disueltos % experiment I y II .................................................. 73 Grafica 16 comparativo oxigeno disuelto PPM experiment I y II ............................................... 74 grafica 17 comparativo presion experiment I y II ....................................................................... 75 Grafica 18 comparativo PH experimento I y II .......................................................................... 76. CONTENIDO DE GRAFICAS.

(12) 1. 1. RESUMEN Este Proyecto se realiza con el fin de dar a conocer de manera experimental los alcances de la tecnología y los beneficios que esta representa en el tratamiento de aguas residuales rurales para la población y el medio ambiente; puesto que es una alternativa para el control de la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas y una opción práctica y asequible para la población; contribuyendo así a la mejora en las formas de producción más limpia y con ello en la calidad de vida, ya que esto se verá reflejado en disponibilidad de agua, fertilizantes para cultivos, reciclaje de nutrientes y aumento de la producción agrícola. Labor que contribuirá con la reducción del aporte de contaminantes a los cursos naturales de agua. Al ser un modelo cuasi experimental las pruebas realizadas deben tomarse como pruebas piloto para la evaluación de materiales no convencionales que funcionan como mantos filtrantes siendo eficientes en cuanto a la remoción de carga contaminante presente en aguas residuales domésticas en zonas rurales, el filtro contribuirá con la mitigación del impacto ambiental que se genera por vertimientos en forma directa a los cuerpos de agua de ya sea municipios , veredas, entre otros, aguas a las cuales no se les realiza un tratamiento previo ya sea por falta de inversión o simple desconocimiento de esta necesidad y de las tecnologías apropiadas para este fin que a su vez pueden ser compactas como este filtro que puede ser fabricado e instalado en la unidad familiar y contribuir enormemente con el cuidado del medio ambiente aplicar la norma sobre uso eficiente del recurso hídrico que es uno de los propósitos y planteamientos más discutidos en el área rural debido a que en su gran mayoría las actividades agrícolas, pecuarias entre otras. Necesitan del uso de este recurso y que su desperdicio sea el mínimo o nulo si es posible; las reutilizaciones de estas aguas a su vez le representan a la unidad familiar una disminución en pagos por agua ya que disminuirá el consumo de metros cúbicos diarios que requiere la familia normalmente para el desarrollo de sus actividades..

(13) 2 2. ABSTRACT This project is carried out in order to make known in an experimental way the scopes of the technology and the benefits that this represents in the treatment of rural wastewater for the population and the environment; Since it is an alternative for the control of surface and underground water pollution and a practical and affordable option for the population; Thus contributing to the improvement in the forms of cleaner production and with it in the quality of life, since this will be reflected in the availability of water, fertilizers for crops, nutrient recycling and increased agricultural production. Work that will contribute to reducing the contribution of pollutants to natural water courses. Being a quasi-experimental model the tests carried out should be taken as pilot tests for the evaluation of unconventional materials that function as filtering mantles being efficient in terms of the removal of contaminant load in water Domestic residuals in rural areas, the filter will contribute to the mitigation of the environmental impact generated by dumping directly to the bodies of water of either municipalities sidewalks, among others, waters that are not pre-treated either for lack of investment or simple ignorance of this need and the appropriate technologies for this purpose which in turn can be compact as this filter can be manufactured and in the family unit and contribute greatly to the care of the environment to apply the regulation on efficient use of water resources, which is one of the most discussed purposes and approaches in the rural area, due to the large majority of agricultural, livestock and other activities. They need the use of this resource and that their waste is the minimum or null if possible; The reuse of these waters in turn represent to the family unit a decrease in payments for water because it will decrease the consumption of cubic meters daily that requires the family a decrease in water payments as it will decrease the consumption of daily cubic meters that the family normally requires for the development of their activities..

(14) 3 3. INTRODUCCION En Colombia y América Latina el problema de la contaminación de las fuentes hídricas a causa del vertimiento de aguas residuales va en un nivel creciente debido a la baja cobertura que hay en el país en cuanto al tratamiento de esta aguas y el abandono de los sistemas ya existentes Implementados para satisfacer esta necesidad pero que por malos manejos, falta de presupuesto y fallas profesionales han sido abandonados generando no solo así pérdidas económicas al país sino también generando grandes impactos al medio ambiente y un sin número de efectos nocivos en la sociedad. Por lo cual se hace necesario desarrollar metodologías, técnicas, sistemas y tecnologías. Estas estas últimas -denominadas tecnologías limpias implican la reducción o eliminación de la contaminación aplicando por un lado biotecnología, con el consiguiente reemplazo de síntesis química para la reducción de subproductos y requerimientos energéticos (JOSE, s.f.)que encaminadas a mitigar y reducir los impactos en los ecosistemas y así propiciar que sean asequibles económicamente tanto en sus fases de diseño fabricación como en la implementación, manejo y mantenimiento que haga posible la participación de comunidades en este caso habitantes del área rural para los cuales la implementación de una planta de tratamiento convencional sería impensable. Razón por la cual se hace importante para promover la implementación de tecnologías limpias para el tratamiento de aguas residuales domésticas rurales con materiales de tipo orgánico de fácil acceso para la población rural, apoyado en la revisión de marcos de referencia tipo informes científicos que den cuenta de las variables a ser consideradas en un futuro diseño que mejore el acomodamiento de los mantos filtrantes con el fin de obtener a través de este que el vertimiento que se realice cumpla los parámetros exigidos por la normatividad para agua segura; y que se sustente y desarrolle a partir de medios económicos que quiere decir bajo costo pero no mala calidad, que a su vez sean alternativos e innovadores que cuenten con la capacidad según su composición en cuanto materiales, amortigüen reduzcan y/o mitiguen aquellos impactos que genera la contaminación directa que se da por vertimientos actualmente siendo efectivos en la remoción de los contaminantes orgánicos e inorgánicos presentes en las aguas residuales domésticas rurales que se vierten de forma directa en el efluente. siendo esto uno de los propósitos que se ha buscado conseguir a lo largo del tiempo, con soluciones biotecnológicas simulando la instalación de humedales artificiales que actúan como filtros, naturales para la obtención de aguas seguras, para su reutilización. Para el desarrollo de esta investigación se planteó el diseño de un prototipo tipo batería que consiste en un filtro el cual estará conformado por materiales no convencionales, que serán quienes actúen como materiales filtrantes, cuya composición es de origen natural y mineral. Con lo cual se busca que este sea mucho más amigable con el medio ambiente su construcción sea accesible y que genere la menos cantidad de desechos contaminantes ya que al ser principalmente conformado por materiales biodegradables su desecho será menos nocivo por lo cual para garantizar estas características se llevarán a cabo varios ensayos, con el fin de conocer la efectividad individual de cada material y su eficiencia.

(15) 4 actuando en conjunto en la unidad compacta (batería filtrante). Para lo cual se realizarán mediciones a parámetros físico-químicos a este tipo de vertimiento proceso que se realizará el laboratorios como el de calidad de aguas de la facultad del medio ambiente y recursos naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Este proyecto se sustentó en ser un modelo cuasi experimental a pesar de las limitaciones que presenta esta metodología, la correcta planificación y ejecución del cuasi- experimento, que para este caso es la única alternativa de trabajo debido al ámbito académico y área de influencia en cuanto a las habilidades y aprendizaje de la tecnología en gestión ambiental, la cual brinda un sin número de herramientas para el desarrollo de tecnologías, pero no infiere en su diseño y fabricación como tal. sin embargo, con este método se puede aportar la información adecuada sobre el impacto del tratamiento que se realizará con este filtro y evolución de los cambios en las variables y parámetros medidos con respecto a los materiales y disposición en el filtro que determinan su eficiencia y uso potencial. En cuanto a los diseños y modelos cuasi experimentales, nuestros principales instrumentos de trabajo dentro del ámbito aplicativo, serán los esquemas de investigación no aleatorios que nos darán un control parcial de los datos referidos a la eficiencia del prototipo en cuanto a la remoción de carga contaminante, empleando así información exacta y generalizable. Este proyecto consiste en una investigación que posee todos los elementos experimentales, pero sin la aleatoriedad de un modelo experimental separando así de los efectos del tratamiento estadístico del resto de factores que afectan la variable dependiente, en cuanto al tratamiento estadístico se dará en bloque separados evaluando así su validez interna y su validez externa; en cuanto a la validez interna esta nos permite derivar conclusiones consistentes acerca de la efectividad del tratamiento estadístico a los valores y datos obtenido en el laboratorio, lo que se tomará como referencia para definir el alcance y extensión que pueden tener estos resultados. Actualmente se desconoce el comportamiento de materiales orgánicos que organizados a manera de batería filtro que sea eficiente en cuanto a la reducción de una carga contaminante con conocimiento de parámetros organolépticos en su nivel arranque a través de procedimiento cuasi experimentales, con el objetivo de obtener agua segura para la reutilización de la misma como agua para riego u otras actividades agrícolas , ya que el uso de este tipo de aguas en los huertos contribuye mantener libre de contaminación las hortalizas u otros productos agrícolas que serán consumidos cuando lleguen a su punto de aprovechamiento (agricultura urbana, s.f.)y asi se podra asegurar la inocuidad de los mismos además de beneficiar al agricultor con la reducción en costos de producción por aprovechamiento del recurso hídrico. lo que aun así se puede el avance en el conocimiento experimental para la calidad del agua entendida como una oportunidad para el logro de objetivos de desarrollo rural en las áreas en las que trabaja el semillero de desarrollo rural y municipio, con lo cual también se pretende determinar y resaltar los beneficios acordados con respecto a los enfoques de la gestión integral del recurso hídrico para los temas de calidad y oferta como estrategias.

(16) 5 que fundamentan el plan hídrico nacional, y que este proyecto sea tomado como referente para la continuidad de otro proyectos que en el marco de la experimentación de la calidad del agua pero con uso de tratamiento base en sustancias de fácil acceso constituyan un modelo de gestión del recurso hídrico basado en tecnologías apropiadas..

(17) 6 4. OBJETIVOS 4.1 OBJETIVO GENERAL evaluar la eficiencia de materiales naturales no convencionales a partir de un proceso de cuasi experimentación por medio del diseño de una batería filtrante para el tratamiento primario de aguas residuales domésticas rurales 4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ● Identificar la tecnología apropiada para el tratamiento del agua residual domiciliaria según las necesidades del sector ● Realizar un proceso con un prototipo de filtro percolador conformado por tres tipos de materiales no convencionales de fácil acceso para poblaciones ubicadas en zonas rurales con tendencia agrícola. ● Determinar los alcances de la tecnología que será verificada por medio de la metodología cuasi experimental, con la realización de medición en laboratorio de parámetros físico-químicos. ● establecer las características de los materiales evaluados con respecto a futuros tratamientos.

(18) 7 4. JUSTIFICACION Este proyecto se realiza con el fin de dar a conocer de manera experimental los alcances de la tecnología y los beneficios que esta representa en el tratamiento de aguas residuales rurales para la población y el medio ambiente; puesto que es una alternativa para el control de la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas y una opción práctica y asequible para la población; contribuyendo así a la mejora en las formas de producción más limpia y con ello en la calidad de vida, ya que esto se verá reflejado en disponibilidad de agua, fertilizantes para cultivos, reciclaje de nutrientes y aumento de la producción agrícola. Labor que contribuirá con la reducción del aporte de contaminantes a los cursos naturales de agua. De acuerdo a las practicas realizadas y los datos obtenidos la utilización de materiales no convencionales como el coco a la caña y la tuza de mazorca resulta benéfico para la comunidad rural ya que leo que se buscó en un principio con este proyecto y la elaboración de este filtro es que sea una batería portable fácil de armar que du fabricación sea lo más rudimentaria posible ya que para la familia que habita en la zona rural la obtención de este tipo de materiales es mucho más fácil ya que son de uso cotidiano en este tipo de lugares, uno de los puntos a favor de estos materiales es que hacen parte de los residuos orgánicos producidos en la vivienda a los cuales se les podrá dar un uso más, a cambio de que sean desechados como normalmente se hace ya que con este filtro se demuestra que este tipo d residuos pueden realizar procesos tan importantes como lo es la filtración de las aguas residuales domesticas que tiene alto contenido de materia orgánica y tenso activos por actividades de limpieza entre otras en las que intervenga el uso de algún jabón ; este tipo de aguas luego del paso por el filtro podrán ser reutilizadas para el riego de sus parcelas, lavado de herramientas entre otros usos dependiendo de la eficacia de os materiales en cuanto a remoción de carga contaminante presente en aguas residuales. Al ser un modelo cuasi experimental las pruebas realizadas deben tomarse como pruebas piloto para la evaluación de materiales no convencionales que funcionan como mantos filtrantes siendo eficientes en cuanto a la remoción de carga contaminante presente en aguas residuales domésticas en zonas rurales, el filtro contribuirá con la mitigación del impacto ambiental que se genera por vertimientos en forma directa a los cuerpos de agua de ya sea municipios , veredas, entre otros, aguas a las cuales no se les realiza un tratamiento previo ya sea por falta de inversión o simple desconocimiento de esta necesidad y de las tecnologías apropiadas para este fin que a su vez pueden ser compactas como este filtro que puede ser fabricado e instalado en la unidad familiar y contribuir enormemente con el cuidado del medio ambiente aplicar la norma sobre uso eficiente del recurso hídrico que es uno de los propósitos y planteamientos más discutidos en el área rural debido a que en su gran mayoría las actividades agrícolas, pecuarias entre otras. Necesitan del uso de este recurso y que su desperdicio sea el mínimo o nulo si es posible; las reutilizaciones de estas aguas a su vez le representan a la unidad familiar una disminución en pagos por agua ya que disminuirá el consumo de metros cúbicos diarios que requiere la familia normalmente para el desarrollo de sus actividades.

(19) 8 5. MARCO DE REFERENCIA 5.1 . MARCO DE REFERENCIA 5.1.1 Antecedentes de investigación Siguiendo la trayectoria del semillero DMR y los proyectos de investigación del grupo progas en los temas de calidad del agua se tienen dos proyectos de tipo artículo científico pertenecientes a la revista tecnogestión de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas que llevan como título la evaluación de materiales en la zona de la sabana de bogotá como medios filtrantes para aguas residuales y ... algunos trabajos referenciados a la calidad del agua y en particular al uso de materiales convencionales y no convencionales se encuentran en la universidad distrital, UNAM de méxico, universidad de chapas, aspectos que fueron considerados para determinar los alcances de las variables de este presente estudio en el caso de la universidad Distrital los trabajos del grupo PROGASP relacionados con el manejo de aguas residuales para dos unidades una ubicada en el centro del país y otra en un cuerpo de agua (laguna) para procesos de hatos lecheros o procesos pecuarios permitieron encontrar aspectos relevantes en la determinación de las variables del ICA en el caso de la UNAM referentes en cuanto a antecedentes del tratamiento de las aguas grises. En las siguientes explicaciones se consideran los principios y condiciones que fueron expresadas en el trabajo experimental que lleva como título tratamiento casero de aguas residuales de la lavadora PROYECTOS SOBRE FILTROS RESIDUALES DOMÉSTICAS. PARA. TRATAMIENTO. DE. AGUAS. Este consiste en la construcción de un filtro para tratamiento de aguas residuales domésticas como lo es el agua residual proveniente de la lavadora teniendo como fin la posibles reutilización de la misma y así promover un uso eficiente del recurso hídrico.. Tabla 1 materiales filtrantes (tratamiento casero de aguas residuales de la lavadora) ELEMENTO. U/D. piedra alumbre. 50 gr. carbon vegetal 500 gr algodón. MATERIALES FUNCION. REMPLAZADO. floculante. pepas de durazno en polvo. cantenido del filtro (filtrar floculos, colores y aromas ). quemar madera. contenido del filtro (filtrar sedimentos de carbon). paño de trapo.

(20) 9 (Ramirez, 2016) En las siguientes explicaciones se consideran los principios y condiciones que fueron expresadas en el artículo científico de la revista tecnogestión en el cual se realiza la evaluacion y comparacion en cuanto a eficiencia de materiales filtrantes convencionales y no convencionales en sistemas percoladores de aguas residuales..

(21) 10 EVALUACIÓN DE MATERIALES EN LA ZONA DE LA SABANA DE BOGOTÁ COMO MEDIOS FILTRANTES PARA AGUAS RESIDUALES El propósito de la investigación se centró tanto en la evaluación como en la comparación de materiales filtrantes convencionales y no convencionales en sistemas percoladores de aguas residuales. Para ello se realizaron ensayos, en un módulo experimental, sobre el cuerpo hídrico superficial de la quebrada Padre Jesús, en Bogotá D.C. La evaluación se realizó considerando los parámetros físico-químicos de calidad del efluente (en especial el comportamiento de la DQO y la conformación de biofilm). (ESPINOSA ET AL, 2010). Figure 1 retomada del articulo cientifico evaluacion de materiales en la zona de la sabana de bogota como medios filtrantes para aguas residuales.

(22) 11 Figure 2 retomada del artículo científico evaluación de materiales en la zona de la sabana de bogotá como medios filtrantes para aguas residuales.. (ESPINOSA ET AL, 2010).

(23) 12 5.1.2 Índices de calidad OWQI El índice de calidad de agua de OREGON; es y una clasificacion ampliamente utilizada para medir los cambios en la calidad del agua bajo un número que expresa la calidad del agua por la integración de 8 medidas: temperatura, oxígeno disuelto (porcentaje de saturación y concentración), DQO, pH, solidos totales, amonio y nitratos, fosforo total y coliformes fecales. Con el fin de observar los impactos de las fuentes de contaminación en variedad de condiciones. Se tendrá en cuenta en los índices de calidad del agua: ● Índices de calidad del agua: consiste en variables físicas, químicas y biológicas ● Índice para el río: abarca los mencionados variables de calidad, flujo y turbidez El cual será evaluado en una escala de: Tabla 2Table 4indices de calidad OWQI Excelente Indica alta calidad del agua. Las condiciones son altamente favorables y compatibles. Aceptables Muchas de las mediciones se hallan en el límite o exceden los estándares de calidad. Las condiciones están en el límite.. Buena Algunas de las mediciones se hallan en el límite o exceden los estándares de calidad. Las condiciones son aceptables Pobre Las mediciones indican que el agua tiene algunos problemas de calidad. Las condiciones no son las más favorables..

(24) 13 5.2. MARCO CONCEPTUAL. En las siguientes explicaciones se consideran los principios y condiciones que fueron expresadas en Aguas grises: son aquellas de uso más común; (desagües de bañeras, lavabos, pilas de la cocina, lavavajillas o lavadoras) que son de tratamiento sencillo y que son reutilizadas con más facilidad; de este tipo de aguas existen podemos resaltar: 1. Provenientes de la bañera, la ducha y el lavamanos; las cuales constituyen aproximadamente el 59% del total de las aguas grises generadas en la vivienda. Los cuales por lo general están contaminados por agentes de limpieza, cosméticos de belleza, grasas corporales y pequeñas cantidades de heces fecales provenientes del aseo personal. 2. Por otro lado de tienen las aguas grises de lavadero, las cuales constituyen un 41% del volumen de aguas grises generales en la vivienda las cuales contiene agentes químicos, nutrientes y otros. La mayor dificultad son los casos en los cuales las comunidades vierten sus aguas residuales de manera directa sin ningún tipo de tratamiento previo la cual llega con una gran carga de componentes (DQO promedio 40-371 mg/L, DBO de 4:1 aproximadamente) [Al-Jayyousi, 2003]; no obstante también contiene sales disueltas, (sodio, calcio, magnesio, potasio). As aun la falta de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Estos valores bajos de materia orgánica biodegradable y el desequilibrio entre nutrientes limitan la eficacia del tratamiento biológico [Al-Jayyousi, 2003]. Se ha documentado que las aguas grises pueden contener al menos 105/100 ml de microorganismos potencialmente patógenos, como doliformes fecales. Por otro lado, el número de coliformes fecales en las aguas aumentar en gran medida con unas 48 h de almacenaje, independientemente de la fuente de origen [Rose et al., 1991]. Las aguas residuales provenientes del grifo de la cocina y del lavaplatos, estrictamente, deberían ser consideradas también como aguas grises. Sin embargo, estas aguas contienen una carga mas alta de nutrientes y tienen una DBO5 significativamente más alta que las aguas grises que provienen del resto de la casa. (Allen, 2015) En la actualidad la mayoría de viviendas, no cuentan con un sistema de manejo de aguas residuales, a causa de la falta de tecnología de bajo costo tanto en inversión, operación y mantenimiento; para llevar a cabo tratamientos en el que se remuevan una porción de los sólidos suspendidos y de la materia orgánica del agua residual. Uso eficiente de agua: 1. El agua es un recurso público y de intervención humana, de uso productivo, recreativo, para salud y bienestar. 2. Tanto los cuerpos de agua como el agua dulce no son un recurso ilimitado y lo estamos viendo, es por ello debe ser bien manejado, de manera equitativa teniendo en cuenta aspectos socio-económicos y culturales. Modelo de reusó: se trata del retorno de los procesos productivos del agua residual tratada para que sea acondicionada para su uso. Estos procesos traen consigo ahorros.

(25) 14 tales como: consumir menos agua del servicio público, disminución de gastos por tratamiento y la más importante la posibilidad de utilizar el agua para otros usos. Esto en los casos de que la tecnología sea exequible para toda clase de población y la complejidad en las fuentes de abastecimiento, almacenaje y sistemas de drenaje tengan condiciones favorables y no lo limiten en otros aspectos. 5.2.1 Filtros convencionales Está formado por un canal de ingreso y un aliviadero para que no ingrese un caudal mayor al de diseño. El agua ingresa por el vértice y la sección transversal de la unidad se va anchando y profundizando a medida que el agua avanza. En la entrada a la unidad se considera un muro de ladrillo hueco para distribuir uniformemente las líneas de flujo en toda la sección. La recolección del agua precedí-mentada se realiza mediante un vertedero ubicado a todo lo ancho de la base del triángulo. En la parte más profunda del fondo se ubica el sistema de evacuación de lodos.. Tabla 3 ventajas de los filtros cnvencionales Ventajas La obtención de una distribución muy uniforme del agua en la zona de sedimentación. Evita la presentación de espacios muertos y cortocircuitos. Se obtienen velocidades transversales longitudinalmente decrecientes y tasas de recolección muy bajas en el vertedero de salida.. (Ascenio, s.f.). Restricciones Está indicado para aguas con turbiedades mayores de 1000 NTU. Debe efectuarse una prueba de sedimentación simple para determinar la eficiencia y verificar la posibilidad de que la turbiedad este esencialmente originada por material coloidal, en cuyo caso esta unidad sería totalmente ineficiente.. Criterios básicos Período de retención = 24 horas Carga máxima en el vertedero = 1.71 m3/hora/m.

(26) 15. 5.2.2 Filtros compactos 1. Pre filtro de flujo horizontal: está compuesta zona de filtración está conformada por canales divididos en tres o más tramos llenos de grava de diferentes diámetros, dispuestos en sentido decreciente. La longitud de los tramos es variable y depende de la calidad del agua, del tamaño de la grava y de la velocidad de filtración. Las ranuras o separaciones de las losas del canal se diseñan para obtener una velocidad de descarga que asegure la extracción instantánea de la mayor parte del lodo contenido en la tolva. Las tolvas estarán rellenas con piedra de 2"a 3" de diámetro. La estructura de salida está constituida por un muro de ladrillo hueco y un canal independiente para cada unidad. Ventajas No sólo remueve partículas inertes, sino también microorganismos. Las carreras de trabajo se pueden alargar mediante descargas hidráulicas y el lavado de la grava se puede distanciar, por lo menos, hasta que concluya la época de lluvia. Es posible lograr una periodicidad de dos a tres años, dependiendo de la turbiedad máxima del afluente. Pre filtro en capas de flujo ascendente se regula con el accionamiento de una válvula de ingreso a la plata IP hasta que el nivel 1. Cuenta con estructuras simplificadas de entrada y salida del agua con respecto a los filtros convencionales. 2. Ya que la capacidad bilógica transcurre en las primeras capas y temperaturas altas se recomienda que la capa sea lo más ancha posible, lo cual permite una mayor remoción. 3. Para la limpieza del lecho filtrante se aplica el método de trillado con flujo de agua ascendente. (RemediosNaturales.es, 2014).

(27) 16 5.2.3 Condiciones para la medición de parámetros físico químicos a continuación se identifican las condiciones para la medición de parámetros físico químicos con el fin de identificar las características organolépticas presentes en el agua residual doméstica a tratar tomando como referencia el manual de saneamiento básico de Mariano Ciones o la línea base establecida para los estudios de calidad del agua en colombia producto de la revisión del marco legal se toma como referencia las definiciones del estándar método provisto en el año tl y validado en el año tal están dados por los procesos de tinción marcha y concentración se recogen los criterios del libro de calidad del agua del profesor cárdenas de la tecnología en su libro evaluación de la calidad del agua 5.2.3.1 Turbidez 1. método nefelométrico La turbidez en el agua es causada por materiales en suspensión tales como arcilla, lodos, partículas de materia orgánica o inorgánica fragmentadas finamente, coloides, compuestos orgánicos coloreados y otros microorganismos. La turbiedad es una expresión de la propiedad óptica que hace que la luz blanca se disperse y absorba en lugar de transmitirse en línea recta a través de la muestra. 2. fundamento teórico Este método está basado en una comparación de la intensidad de la luz desviada por la muestra bajo condiciones definidas, con la intensidad de la luz desviada por una suspensión estándar de referencia, bajo las mismas condiciones. A mayor intensidad de la luz desviada mayor será la turbidez. Como patrón de referencia se usa una solución patrón de polímero de formalina. Esta solución es de fácil preparación y sus propiedades para desviar la luz son mejores que la soluciones preparadas con aguas turbias. 3. muestreo y almacenamiento Debe determinarse la turbidez el mismo día que tome la muestra, en caso de que sea indispensable almacene hasta 24 horas, en la oscuridad. Períodos más prolongados producen cambios irreversibles en la turbidez. Es importante que se agite vigorosamente la muestra antes de la determinación. 4. Interferencias La turbidez debe ser determinada en agua libre de residuo y partículas de rápida sedimentación. Los vidrios sucios, la presencia de burbujas de aire y vibraciones afectan los resultados. El color verdadero producido por sustancias disueltas que absorben luz causan una pequeña turbiedad; este efecto generalmente no es significativo en el caso de aguas tratadas. 5. materiales y equipos ● Turbidímetro ● Equipo de filtración ● Filtro de membrana de 0.45 m.

(28) 17 6. Reactivos ● Solución patrón de formalina  Solución I: Disuelva 1,000 gr. de sulfato de hidracina (N2H4.H2S04) en agua destilada y diluya a 100 mL en un frasco volumétrico. Precaución: La hidracina es un carcinógeno, evite la inhalación, ingestión y contacto con la piel  Solución II: Disuelva 10,000 gr. de hexametilentetramina (CH2)6N4, en agua destilada y diluya a 100 mL en un frasco volumétrico.  Solución stock: Mezcle 5,0 mL de Solución I y 5,0 de solución II.  Deje en reposo la solución durante 24 horas a 25°C±3°C. Esta solución tiene 4000 U.N.T.  Almacénese en un frasco ámbar para protegerla de los rayos UV, esta suspensión es estable hasta por un año cuando se almacena apropiadamente.  A partir de la solución stock prepare patrones diluidos de 1,10,100 y 1000 U.N.T Los estándares de formazina diluidos son estables por corto tiempo.  Agua libre de turbidez: Pase agua destilada a través de una membrana de filtro con orificios de precisión 0,2 pm, enjuague el matraz de recolección al menos dos veces con agua filtrada y deseche los 200 mL siguientes.Fuente especificada no válida. 7. Procedimiento pretratamiento de la muestra Eliminación de interferencias Burbujas de aire: Las burbujas influyen en la determinación de la turbidez y deben ser eliminadas si se encuentran en la muestra o adheridas a un lado de la celda, estas pueden ser removidas por varios métodos; uno de ellos es la aplicación de vacío. Este método es ideal porque no altera los sólidos de la muestra; brevemente sumerja el final de la celda con la muestra en un baño ultrasónico, con lo cual se purga la muestra de burbujas.  Partículas grandes: Las partículas grandes en la muestra pueden causar incrementos en las lecturas de la turbidez, por lo tanto se deben eliminar antes de la determinación. Medida de la Turbidez de la muestra Las condiciones de la celda para la muestra son muy importantes, las huellas pueden interferir en la determinación especialmente si se va medir una turbidez baja.  Limpie la celda evitando usar algodón. Calibre el equipo de acuerdo con las instrucciones del fabricante.  Enjuague la celda varias veces con la solución a analizar, llene la celda con aproximadamente 25 mL de la muestra y seque con un paño libre de algodón, elimine las burbujas de aire de la celda, coloque la celda en el equipo y lea directamente la turbidez. Análisis de muestras con turbidez superior a 1.000 Diluya la muestra con agua libre de turbidez. Determine la turbidez de la muestra diluida Cálculo Para la muestra sin diluir Turbidez en UNT = Lectura en el equipo.

(29) 18 Muestras diluidas Ax(B-C) Turbidez (UNT) c A: UNT encontradas en la muestra diluida B: Volumen en mL del agua de dilución C: Volumen de muestra tomada para la dilución. 5.2.3.2 Determinación de sólidos Se consideran sólidos todas las sustancias presentes diferentes al H20, materiales suspendidos o disueltos en el agua. Los sólidos afectan la calidad del agua de diferentes formas: aguas con alta concentración de sólidos disueltos generalmente son de baja potabilidad y pueden inducir reacciones fisiológicas desfavorables en el ser humano. Altos contenidos de minerales son perjudiciales para muchas aplicaciones industriales. El análisis de los sólidos es importante para el control de procesos de tratamientos físicos y biológicos de aguas residuales y para asegurar el cumplimiento de las normas legales vigentes. La determinación de los sólidos en una muestra comprende los términos: sólidos totales, sólidos suspendidos, y sólidos disueltos. 5.2.3.3 Determinación de sólidos sedimentables 1. Método Gravimétrico Instrumentación: ● Cono Imhoff. 5.2.3.3 Determinacion de solidos totales Residuo que queda después de la evaporación y el secado a una temperatura definida (103°C). Los sólidos totales incluyen el residuo retenido por un filtro (sólidos suspendidos) y el residuo que pasa a través del filtro (sólidos disueltos). La medición de la conductividad está directamente relacionada con los sólidos disueltos, y puede ser usado como un parámetro para determinar el tamaño de la muestra Procedimiento ● Calcine la cápsula vacía en la mufla a 550 °C durante 1 hora 2. ● Enfríe en el desecador y pese. ● Transfiera 100 mL de la muestra o el volumen adecuado a la cápsula pesada, elija un volumen de muestra que proporcione un residuo entre 2,5 y 200 mg, ● Evapore en una placa de calentamiento ● Lleve la cápsula con la muestra evaporada a una estufa a 103-105°C durante 1 hora ● Enfríe la cápsula en el desecador y pese Repita la operación hasta peso constante Instrumentos ● Balanza analítica ● cápsula ● estufa ● desecador.

(30) 19 5.2.3.4 Determinacion de solidos suspendidos totales Procedimiento ● Inserte el disco con la cara rugosa hacia arriba en el embudo de filtración, conecte el vacío y lave el disco con 20 mL de agua destilada ● Continúe la succión hasta eliminar totalmente los residuos de agua. ● Seque el disco en la estufa a 103°C durante una hora. Si va a medir sólidos volátiles calcine en la mufla a 550°C±50°C durante 20 minutos ● Enfríe en el desecador y pese. ● Mida 100 mL de muestra o un volumen que proporcione entre 2,5 y 200 mg de residuo. ● Inserte el filtro en el embudo de filtración, conecte el vacío e inicie la succión ● Filtre la muestra previamente agitada a través del filtro de fibra de vidrio. ● Lave con tres porciones de 10 mL de agua destilada ● Continúe la succión por cerca de tres minutos. ● Retire del filtro del embudo y séquelo en la estufa a 103°C-105°C durante una hora ● Enfríe en el desecador y pese. ● Repíta el ciclo de secado, enfriamiento y pesada hasta peso constante 5.2.3.5 Determinación de sólidos totales fijos Expresión aplicada al residuo de los sólidos totales, suspendidos o disueltos, que queda después de someter la muestra a calcinación durante un tiempo determinado y una temperatura específica que generalmente es de 550°C (experimento 41). 5.2.3.6 Determinación de sólidos totales volátiles ● Calcine en la mufla la cápsula que contiene el residuo de los sólidos totales a 550°C ± 50°C, hasta obtener un peso constante, (se ha encontrado que un tiempo de 15 a 20 minutos es suficiente) ● Enfríe en un desecador y pese 1. muestreo y almacenamiento ● se debe iniciar el análisis tan pronto como sea posible, porque no se pueden preservar las muestras; excluya las partículas que flotan o el material no homogéneo. ● En caso de no poder realizar el análisis en forma inmediata, almacene las muestras a 4°C, para reducir al mínimo la descomposición microbiana. ● Recolecte las muestras en botellas de vidrio resistente o material plástico, para impedir que las partículas se adhieran a la pared..

(31) 20 ● Si la muestra contiene hierro o manganeso, debe analizar la rápidamente para minimizar los posibles cambios físicos o químicos durante el almacenamiento. 2. materiales y equipos ● Placas de calentamiento. ● Estufa de laboratorio ● Mufla. ● Balanza analítica (Resolución 0,1 mg) ● Embudo de filtración para discos de fibra de vidrio. ● Bomba de vacío. ● Erlenmeyer con tabuladora lateral ● Cápsulas de porcelana de 100 mL ● Crisol de Gooch o disco de fibra de vidrio tipo Gelman A/E o equivalente, con diámetro de 4 cm ● Probetas graduadas de 100 m 5.2.3.7 Medición de ph La medida del pH es una de las pruebas más importantes y frecuentes utilizadas en el análisis químico del agua Prácticamente todas las fases del tratamiento del agua para suministro y residual, como la neutralización ácido-base, suavizado, precipitación, coagulación, desinfección y control de la corrosión dependen del pH El principio básico de la determinación potenciométrica del pH es la medida de la actividad de los iones hidrógeno por mediciones potencio métricas utilizando un electrodo patrón de hidrógeno y otro de referencia. El potenciómetro consiste en la medida de la fuerza electromotriz de una célula galvánica, a través de la cual la corriente que pase es virtualmente cero. La variable de interés es la modificación del potencial de un electrodo sencillo o de la semicelda en la que tienen lugar las variaciones de una o de ambos componentes. Como el potencial de un electrodo sencillo no puede medirse directamente, el par de electrodos de la célula consiste en un electrodo de referencia que mantiene un potencial constante y un electrodo indicador, cuyo potencial depende de la composición de la solución electrolítica. (EPA, s.f.) 1. muestreo y almacenamiento La determinación del pH debe hacerse en el sitio de muestreo, para evitar alteraciones por reacciones durante el almacenamiento. Inteiríeirencóas La temperatura afecta la medida del pH. En general la determinación con electrodos está libre de interferencias por color, turbidez, materia coloidal oxidante. ● Material y equipo ● pH-metro ● Electrodo combinado ● Agitador magnético.

(32) 21 ● Beakers ● Reactivos ● Solución Buffer pH 7 ● Solución Buffer pH 4 ● Solución Buffer pH 10 ● Solución de KCI 3 M: Disuelva y lleve hasta un litro con agua destilada 223,5 gr. De KCI. 2. Procedimiento Mantenga el electrodo en agua destilada por lo menos durante 4 horas si la membrana de vidrio está seca. ● Si la solución de referencia interna del electrodo está a un nivel inferior a 5 cm de altura llene con KCI 3 M; hasta 1 cm por debajo del hueco de llenado. ● Examine si hay burbujas de aire atrapadas, En caso de estar presentes y agite el electrodo suavemente hasta hacerlas desaparecer. ● Lave con agua destilada el bulbo de vidrio del electrodo, elimine el exceso de agua del bulbo con agitación suave, (no seque con un papel o tela ni toque con los dedos la superficie del electrodo). Conecte el electrodo del pH-metro. ● Calibre el equipo con las soluciones buffer de acuerdo con las indicaciones del fabricante. • Sumerja el bulbo del electrodo en un beaker que contiene la muestra y espere a que la lectura del equipo esté estable ● Tome el pH de la lectura que indique el equipo. 5.2.3.8 Conductividad y resistividad Es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad y la resistividad. Son indicativas de la materia ionizable presente en el agua. El agua pura prácticamente no conduce la electricidad; por lo tanto la conductividad que podamos medir será consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Sin embargo se deben tener en cuenta tres condiciones fundamentales para que sea representativa: Procedimiento: medir la resistencia al paso de la corriente entre dos electrodos que se introducen en el agua, y se compara para su calibrado con una solución tampón de ClK a la misma temperatura y 20 ºC. 1. Precauciones ● No se trate de contaminación orgánica por sustancias no ionizables. ●. Las mediciones se realicen a la misma temperatura.. ●. La composición del agua se mantenga relativamente constante.. 2. Materiales y equipos ● el aparato para las mediciones se llama conductivimetro ● solución tampón de CIK a una temperatura de 20°C.

(33) 22 3. Manejo La unidad para la resistividad es el Ohm, pero se emplea el MegaOhm por cm, la de la conductividad es el Siemens, pero como es muy grande se suele emplear el microsiemens por cm..

(34) 23 5.2.4 Equipos para analisis de calidad de agua en laboratorio Las siguientes apartes de de este informe corresponden a la identificación de la utilidad de los instrumentos presentes en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital en relación a la calidad del agua estos equipos son analizadores transmisores y controladores. El uso de equipos que aseguren la correcta determinación de los parámetros en tiempo real, y ofrecen la flexibilidad en cada aplicación. Sondas de Variables como PH, potencial redox, conductividad, oxígeno, parámetros de nutrientes, carga orgánica, parámetros de desinfección, turbidez, sólidos, lodos Método de luz difusa infrarroja dual; turbidez de acuerdo con DIN EN ISO 7027; sólidos, equivalente a DIN 38414 entre otros, para agua bruta y agua de pozo, agua superficial, agua potable, agua de proceso, agua residual municipal e industrial, deshidratación de lodos, recirculación de lodos. (redes, s.f.) (INGENIEROS, s.f.) ANALIZADORES, TRANSMISORES Y CONTROLADORES 5.2.4.1 Sonda Figure 3sonda del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018.

(35) 24. 5.2.4.2 Mufla Figure 4 nufla del equipo ubicado en el laboratorio de servicios públicos de la universidad distrital francisco josé de caldas tomado por gomez 2018. Una mufla es un tipo de horno que puede alcanzar temperaturas muy altas para cumplir con los diferentes procesos que requieren este tipo de característica dentro de los laboratorios. Las muflas han sido diseñadas para una gran variedad de aplicaciones dentro de un laboratorio y pueden realizar trabajos como: procesos de control, tratamientos térmicos y secado de precipitados. El Horno Mufla es utilizado en laboratorios para realizar diferentes pruebas. Estas pruebas son: de calcinamiento, incineración de muestras orgánicas e inorgánicas, tratamientos térmicos, cocción de materiales cerámicos, entre otros. Las temperaturas que puede alcanzar la mufla para laboratorio son de hasta 1200 °C. Esto hace posible que sean utilizadas en diferentes pruebas como las antes mencionadas (Santibañez, s.f.).

Figure

Tabla 1 materiales filtrantes (tratamiento casero de aguas residuales de la lavadora)  MATERIALES
Tabla 10 pesos resultants para el filtro unificado
Tabla 15 prototipo II peso de la cascara de coco  CASCARA DE COCO
Tabla 17 prototipo II peso de la gravilla   PESAJE DE LA GRAVILLA   CAPSULA 1  77,3636 g  1  122.3535 g  4  129.8152 g   2  123.9182 g   5  122.5893 g   3  155.2722 g      ------------
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