AGUA DEL MUNICIPIO DE GUATAQUÍ CUNDINAMARCA
ANTHONY RIOS AVILA -20131081094
ANDERSSON DAVID RODRIGUEZ TAFUR-20131081045
DOCENTE TUTOR:
AGUALIMPIA DUALIBY YOLIMA DEL CARMEN
DOCENTE EVALUADOR:
RAFAEL EDUARDO LADINO PERALTA
UNIVERSISDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PUBLICOS
Tabla de contenido
Resumen ejecutivo ... 6
INTRODUCCIÓN ... 8
OBJETIVO GENERAL ... 2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 3
Planteamiento del problema ... 3
Marco conceptual ... 4
Marco teórico ... 5
Marco legal ... 12
Proceso metodológico... 14
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES ... 16
1.1 Localización y Distribución geográfica ... 16
1.2 Características del municipio... 18
1.2.1Clima ... 18
1.2.3 Características sociales ... 19
1.2.4 Hidrografía... 19
1.2.5 Características Geográficas ... 20
1.2.6 Características económicas ... 20
1.2.7 Características culturales ... 20
1.3 Información general del municipio... 21
1.4 Información legal del servicio de acueducto marco regulatorio ... 22
1.4.1 Cobertura del sistema ... 22
1.4.1 Cantidad ... 23
1.4.2 Continuidad ... 23
1.4.3 Calidad ... 24
1.4.4 Costos ... 24
1.4.5 Capacidad de gestión ... 25
1.5 Aspectos de la fuente de abastecimiento ... 26
1.6 Proyección de la población ... 27
1.6.3 Calculo de la demanda (R.A.S, 2010) ... 31
1.6.4 Porcentaje de pérdidas ... 31
CAPITULO 2. ANALISIS DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DIAGNOSTICO OPERATIVO... 32
2.1 Bocatoma ... 32
2.2 Conducción de agua cruda y aducción ... 32
2.3 Accesorios en la línea de aducción ... 33
2.4 Desarenador ... 35
2.4.1Análisis de capacidad ... 38
2.4.2 Diagnostico Estación de bombeo ... 42
2.5 Plantas de potabilización del municipio ... 43
2.6 Planta del casco urbano de Guateque ... 43
2.7 Componentes de la planta y Diagnostico ... 46
2.7.1 Unidad de dosificación. ... 46
2.7.2 Unidad de mezcla rápida (coagulación). ... 48
2.7.3 Unidad de mezcla lenta (floculación). ... 49
2.7.4.1 Calculo capacidad ... 49
2.7.5 Unidad de sedimentación... 51
2.7.5.1 Calculo de capacidad ... 51
2.7.6 Unidad de filtros. ... 53
2.7.6.1 Calculo de capacidad ... 54
2.7.7 Desinfección. ... 55
2.7.8 Almacenamiento. ... 57
2.7.8.1 Calculo de capacidad ... 58
2.8 Redes secundarias de conexión entre la planta de potabilización ... 59
2.9 Ventajas y desventajas del funcionamiento de la planta ... 60
CAPITULO 3 ASPECTOS OPERACIONALES... 66
3.1 Edificio de Operaciones... 66
3.2 Actividades de operación... 70
3.3 Toma de muestras para análisis de calidad de agua ... 72
3.5 Indicadores de la operación de la planta de tratamiento de agua potable. ... 76
3.6 Responsabilidad ambiental. ... 77
3.7 ASPECTOS DE CONTINGENCIA Y EMERGENCIA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE. ... 78
CAPITULO 4 RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS ... 78
4.1 Infraestructura del sistema de tratamiento de agua potable ... 78
4.2 Evaluación cualitativa de las estructuras y componentes de los sistemas de tratamiento ... 80
4.3 Evaluación de la calidad del agua tratada según normatividad ... 84
CAPÍTULO 5. ALTERNATIVAS DE MEJORAMIENTO ... 87
6. Conclusiones ... 92
7. Recomendaciones ... 94
Referencias ... 96
Anexos ... 98
Índice de ilustraciones
Ilustración 1 Bocatoma PTAP Guataqui ...33Ilustración 2 Válvula de flujo en el muelle de captación ...34
Ilustración 3 purga de lodos desarenador. ...34
Ilustración 4 Purga del desarenador...35
Ilustración 5 Desarenador PTAP Guataquí. ...35
Ilustración 6 Resalto hidráulico desarenador. ...37
Ilustración 7 Fisuras y fugas en el desarenador. ...42
Ilustración 8 Estación de bombeo ...42
Ilustración 9 planta de agua potable compacta, fuente: autores ... ¡Error! Marcador no definido. Ilustración 10 Vista superior PTAP Guataqui. ...45
Ilustración 11 Unidad de dosificación de hidroxicloruro de aluminio ...47
Ilustración 12 mezclador mecánico de cloro granular. ...47
Ilustración 13 Rebosadero triangular, mezcla rápida PTAP Guataquí. ...49
Ilustración 14 Unidad de floculación PTAP Guataquí. ...50
Ilustración 15 Unidad de sedimentación PTAP Guataquí. ...52
Ilustración 16 Unidad de filtros PTAP Guataquí. ...55
Ilustración 21 phimetro PTAP Guataquí. ...66
Ilustración 22 Equipo de Test de jarras laboratorio PTAP Guataquí. ...67
Ilustración 23 Turbidimetro y elementos de medición laboratorio PTAP Guataquí. ...68
Ilustración 24 colorímetro PTAP Guataquí. ...69
Índice de figuras
Figura 1 Guataquí en el alto Magdalena ...16Figura 2 Mapa cabecera urbana Guataquí. ...17
Figura 3 mapa rural municipio Guataquí. ...18
Figura 4 organigrama del municipio. ...21
Figura 5 esquema desarenador PTAP. ...37
Figura 6 esquema PTAP Guataquí. ...46
Figura 7 diagrama PTAP Guataqui. ...79
Índice de tablas
Tabla 1 Cobertura de los servicios públicos...23Tabla 2 Tarifas de los servicios públicos de acueducto alcantarillado y aseo. ...24
Tabla 3 Asignación de nivel complejidad del sistema por número de habitantes. ...29
Tabla 4 Asignación del nivel de complejidad según ingresos corrientes (SMMLVA). .29 Tabla 5 Dotación mínima y máxima según nivel de complejidad del sistema. ...29
Tabla 6 Asignación de factor clima según complejidad del sistema. ...30
Tabla 7 Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas. ...31
Tabla 8 ventajas y desventajas PTC. ...45
Tabla 9 Análisis de ventajas y desventajas PTAP...61
Tabla 10 Parámetros fisicoquímicos de agua PTAP Guataquí. ...72
Tabla 11 evaluación cualitativa de las estructuras y/o componentes de la PTAP. ...80
Tabla 12 estado de la PTAP. ...83
Resumen ejecutivo
El presente trabajo se realizó con el fin de diagnosticar la planta de tratamiento de agua potable del casco urbano del municipio de Guataquí, Cundinamarca en cada uno de sus procesos desde la captación hasta la distribución final, analizando la eficiencia, calidad, su contexto interno, externo y estado estructural del sistema.
Para la determinación de capacidad y los criterios operativos actuales se promedió la proyección de población basada en la correcta identificación del nivel de complejidad y las características de la población utilizando como base documental el RAS 2000, la normatividad pertinente y la información brindada por la oficina de servicios públicos; una vez determinado esto mediante una investigación tipo de estudio de caso se procedió a describir y analizar tanto cualitativa como cuantitativamente las unidades para plasmar finalmente un diagnostico puntual , donde se encontró:
administrativo de la alcaldía.
Estos diagnósticos fueron unificados en una evaluación cualitativa, de calidad de agua para consumo y la percepción de la comunidad obtenida por medio de encuestas donde se encontró que hay fallas operativas y estructurales en el 50% de las unidades lo que deriva en una calidad de agua con riesgos debido a que parámetros como turbiedad, cloro residual y coliformes fecales en ocasiones han sobrepasado lo permitido por la normatividad de agua para consumo humano.
Finalmente, en base al diagnóstico obtenido e identificados los puntos más críticos en el sistema de tratamiento se formularon las conclusiones finales, se establecen alternativas de mejoramiento y recomendaciones como la reparación de diferentes estructuras, su cambio definitivo y la toma de conciencia en la administración del municipio sobre la importancia de asegurar la calidad y eficacia de un sistema de tratamiento de agua potable.
Palabras claves: Diagnostico, Calidad del agua, operatividad, potabilización o purificación, seguimiento y control.
Abstract
This work was performed in order to operably diagnose plant water treatment of urban area of Guataquí Cundinamarca, in each of the processes from acquisition to final distribution, analyzing the efficiency, quality, its internal context, external and structural state of the system.
For the determination of capacity and current operating criteria the population projection based on the correct identification of the level of complexity and characteristics of the population using as evidence base RAS 2000, the relevant regulations and the information provided by the office averaged public services; once determined by this type of research case study proceeded to describe and analyze qualitatively and quantitatively units to finally shape a timely diagnosis, where it was found:
and damage as the sand trap and the storage tank from which the liquid to the water network is distributed without being measured at its output fault of theboxremoves sand on the tank the laboratory that does not have the equipment or supplies needed to operate for damage is, These diagnoses were unified in a qualitative assessment, quality of drinking water and community perception obtained through surveys which found that there are operational and structural failure in 50% of the units which results in water quality with risks because parameters such as turbidity, residual chlorine and fecal coliforms sometimes have exceeded permitted by regulations for drinking water.
Finally, based on the obtained diagnosis and identified the most critical points in the treatment system the final conclusions were formulated, establishing improvement alternatives and recommendations as the repair of various structures, their final change and awareness in the administration of the municipality on the importance of ensuring the quality and effectiveness of a system of potable water.
Keywords: Diagnosis, water quality, operability, purification, monitoring and control.
INTRODUCCIÓN
Para el tratamiento de agua potable es importante contar con una estructura física adecuada en donde se lleven a cabo los procesos necesarios para su potabilización. Una planta de tratamiento o de potabilización es el conjunto de obras, equipos y materiales necesario para efectuar los procesos que permiten cumplir con las normas de calidad de agua potable (Decreto 1575/2007), El Municipio de Guataquí-Cundinamarca cuenta con la Empresa de Servicios Públicos de Guataqui, en donde se presta el servicio de acueducto, por lo tanto en su labor de cumplir con las normas de calidad de agua potable, cuenta con la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) de tipo compacta.
En la fase de análisis se tuvo en cuenta las siguientes normatividades:
● Resolución 2115 del 2007 en el que señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano.
● Resolución 082 del 2009 en el cual se adoptan unos formularios para la práctica de visitas de inspección sanitaria a los sistemas de suministro de agua para consumo humano.
La revisión de esta normatividad se hace con el fin de comparar el funcionamiento de la planta en su parte operativa y la calidad de agua que se está suministrando a la comunidad, además con este proyecto busca recolectar la información necesaria mediante la metodología de para diagnosticar la planta de tratamiento de agua potable del municipio de Guataqui, así de esta forma hacer uso los conocimientos teóricos y prácticos recibidos en el proyecto curricular como también por parte de nuestra directora.
Realizar el diagnostico operativo de la planta de tratamiento de agua potable municipio de Guataquí- Cundinamarca
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● · Analizar los procesos operativos que se realizan en la planta de tratamiento de
agua potable
● · Analizar las ventajas y desventajas del funcionamiento actual de la planta de
tratamiento de agua potable
● · Proponer alternativas de mejoramiento de los procesos operativos que se realizan
en la planta de tratamiento de agua potable
● · Realizar un manual de operación de la planta de tratamiento de agua potable que
sirva como herramienta para su correcta operación.
Planteamiento del problema
Históricamente el municipio de Guataquí ha captado las aguas para consumo humano del rio grande (Yuma) o rio magdalena de allí es llevada a la planta de tratamiento que surte en un 98% de agua potable al casco urbano del municipio (Sanabria, 2015) , sin embargo debido a la contaminación del rio magdalena en los últimos años debido a la minería , la ganadería y la agricultura con uso de químicos nocivos, sacada a la luz por la Procuraduría en el año 2013 en un informe; acompañada además de los estragos del fenómeno del niño sustentados por la
Corporación Autónoma del Alto Magdalena CAM en sus estudios, se determinó que es incierta
la calidad del agua captada para la planta de agua potable de Guataquí que además a partir del
hay certeza del diagnóstico operativo de la planta de tratamiento de Guataqui Cundinamarca
que ya lleva en operación alrededor de 30 años y desde su construcción nunca se realizó un
manual de operación de la planta por lo que ha llevado al municipio operar la planta de forma
empírica , a partir de estos se plantea la interrogante, ¿Cómo podrían mejorarse los procesos que se realizan en la planta de tratamiento de agua potable para que el agua que consume la población tenga la calidad adecuada?
Marco conceptual
Es claro que el abastecimiento de agua potable para incluso las comunidades más pequeñas es vital para su desarrollo económico y social como también para la reducción de la mortalidad y morbilidad en especial en la población infantil (López 1995); debido a esto la construcción de mecanismos de purificación del agua como lo son las plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) son esenciales y como toda infraestructura funcional requiere de unas consideraciones de operación y mantenimiento para garantizar los principios básicos de agua segura que son:
• Cobertura
• Cantidad
• Calidad
• Continuidad
• Costos
• Cobertura del sistema
suspendidos , arenas , grasas etc.; para facilitar su posterior tratamiento: el secundario, donde se le adiciona un reactivo químico también llamado coagulante que produce una desestabilización hidrolítica que hace que las partículas más pequeñas aun en el agua se aglomeren formando partículas más grandes (floc) que puedan ser sedimentadas debido a su mayor peso por efecto de la gravedad, después de este procede la eliminación del floc por medio de un material poroso filtrante en el área de sedimentación (clarificación) que da paso al último proceso de remoción de solidos que es la filtración donde se eliminan partículas en el rango de mm, muy pequeñas, por medio de un lecho filtrante compuesto por varios minerales con distintos tamaños granulométricos además de algunos organismos patógenos y por ultimo antes de su almacenamiento para ser distribuido por la línea de acueducto para consumo se desinfecta el agua con cloro en diferentes presentaciones como lo son granulado gaseoso o liquido con el fin de erradicar cualquier microorganismo patógeno.
Marco teórico
Como bien se sabe una planta de tratamiento de agua potable (PTAP) es un conjunto de obras, equipos, materiales y trabajo conjunto de un equipo y personal calificado en operaciones unitarias en donde se ajustan las características iniciales tanto físicas, químicas como microbiológicas del agua a unas de acuerdo con parámetros organolépticos y de salubridad adecuados para consumo humano (Vargas, 2005), actualmente existen dos tipos de plantas que son las mayormente utilizadas en Colombia:
- Planta de tipo convencional: en la cual se llevan a cabo todos los procesos de potabilización en unidades e infraestructuras individuales interconectadas.
- Planta de tipo compacta: en la cual se llevan a cabo todos los procesos de potabilización en una sola infraestructura operativamente integral, que es el tipo de planta que se encuentra en el municipio en cuestión
Los procesos unitarios o fases que comprende la PTAP de Guataquí se pueden dividir en:
Pre tratamiento:
Desarenador: son estructuras diseñadas para la remoción de arenas, gravillas y partículas minerales suspendidas en las aguas crudas mediante la gravedad y una velocidad especifica regulada para dicho proceso. (Vargas, 2005)
Medición de caudal: es necesario medir el volumen por unidad de tiempo que ingresa a la PTAP, por ej. Litros/segundo, para que el funcionamiento de las unidades de tratamiento sea adecuado de acuerdo a su caudal de diseño y trabajo.
Dosificación: para dicho proceso se utilizan equipo dosificador calibrados de acuerdo a parámetros óptimos de dosificación obtenidos mediante pruebas de laboratorio como el test de jarras, algunos de estos para metros son:
- Dosis optima del coagulante (mg/l): es la que mejor produce la desestabilización de las partículas coloidales para que estas se formen en floculos pesados fácilmente decantables y con la fuerza suficiente para que no se rompan en el proceso (Gonzáles, 2013)
- Concentración optima: es la concentración optima del coagulante que generalmente esta entre 1% y 2% ( Gonzáles, 2013)
- pH optimo: es la concentración de iones de hidrogeno optimo, recomendable según la resolución 2115/2007 entre 6.5-9, que sería un pH neutro.
Función y tipos
Es un equipo que libera una cantidad predeterminada de producto químico por unidad de tiempo según parámetros específicos de la calidad del agua, estos pueden operar con productos de tres clases: dosificación en seco, dosificación sustancias en solución y en forma gaseosa; para hacer el ajuste de la dosis se debe:
- determinar la dosis optima necesaria.
- Calcular la concentración óptima (C) de la solución.
- Medir el caudal que está entrando a la planta.
P =
D ∗ Q
1000
Dónde:
P = peso de la sustancia química (kg/m) Q = caudal por tratar (m3/m)
D = dosis optima (mg/l)
• Se recomienda mediante la curva de calibración del equipo hacer el reajuste
q =
Q ∗ D
C
Dónde:
q = caudal en L/m o m3/h
C = concentración optima de la solución preparada
Fase de Coagulación: en este proceso se realiza la dosificación y el manejo de sustancias químicas tales como: sulfato de aluminio, sulfato ferroso, sulfato ferroso clorado, sulfato férrico, poli cloruro de aluminio y para el caso de Guataquí se utiliza el Hidroxicloruro de aluminio en conjunto con una turbulencia rápida del agua o mezcla rápida con el fin de desestabilizar las partículas finas suspendidas en el agua para que se aglomeren y adquieran peso.
Fase Floculación: esta unidad tiene como fin aumentar el tamaño de las partículas llamados floculos mediante condiciones óptimas de velocidad y tiempo para que están adquieran peso y sean fácilmente decantables (Gonzáles, 2013)
- Gradiente de velocidad: es la velocidad del agua en función del esfuerzo laminar del agua
- Tiempo de retención hidráulica: tiempo que dura una gota de agua en recorrer una unidad de la planta
Estos floculadores se clasifican según el tipo de energía utilizada en el gradiente de velocidad del agua, existen dos tipos:
Hidráulicos: El gradiente de velocidad es aplicado por medio de la disipación de la energía hidráulica, la cual se visualiza a través de diferencia de niveles (pendientes) o pérdidas de carga (Gonzáles 2013), estas unidades pueden ser de varios tipos:
- Unidades de medios porosos
- Unidades de tipo Alabama
- De pantallas de flujo horizontal o vertical
Mecánicos:El gradiente de velocidad lo causan equipos mecánicos mediante turbinas, paletas, agitadores etc. Este movimiento es generado mediante un motor reductor con un eje central con elementos como paletas entre otros, ubicado de manera vertical u horizontal en el cuerpo de agua para generar una velocidad controlada que no rompa las partículas formadas.
- Sedimentadores laminares: unidades con poca profundidad , conformada por una zona de modulo tubulares de sección circular, cuadrada, octogonal o hexagonal , en sección de lámina paralelas planas u onduladas (Gonzáles, 2013) , se clasifican así:
a) Según tipo de modulo:
-Tubulares: cuadrados, circulares, octogonales, hexagonales etc. - De placas: planas y corrugadas
b) Según la dirección del flujo: - Horizontales
- Inclinados: ascendente y descendente c) Según procesos unitarios
- Estáticos -Dinámicos
Composición estructural
Estructura de entrada compuesta por canales o tuberías diseñadas con criterios de distribución uniforme
Zona de sedimentación conformada por placas o módulos que dividen el líquido de forma laminar con el fin de clarificar el agua de manera optima
Zona de recolección del agua clarificada por medio de canaletas y tuberías distribuidas uniformemente o estratégicamente para conducir el agua a su siguiente etapa
Zona de depósito de lodos: zona de acumulación de lodos o también llamadas tolvas para su eliminación puntual del agua.
importantes para la calidad sanitaria que deben ser eliminados, para esto se utilizan lechos filtrantes compuestos por minerales de diferentes tamaños y dependiendo de la naturaleza y tipo de planta se emplea una filtración rápida o una lenta. A continuación, se describe la rápida:
Unidades de filtración rápida: Estos pueden clasificarse en dos: a gravedad y a presión, pueden operar a tasa constante, con tasa variable o declinante (Gonzáles, 2013).
Operación y composición: en este tipo de filtros el afluente de caudal es repartido uniformemente entre la unidad o unidades, con niveles del agua variables, entre una altura mínima, cuando el tanque está funcionando y un nivel máximo cuando el filtro debe ser retro lavado (Gonzáles, 2013). Estos están compuestos por:
- Sistema de entrada, ya sea por canaletas o tuberías
- Sistema de distribución ubicada en la entrada de cada filtro
- Un lecho filtrante compuesto por diferentes minerales con granulometría variable
- Según el caso, un fondo falso que permite la recirculación hidráulica ya sea para retro lavado o garantizar un flujo de forma ascendente
Cloración: Es el proceso mediante el cual se aplica cloro ya sea liquido o gaseoso para remover cloro hierro y magnesio y controlar el color y sabor del agua también para eliminar cualquier agente patógeno (microbiológico), es el último proceso que se le da al agua tratada para ser distribuida. (Vargas, 2005), para este proceso hay que tener en cuenta:
Dosis de cloro
Es la cantidad de cloro aplicada a un volumen de agua para garantizar que haya una remoción de los microorganismos presentes.
A) Cilindros de cloro: Consiste en un cilindro en acero para almacenar el cloro gaseoso que pueden variar en su tamaño y están conectados a un clorador que dosifica la cantidad de cloro en un tiempo determinado según se calibre en una solución (agua).
B) Líneas de conexión de cloro gaseoso
La conexión del cilindro de acero consiste en una tubería recubierta de plomo, seguida por una conexión flexible de 3/15 " y un diámetro de 4" , luego esta tubería se une a un maniflold en caso de tener 2 cilindros para luego llegar a la válvula de suministro ya sea manual o automática . Se conecta al clorador Eco-Chlor ECM-100 por una tubería de acero con pendiente positiva hacia el clorador
C) Cloradores
Para el proceso de cloración hay 2 tipos de cloradores.
• Clorador directo: son los que aprovechan la presión del cilindro para aplicar el cloro gaseoso a la masa de agua.
• Clorador de solución al vacío: son los que succionan el gas a través de un vacío producido en un inyector para mezclarlo y luego llevarlo al punto de aplicación.
Marco legal
Norma
Descripción
Ley 99 de 1993 creación el Ministerio del Medio
Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA, Ley 373 de1997 Se establece el programa para el uso
eficiente y ahorro del agua.
Decreto 2811 de 1974 Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.
Decreto 3930 de 2010 Usos del agua y manejo de residuos líquidos
Resolución 2115 de 2007 Señalamiento de características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano Decreto 1575 de 2007 Se establece el Sistema para la Protección
y Control de la Calidad del Agua para Consumo Humano
R.A.S 2010 Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico
Decreto 243 de 2009 se reglamenta la figura del Gestor Ambiental
Decreto 320 de 2000 Por el cual se reglamenta la Ley 142 de 1994, en materia de prestación de los servicios públicos domiciliarios de acueducto y alcantarillado.
Documentos CONPES 331 de 1999 Plan para el sector de agua potable y saneamiento básico
Decreto 1729 de 2002 Cuencas hidrográficas Acuerdo del consejo nacional ambiental
1996
Lineamiento de política para el manejo integral del agua
Ley 9 de 1979 Por el cual se expide el código sanitario Decreto 1449 DE 1977 Disposiciones sobre conservación y
protección de aguas, bosques, fauna terrestre y acuática
Documento CONPES 3246 de 2003 Lineamientos de política para el sector de agua potable y saneamiento básico Documento CONPES 3383 de 2005 Plan de Desarrollo del Sector de
Acueducto y Alcantarillado
Decreto 2945 DE 2010 reglamenta el ejercicio de las actividades de monitoreo, seguimiento y
control a que se refiere el Decreto 028 de 2008, para el sector de agua potable y saneamiento básico y se dictan otras disposiciones"
Proceso metodológico
Debido a el tipo de problema planteado se buscó hacer una metodología con enfoque cualitativo de tipo estudio de caso en el cual se plasmó la realidad de la planta de agua potable del municipio de Guataqui, mediante un modelo investigativo descriptivo exploratorio logrando así una interacción con todos los procesos llevados a cabo dentro y fuera de la planta identificando posibles irregularidades en el sistema de acueducto por lo tanto fue necesario observar y analizar cada uno de los procesos independientemente y lograr evaluar la eficiencia de la planta de tratamiento de agua potable, para ello la investigación se divide en diferentes fases así: en primer lugar fue necesario, identificar los objetivos los cuales nos permitieron dimensionar el problema planteado el cual seguido de un proceso de planeación , se logró conocer a la comunidad y su cartografía social en segundo lugar mediante las visitas a la PTAP recolectar información de importancia y en conjunto con la oficina de servicios públicos del municipio de Guataquí Cundinamarca llegar a tener una perspectiva real de la prestación del servicio de acueducto en el municipio y por último se realizó el análisis correspondiente y se logró diagnosticar la PTAP del municipio de Guataquí Cundinamarca.
con criterio técnico y crítico acerca de la infraestructura, equipos y materiales utilizados en el proceso de potabilización determinando si están en las condiciones óptimas de funcionamiento, así mismo la descripción, diagnóstico de los procesos operativos como también funcionales de la planta fueron base importante para determinar si los parámetros de calidad, vigilancia y control del agua potable para consumo humano están dentro de lo aceptable según la norma.
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES
1.1 Localización y Distribución geográfica
Figura 1 Guataquí en el alto Magdalena
Fuente: Guataqui.gov.co, 2012
[Guataqui.gov.co. 2012]. De la totalidad de los 87 km2 del municipio solo 11 km2 corresponden a la cabecera urbana contando en total con 7 barrios con se aprecia en la figura numero 2:
Figura 2 Mapa cabecera urbana Guataquí.
Fuente: Guataqui.gov.co, 2012
● El Centro ● La Esperanza ● La Plazuela ● Las Américas ● las Quintas
Los restantes 76 km2 del total del municipio corresponden al área rural que se divide en 9 veredas (véase figura n° 3):
● El Porvenir ● La Reforma ● Las Islas ● Los Escaños ● Macanda ● Mendoza ● Apauta ● Buscavida
Campoalegre
Fuente: Guataqui.gov.co, 2012.
1.2 Características del municipio
1.2.1Clima
El municipio de Guataqui cuenta con una temperatura media de 28- 33°C con alzas máximas de 42º centígrados y bajas mínimas de 18º centígrados. Tiene una precipitación baja de 1215
mm/año por lo que en las épocas de verano se llegan a presentar sequias y perdidas de cultivos (Figueroa, 2012).
1.2.3 Características sociales
El municipio de Guataquí cuenta con una población de 2163 habitantes según la alcaldía del municipio de los cuales aproximadamente el 55% se encuentra en el casco urbano y el 45% en el área rural, que en total están distribuidos en un área de 87 km^2 que tiene el municipio. En promedio la población está comprendida entre los 14-60 años de edad que constituye un 50% del total por lo que existe una fuerza laboral amplia (Figueroa, 2012).
El índice de calidad de vida del municipio es uno de los más altos a nivel sub-regional siendo de 23.8% en comparación muy por debajo del departamental que es de 41% y el nacional del 37%, luego el índice de necesidades básicas insatisfechas (NBI) es bastante alto con un 92.4% considerado critico respecto al promedio nacional de 45.6%.
1.2.4 Hidrografía
1.2.5 Características Geográficas
Ubicado en el valle cálido del alto magdalena el municipio de Guataquí está a 250 m.s.n.m a 176 km de la capital del país y a 43 km de Girardot. Presenta un relieve plano en los valles de los ríos magdalena y Seco, con variaciones onduladas y terrenos fuertemente quebrados en las colinas y serranías por lo que se constituye como un terreno geológicamente inestable y además poco fértil debido a su alta alcalinidad (Figueroa, 2012).
1.2.6 Características económicas
la actividad económica en el municipio se concentra principalmente en la agricultura de maíz, que ocupa el 40% del total de la extensión del municipio y la ganadería en específico la producción de ganado Cebú ; a nivel de subsistencia se encuentran pequeñas plantaciones de yuca, plátano, frutales (papaya) y cítricos ( limón), le sigue la pesca artesanal y la producción de especies menores ( ovinos, cabras), bovina y porcina además el municipio se caracteriza también por el predominio del minifundio, la tenencia de tierra en propiedad o arrendamiento y la explotación minera de caliza (Figueroa, 2012). Igualmente, pequeños comerciantes como tiendas y cantinas.
1.2.7 Características culturales
propias de la alta provincia del magdalena. Cuenta con atractivos turísticos como el oasis de agua azufrada en la vereda Macanda, el museo paleontológico y arqueológico en la vereda buscavida y escenarios propicios para la observación astronómica y paisajística (Figueroa, 2012).
1.3 Información general del municipio
Figura 4 organigrama del municipio.
❖ Departamento: Cundinamarca
❖ Municipio: Guataquí
❖ Alcalde: José Evaristo Albadan Cárdenas
❖ Nombre de la empresa del servicio de acueducto: Unidad de servicios público del municipio de Guataquí
❖ Población del municipio: 2250
❖ Población cabecera municipal: 1168
❖ Población Rural: 1082
❖ Tasa de crecimiento poblacional: 0.18 %
❖ Población flotante máxima estimada diaria: 8
❖ Número de viviendas dispersas y/o nucleadas a las que se presta el servicio: 370 casas con un promedio de 4 habitantes por casa
1.4 Información legal del servicio de acueducto marco regulatorio
1.4.1 Cobertura del sistema
Tabla 1 Cobertura de los servicios públicos.
ACUEDUCTO ALCANTARILLADO ASEO
RESIDENCIAL URBANO RURAL URBANO RURAL URBANO
ESTRATO 1 229 159 176 6 177
ESTRATO 2 177 61 168 7 164
ESTRATO 3 11 2 11 --- 10
ESTRATO 6 2 0 0 --- 0
OFICIAL 7 3 7 --- 7
COMERCIAL 2 1 1 --- 1
TOTAL 428 226 363 13 359
Fuente: oficina de servicios públicos Guataqui
1.4.1 Cantidad
El indicador básico de cantidad para evaluar el servicio de agua, hace referencia al suministro de suficiente líquido para satisfacer las demandas necesarias. Según la oficina de servicios públicos la población no reporta quejas o inconformidades en este aspecto ya que la presión es adecuada para satisfacer las necesidades y la oferta hídrica del municipio en su caso urbano es prácticamente ilimitada.
1.4.2 Continuidad
que puedan prevenir situaciones que se presenten en dicha fecha en la que se realiza el corte y además el servicio, es decir el bombeo, opera 16 horas al día haciendo un receso de 10 pm a 4am donde el municipio se abastece de las reservas del tanque de almacenamiento.
1.4.3 Calidad
Al Acueducto Municipal urbano se le realizan análisis de agua mensual de pH, color, turbiedad, cloro residual libre, cloruros, sulfatos, fosfatos, nitritos, hierro total, alcalinidad total, dureza total, aluminio residual, coliformes totales, escherichia coli y mesofilos totales , acorde con la resolución 2115 de 2007. La secretaria de salud de Cundinamarca realiza análisis de agua una vez al mes cada año se firma acta de concertación de puntos de muestreo, en este sentido el municipio tiene contrato con un laboratorio privado, CONTROL DE CALIDAD de la ciudad de Girardot que realiza los análisis una vez al mes en el acueducto Municipal y acueducto veredal Porvenir e igualmente una vez al mes se realiza lavado y limpieza de las plantas de tratamiento y cada 6 meses se realiza purga y desinfección de la red de distribución.
1.4.4 Costos
El indicador básico de costos para evaluar el servicio de agua, hace referencia a la capacidad de pago, el uso de los recursos naturales e incluidos las variables ambientales. Y otros costos asumidos por el municipio en su casco urbano para la correcta potabilización del agua para consumo humano. La Oficina de Servicios Públicos de Guataqui se rige mediante las siguientes tarifas para el servicio de acueducto y alcantarillado.
ACUEDUCTO ALCANTARILLADO ASEO
Estratos Cargo Fijo
Básico Complementario Suntuario Cargo Fijo
Básico ComplementarioS Suntuario TARIFA
Estrato 1 626.98 316.5 1054.99 1054.99 270.6 96.483 321.61 321.61 1496.57
Estrato 2 1253.96 633 1054.99 1054.99 541.2 128.644 321.61 321.61 2993.14
Estrato 3 1776.44 896.7 1054.99 1054.99 766.7 273.369 321.61 321.61 4240.28
Estrato 4 2089.93 1054.99 1054.99 1054.99 902 321.61 321.61 321.61 5137.32
Estrato 5 3134.9 1582 1582 1582 1353 482.415 482.415 482.415 8107.63
Estrato 6 3343.89 1688 1688 1688 1443.2 514.576 514.576 514.576 10790.26
Comercial 3134.9 1582 1582 1582 1353 482.415 482.415 482.415 ----
oficial 2089.93 1054.99 1054.99 1054.99 902 321.61 321.61 321.61 5137.32
Industrial 2716.91 1371 1371 1371 1172.6 418.093 418.093 418.093
---PEQUEÑOS
PRODUCTORES
17166.99
GRANDES
PRODUCTORES
45059.11
Fuente: Guataqui.gov.co, 2012
1.4.5 Capacidad de gestión
La parte operativa que comprende la planta que está a cargo de 3 operarios calificados que recibieron capacitación por parte del SENA y que están encargados de la parte operativa, mantenimiento y vigilancia de la planta.
La parte administrativa está a cargo de la encargada de la Oficina de servicios públicos de Guataquí LINA MARIA SANABRIA CORREDOR quien es la encargada de la planificación, ejecución, administración y evaluación de la Oficina de Servicios Públicos de Guataquí.
1.5 Aspectos de la fuente de abastecimiento
Fuente de abastecimiento. Para el suministro de agua potable para consumo humano por medio del acueducto al casco urbano del municipio de Guataquí la oficina municipal de servicios públicos, prestadora directa, se vale de una única fuente de abastecimiento que cuenta con las siguientes características:
❖ Nombre de la fuente: Rio grande de la Magdalena
Concesión de agua autorizada por la corporación autónoma regional
❖ Corporación encargada: Corporación autónoma regional de Cundinamarca CAR
❖ Nombre del prestador: oficina de servicios públicos de Guataquí
❖ Departamento donde se ubica la fuente: Cundinamarca
❖ Municipio donde se ubica la fuente hídrica: Guataquí
❖ Tipo de fuente hídrica: Río de Primer orden
❖ Caudal de la fuente en periodo seco: aproximadamente 7000 m3/s
❖ Caudal de la fuente en periodo de lluvias: aproximadamente 8000 m3/S
1.6
Proyección de la población
Para la proyección de la población del municipio se utilizarán diferentes métodos para tener así varios puntos de referencia que permitan acercarse a datos verídicos partiendo de la información obtenida en el DANE en el último censo y otra información pertinente brindada por la alcaldía. Debido a la discrepancia entre la información de población brindada por la alcaldía de Guataquí y la proyección del DANE se realizará la proyección al año actual y a 25 años a partir del mismo para todos los métodos:
Método aritmético
La ecuación para calcular la población proyectada es la siguiente:
𝑃𝑓 = Puc + 𝑃𝑢𝑐 + 𝑃𝑐𝑖
𝑇𝑢𝑐 − 𝑇𝑐𝑖∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑢𝑐)
Dónde:
Pf = población futura
Puc = población del último año censado Pci = Población del censo inicial
Tuc = año del último censo Tci = año censo inicial Tf = año de proyección
𝑃𝑓 = 1046 + 1046 − 868
2005 − 1938∗ (2017 − 2005) 𝑷𝒇 = 𝟏𝟎𝟕𝟕 𝐡𝐚𝐛𝐢𝐭𝐚𝐧𝐭𝐞𝐬 𝐩𝐚𝐫𝐚 𝐞𝐥 𝟐𝟎𝟏𝟕
𝑃𝑓 = 1046 + 1046 + 868
Método geométrico
La ecuación que se emplea es
𝐿𝑜𝑔 𝑃𝑓 = 𝐿𝑜𝑔 Puc + (Tf − Tuc)Log(1 + r)
Dónde: r = 𝑃𝑢𝑐
𝑃𝑐𝑖
^
(1/Tuc-Tci) -1 = 1046
868
^
(1/2005-1938)
-1= 0.002 * 100= 0.2%
𝐿𝑜𝑔 𝑃𝑓 = 𝐿𝑜𝑔 1046 + (2017 − 2005)Log(1 + 0.002)
𝐿𝑜𝑔 𝑃𝑓 = 3.02 => 103.02
𝑳𝒐𝒈𝟏𝟎 𝑷𝒇 = 𝟏𝟎𝟒𝟕 𝒉𝒂𝒃𝒊𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝟐𝟎𝟏𝟕
𝐿𝑜𝑔 𝑃𝑓 = 𝐿𝑜𝑔 1046 + (2042 − 2005)Log(1 + 0.002)
𝐿𝑜𝑔 𝑃𝑓 = 3.05 => 103.05
𝑳𝒐𝒈𝟏𝟎 𝑷𝒇 = 𝟏𝟏𝟐𝟐 𝒉𝒂𝒃𝒊𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝟐𝟎𝟒𝟐
Proyección por el índice de crecimiento poblacional
✓ población inicial: 1168 habitantes1
✓ índice de crecimiento poblacional (IC): 0.18% = 0.0018 [Guataquí.gov.co, 2012]
✓ población flotante estimada: 500 según la oficina de planeación
✓ población proyectada: población inicial * (IC +1) ^25 años (R.A.S ,2010)
✓ Población proyectada:1168 (0,0018+1) ^25= 1222 habitantes
✓ Población final: población proyectada + población flotante estimada (no significativa en un periodo de 25 años) promedio = 8
✓ Población final: 1222 +8 = 1230 habitantes
1 Población en la cabecera urbana del municipio de Guataquí, según la alcaldía
1.6.1 Asignación del nivel de complejidad
Según el RAS 2000, por número de habitantes el municipio se encuentra en un nivel de complejidad BAJO (menos de 2500 habitantes) y por ingresos corrientes se encuentra en una categoría SEXTA, es decir, nivel de complejidad BAJO, por ende, las respectivas asignaciones de complejidad serán así (véase tabla 3, 4, 5, 6 y 7):
Tabla 3 Asignación de nivel complejidad del sistema por número de habitantes.
Fuente: R.A.S 2010 título A
Tabla 4 Asignación del nivel de complejidad según ingresos corrientes (SMMLVA). Categoría Población habitantes Ingresos corrientes
SMMLVA
Nivel de complejidad
Especial >= 500.001 >400.001 Alto
Primera 100.001 – 500.000 100.001 – 400.000 Alto
Segunda 50.001 – 100.000 50.001 – 100.000 Medio alto
Tercera 30.001 – 50.000 30.001 – 50.000 Medio
Cuarta 20.001 – 30.000 25.001 – 30.000 Medio
Quinta 10.001 – 20.000 15.001 – 25.000 Bajo
Sexta <= 10.000 < 15.000 Bajo
Fuente: R.A.S 2010 título A
Tabla 5 Dotación mínima y máxima según nivel de complejidad del sistema.
Nivel complejidad Habitantes (población)
Bajo < 2500
Medio 2501 a 12500
Medio alto 12501 a 60000
Nivel de complejidad Dotación neta mínima
Fuente: R.A.S 2010 título A
Según el RAS 2000, la población proyectada, contara con una dotación neta mínima de 90 litros (L) /habitante (hab)/día y dotación neta máxima de100 L/hab/día; ya que el nivel de complejidad es Bajo.
Tabla 6 Asignación de factor clima según complejidad del sistema. Nivel de complejidad Clima Cálido
(>28°C)
Fuente: R.A.S 2010 título A
1.6.2 Calculo de dotación neta (R.A.S, 2010)
✓ Dotación máxima según nivel de complejidad (D.N.C): 100 l/hab/día
✓ %Clima: 15% =15/100= 0.15 (Temperatura promedio de Guataquí: 30-35 °C)
✓ Factor Clima: D.N.C * % Clima
✓ Factor Clima: (100 l/hab/día)*(0.15%)= 15 l/hab/día
1.6.3 Calculo de la demanda (R.A.S, 2010)
✓ Caudal medio diario (qmd.): población proyectada * dotación bruta / 86400
✓ qmd: 1097 hab*115 l/hab/día / 86400 = 1.4 l/seg
✓ Caudal máximo diario (QMD): Qmd*k1(coeficiente consumo máximo diario según nivel de complejidad )
✓ QMD: 1.4 l/seg * 1,30 (nivel de complejidad bajo) = 1.8 l/seg
✓ Consumo máximo horario (QMH): Qmd* k2( coeficiente máximo consumo horario)
✓ QMH: 1.8 l/seg*1,60 ( nivel de complejidad bajo) = 2.88 l/s
✓ Caudal Demandado: (1097 hab)*(115 l/hab/día)=126155 l/día = 126 M^3/día
Tabla 7 Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas.
Nivel de complejidad Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas para el cálculo de la dotación bruta (%P)
Bajo 40%
Medio 30%
Medio alto 25%
Alto 20%
Fuente: R.A.S 2010 título A
Según el nivel de complejidad bajo tiene un porcentaje máximo admisible (%P) de 40% de pérdidas técnicas.
1.6.4 Porcentaje de pérdidas
✓ Porcentaje de pérdidas técnicas: 40%/100= 0,40
✓ Caudal demandado: (126155 l/día)*(0.40) = 50462 l/día
✓ Caudal demandado: (176617/día) + 50462 =176617 l/día
CAPITULO 2. ANALISIS DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DIAGNOSTICO OPERATIVO
2.1 Bocatoma
Tipo de captación: el acueducto cuenta con una bocatoma lateral con bombeo de tipo muelle flotador ubicada lateralmente respecto al flujo del rio, está compuesto por una barcaza metálica con barriles de plástico y dos bombas sumergibles que operan simultáneamente (véase
Ilustración 1).
❖ Capacidad en litros por segundo: la bocatoma tiene una capacidad de 25 l/S
❖ Caudal actual captado: el caudal actual captado es de aproximadamente 15 l/s
❖ Operación y mantenimiento realizado: una vez al mes un operario remueve sólidos y material adherido a la bocatoma y cada 8 meses se hace mantenimiento de las bombas
❖ Estado de la estación de bombeo de la bocatoma: el estado actual de la bocatoma es funcional, trabaja perfectamente durante el tiempo de bombeo que realiza al desarenador
2.2 Conducción de agua cruda y aducción
desde que se puso por primera vez en funcionamiento y se le han hecho algunos cambios, arreglos y mantenimientos a lo largo de este tiempo.
Ilustración 1 Bocatoma PTAP Guataqui
Fuente: Autores
2.3 Accesorios en la línea de aducción
A lo largo de la línea de aducción y el desarenador se encuentran instaladas:
❖ Primeramente, se encuentra instalada una válvula que permite o impide el paso del líquido justo en la línea sobre el rio en el muelle de captación (véase Ilustración 2).
Ilustración 2 Válvula de flujo en el muelle de captación
Fuente: autores
Ilustración 3purga de lodos desarenador.
Fuente: autores
Ilustración 4 Purga del desarenador
Fuente: autores
2.4 Desarenador
El municipio de Guataqui cuenta con un desarenador rectangular de flujo horizontal sin deflectores construido en concreto, dividido en dos módulos a diferentes alturas para generar un sobresalto hidráulico, este cuenta con cámara de alivio o excesos, y dos purgas de lodos ubicadas en el módulo 2 (véase ilustración 5), esta estructura tiene las siguientes dimensiones:
Ilustración 5 Desarenador PTAP Guataquí.
Fuente: Autores
Módulo 1
Módulo 2
Mediante un sobre salto hidráulico (ilustración 6) el líquido cae al módulo 2 que tiene un ancho útil de 1.70 m, con un alto de 1.40 m y un largo total de 5.30 m de los cuales 2.40 m son de superficie cubierta con escotilla, esta cuenta con una caja de excesos; los restantes 2.9 m son de superficie abierta y cuenta con una purga de lodos, este módulo tiene una pendiente de 6.5%. (Véase figura 5). Por tanto, su volumen seria de 12.6 metros cúbicos.
Cámara de aquietamiento y alivio
Figura 5 esquema desarenador PTAP.
Fuente: autores
Ilustración 6 Resalto hidráulico desarenador.
2.4.1Análisis de capacidad
Tiempo de retención Hidráulica (T.R.H): T.R.H:
𝑇. 𝑅. 𝐻 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑉) 𝑚 3
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 (𝑄) 𝑚3/𝑠𝑒𝑔
𝑇. 𝑅. 𝐻 = 32 𝑚 3
0.015 𝑚3/𝑠𝑒𝑔= 2133 𝑠𝑒𝑔 = 0.59 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ≈ 1ℎ𝑜𝑟𝑎
✓ Volumen total : 19.2 m3+12.7 m3=32.4 m3
✓ Caudal: 15 l/seg : 0.015m3 /Seg
El T.R.H es de una hora, por lo que se infiere que está dentro de lo recomendado que son de 1 a 4 horas
Área superficial
𝐴𝑠 =𝑉 𝐻
Dónde :
V: volumen del modulo
H: altura útil de sedimentación (se toma como 0.75 según R.A.S 2000 en el rango 0.75-1.5 m)
Módulo 1
𝐴𝑠 =19.2 𝑚 3
0.75 𝑚 = 25.6 𝑚 2
Módulo 2
𝐴𝑠 =12. 7 𝑚 3
0.75 𝑚 = 16. .8 𝑚 2
Velocidad critica de sedimentación, Carga hidráulica
La carga hidráulica con la que trabaja el desarenador en cada uno de sus módulos se encuentra dentro de recomendado que es de 15 a 80 m3/m2*d
Velocidad de sedimentación
Para el análisis de esta variable utilizaremos la ecuación de Hazen y Stokes
𝑉𝑠 = 𝑔
𝜌𝑠= peso específico de la partícula (arena media)
𝜌= peso específico del agua
La velocidad critica de sedimentación en cada uno de los módulos es menor que la velocidad de sedimentación por lo que se realiza la remoción de partículas de 0.25 mm.
Tiempo de remoción
𝑇𝑜 = 𝐻 𝑉𝑜
Dónde:
H: altura útil
Vo: velocidad critica de sedimentación
Módulo 1 𝑇𝑜 = 1.80 𝑚
0.000585 𝑚/𝑠 = 3076 𝑠 = 51 𝑚𝑖𝑛
Módulo 2 𝑇𝑜 = 1.40 𝑚
0.000892 𝑚/𝑠 = 1569 𝑠 = 26 𝑚𝑖𝑛
Tiempo de sedimentación
Módulo 1
𝒕 = H 𝑉𝑠
𝒕 = 180 cm
267 cm . s = 0.67 s Módulo 2
𝒕 = 140 cm
267 cm /s= 0.52 𝑠
Velocidad Horizontal
Dónde:
Q: caudal
W1: B (1.70 m)*H (1.80) W2: B (1.70)*H (1.40)
𝐌𝐨𝐝𝐮𝐥𝐨 𝟏 𝐕𝐡:0.015 m 3/𝑠
3.06 𝑚2 = 0.00493 𝑚/𝑠 = 4 𝑐𝑚/𝑠
𝐌𝐨𝐝𝐮𝐥𝐨 𝟐 𝐕𝐡:0.015 m 3/𝑠
2.38 𝑚2 = 0.0063 𝑚/𝑠 = 6 𝑚/𝑠
Mantenimiento: para un óptimo funcionamiento se le realiza limpieza de lodos y general cada mes y está en espera de la impermeabilización de las fisuras que presenta.
Diagnostico
Es claro que por la naturaleza del agua debido a daños y desperfectos en los accesorios y componentes en la línea de aducción hay posibilidad de que existan perdidas en el proceso, en este orden de ideas en la aducción de agua cruda de la bocatoma del acueducto de Guataqui se presentan perdidas comprendidas entre rangos de 8 a 10 litros debido a:
1. El deficiente estado del desarenador que presenta fisuras en su estructura y por tanto hay fugas de agua en el proceso de retirar las arenas provenientes del rio, como se evidencia en la ilustración 7.
Ilustración 7 Fisuras y fugas en el desarenador.
Fuente: autores
2.4.2 Diagnostico Estación de bombeo
Para que el líquido captado llegue hasta la cota donde está ubicada la planta de agua potable el municipio cuenta con una estación de bombeo que tiene dos bombas SIEMENS, una con 30 Horse power (HP) (color verde) y la otra con 28 HP (color naranja) no obstante esta segunda no está en funcionamiento debido a que esta averiada por tanto toda la carga de bombeo es puesta sobre una sola bomba que constantemente debe ser reparada (ver ilustración 8).
Ilustración 8 Estación de bombeo
2.5 Plantas de potabilización del municipio
Ilustración 9 planta de agua potable
Fuente: autores
❖ Número de plantas operando: en el municipio de Guataquí se encuentran 3 plantas funcionando, 2 de estas de tipo compactas, ubicadas en la zona urbana y la vereda el Porvenir, luego la última construida de tipo convencional ubicada en la vereda de Apauta que además abastece veredas de Jerusalén y Nariño.
❖ Años de construcción: la planta de la cabecera urbana tiene 30 años, la del porvenir 20 años y la de Apauta 4 años.
❖ Años de funcionamiento: las tres plantas llevan funcionando el tiempo que llevan construidas.
2.6 Planta del casco urbano de Guataquí
unidad prefabricada el proceso de potabilización, en este caso es de forma cilíndrica concéntrica con volumen aproximado de 78 m3 (véase ilustración 10 y figura 6); ubicada aproximadamente a 500 metros sobre el nivel de la cabecera urbana para realizar la distribución por efecto de la gravedad y cuenta con las siguientes dimensiones externas:
- Alto: 5.10 m
- Diámetro: 4.50 m
Volumen de agua tratada: En promedio la PTAP de Guataqui trata 1.296 m3 día, con un caudal promedio de 14- 15 l/s que no cuenta con variaciones significativas debido al bajo turismo del municipio, la única variación significativa en la demanda se da en agosto en las ferias y fiestas en la cual el caudal llega hasta 18 l/s.
Pérdidas de agua en el tratamiento: debido a la mala intervención de los filtros en años pasados y la mala manipulación de algunos de los operarios en ocasiones se da un rebosamiento por encima del nivel de la planta por lo que se debe además aliviar el exceso por medio de una válvula de purga, perdiéndose en promedio al día 55 litros.
- Eficiencia: como se describió anteriormente debido a la intervención de los filtros, la planta tiene actualmente una eficiencia del 70% con tendencia a la baja de esta misma.
Tabla 8 ventajas y desventajas PTC.
PLANTA DE TRATAMIENTO COMPACTA (PTC)
Ventajas Desventajas
-Pueden operar de manera automática para
minimizar las horas hombre de dedicación al
control del sistema de tratamiento.
- Son compactas, ocupan un mínimo de espacio
por lo que el terreno donde se instala no acarrea
grandes costos
-son de fácil transporte y ensamblado.
-Debido a su reducido tamaño y simplicidad
hace más fácil su limpieza y mantenimiento
- tiene un tiempo reducido de tratamiento
- no requiere grandes longitudes de tubería
Debido al poco caudal que maneja y el volumen
reducido no son aptas para poblaciones muy
grandes
-al incorporar todos los procesos en una sola
unidad reduce la posibilidad de eficiencia por
daño en todo el tratamiento.
- su naturaleza de único tanque de tratamiento
posibilita la contaminación del agua por fugaz o
agentes externos perdiéndose así todo el lote de
agua.
- existe la posibilidad de reboses por excesos en
el nivel del agua.
Fuente: autores
Ilustración 10 Vista superior PTAP Guataqui.
Figura 6 esquema PTAP Guataquí.
Fuente: Autores
2.7 Componentes de la planta y Diagnostico
La planta de tratamiento de agua potable de Guataquí cuenta con las siguientes unidades:
2.7.1 Unidad de dosificación.
Por medio de una bomba dosificadora Pulsafeeder (véase Ilustración 11) se dosifica el coagulante, el hidroxicloruro de aluminio (Aln(OH)mCl(3n-m).H2O), de manera volumétrica según se requiera basado en los parámetros de entrada y en el previo ensayo de tratabilidad, para determinar dicha dosificación, concentración y tiempo de administración; este se encuentra ubicado en el mismo cuarto junto con el reactivo y herramientas de mantenimiento.
aplicado al agua justo antes de la entrada al tanque de almacenamiento (ver ilustración 11) , este es utilizado solo en caso del fallo de la dosificación por cloro gaseoso.
Ilustración 11 Unidad de dosificación de hidroxicloruro de aluminio
Fuente: Autores
Ilustración 12 mezclador mecánico de cloro granular.
Diagnostico
La medición de la dosificación por test de jarras se hace de manera ocasional y no se lleva control sobre el dosificador para su ajuste según la calidad del agua, ni la cantidad de químico suministrado, además el dosificador presenta corrosión. Sin embargo, cuenta con un equipo UPS o sistema de alimentación ininterrumpida que almacena energía en caso de fallo eléctrico de la red. Respecto al mezclador mecánico de cloro este se encuentra en estado regular, presenta corrosión y la paleta del eje rotor esta desgastada.
2.7.2 Unidad de mezcla rápida (coagulación).
El proceso inicia en el área de coagulación, donde por medio de una turbulencia hidráulica producida en un vertedero triangular con contracción y la adición del hidroxicloruro de aluminio se desestabilizan las partículas coloidales y se produce la hidrolisis que dará paso a la formación del floc (véase Ilustración 13). A continuación, las medidas de dicho vertedero:
Ancho total: 23 cm Largo total: 47 cm Alto total: 30 cm
La estructura está divida por dos cámaras con láminas o contracción, la primera con una abertura en el lado izquierdo y la segunda en forma triangular con un ángulo de 60° como se puede apreciar en la ilustración 13 , se limpia cada mes y se le hace desinfección cada 6 meses.
Diagnostico
Ilustración 13 vertedero triangular, mezcla rápida PTAP Guataquí.
Fuente: autores
2.7.3 Unidad de mezcla lenta (floculación).
Luego de producida la coagulación el líquido pasa al tanque de tratamiento principal a una sección de forma trapecio circular donde por medio del control de la velocidad y el flujo de este mismo se aglomeran las partículas adquiriendo peso haciéndolas fácilmente sedimentables (véase Ilustración 14), esta sección del tanque cuenta con las siguientes medidas:
- altura (H): 5.1 metros - ancho (B): 1.50 metros
- Área de trapecio circular (Atc): 4.7 m2
Su limpieza se hace cada mes por medio de una manguera a con agua a presión y una escoba para eliminar material colmatado y adherido a las paredes.
2.7.4.1 Calculo capacidad
Volumen
𝑉 = Atc ∗ H
Tiempo de retención hidráulica:
𝑻𝑹𝑯 =𝑉 𝑄
𝑻𝑹𝑯 = 23.97 𝑚 3
0.010 𝑚3/𝑠 = 2397 𝑠 = 39.9 𝑚𝑖𝑛
Q= caudal de diseño del floculador.
39 min es un tiempo que está dentro del recomendado de 20 – 40 min
Velocidad del líquido
𝑽 =𝑄 𝐴
Dónde:
Q: caudal
A: Área de la cámara= 4.7 m2
𝑽 =0.010 𝑚 3/𝑠
4.7 𝑚2 = 0.0021 𝑚/𝑠 = 0.21 𝑐𝑚/𝑠
Ilustración 14 Unidad de floculación PTAP Guataquí.
Diagnostico
Esta unidad se encuentra en estado físico regular, presenta corrosión y colmatación leve en las paredes, funciona de manera normal y no tiene fisuras; los operarios no retiran periódicamente el material flotante, puesto que en las visitas se evidencio presencia de material vegetal, hojas que caen de los arboles cercanos y la evacuación de los lodos no se hace de manera adecuada.
2.7.5 Unidad de sedimentación.
Enseguida del proceso de floculación por medio de módulos en forma hexagonal contenidos en esta unidad en forma de trapecio circular y un flujo ascendente se produce la clarificación del agua debido a la sedimentación de las partículas de floc ya formadas por efecto de gravedad que al acumularse en el fondo del tanque se vuelve lodo (véase ilustración 15). Esta sección tiene un área y volumen mayor que el de floculación, así:
- altura (H): 5.1 metros - ancho (B): 1.50 metros
- Área de trapecio circular (Atc): 8.9 m2
La purga de sus lodos se hace de manera diaria y la limpieza se hace cada mes con el uso de una manguera a presión conectada a una bomba de 0.75 HP.
2.7.5.1 Calculo de capacidad
Volumen
𝑉 = Atc ∗ H
Carga superficial
𝑪𝒔 =𝑄 𝐴
Dónde:
Q: Caudal
A: Área de trapecio circular
𝑪𝒔 =0.015 𝑚 3/𝑠
8.97 𝑚2 = 0.00167 𝑚/𝑠 𝑪𝒔 = 0.00167 𝑚/𝑠 ∗ 86400 = 144 𝑚/𝑑𝑖𝑎
Velocidad Horizontal
𝑽𝒉:𝑄 𝑊
Dónde:
W: B (1.50 m)* H (5.1 m) =7.65 m2
𝑽𝒉:0.015 𝑚 3/𝑠
7.65 𝑚2 = 0.00196 𝑚/𝑠 = 0.196 𝑐𝑚/𝑠
Ilustración 15 Unidad de sedimentación PTAP Guataquí.
Diagnostico
La eficiencia de los módulos en forma de colmena es dudosa debido los resultados arrojados en los análisis de muestreo sobre turbiedad (ver anexo B) y lo dicho por la comunidad, además de la falta de mantenimiento evidenciada por la presencia de material sobrenadante en la lámina de agua como también la falta de tratamiento de los lodos resultantes que son vertidos sin realizarles una caracterización.
• La carga superficial está dentro de la recomendado (60 m/d y 400 m/d)
• La velocidad horizontal del flujo no es superior a 1 cm/s
• La relación largo ancho es de 1:4 por lo que está dentro de lo recomendado
• La relación entre largo y profundidad es de 2.5:1 que está por debajo de la mínima que es de 5:1
2.7.6 Unidad de filtros.
Después de que el agua se ha clarificado; por medio de una canaleta que recoge el agua superficial de la zona de sedimentación, pasa al filtro en la sección central del tanque que tiene forma cilíndrica. Está compuesto inicialmente por un espacio vacío (véase ilustración 16) de aproximadamente 1.70 m por donde cruzan una tuberías para realizar el retro lavado, luego descendiendo un lecho filtrante con diferente granulometría , es decir tamaño de la partícula y por ultimo un fondo falso de 70 cm de altura. Las alturas de las capas del lecho son de 45 cm cada una y están compuestas respectivamente por:
Dimensiones - Alto: 5.1 m
- Diámetro: 1.50 m
Su limpieza se hace por retro lavado ascendente por medio de una tubería de 6” en la zona central.
2.7.6.1 Calculo de capacidad
Volumen total
𝑽: 𝜋 ∗ 𝑟2∗ 𝐻
𝑽: 𝜋 ∗ 0.70 2 𝑚 ∗ 5.1 𝑚 = 7.8 𝑚^3
Área del filtro
𝑨𝒓𝒆𝒂: 𝜋 ∗ 𝑟2
𝑨𝒓𝒆𝒂: 𝜋 ∗ 0.70 𝑚2 = 1.53 𝑚2
r: radio del filtro
Tasa de filtración
𝑻𝒇: 𝑄
𝐴𝑟𝑒𝑎 ∗ 𝑛° 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜𝑠
𝑻𝒇:0.015 𝑚 3/𝑠
Ilustración 16 Unidad de filtros PTAP Guataquí.
Fuente: autores, Guataqui, gov, co.
Diagnostico
En las visitas realizadas y basados en la información brindada por los operarios, los análisis de los muestreos (ver anexo B) y la comunidad, en la última intervención realizada se hizo cambio del lecho filtrante y se dejó mal instalado entonces parte de este lecho, en específico la grava se filtró en la red de agua tratada y por tanto no se está haciendo desde entonces un correcto filtrado por lo que el parámetro de la turbiedad ha presentado niveles fuera de lo permitido. El agua utilizada para el retro lavado es vertida de nuevo al rio sin tratamiento de lodos.
• No se puede determinar exactamente el nivel de eficiencia por medición directa de turbiedad y color.
• En las visitas realizadas se evidencia presencia de vectores (abejas) que representan un riesgo para los operarios.
2.7.7 Desinfección.
gaseoso (CL2) con una dosis de 10 gm/ min por una bomba dosificadora al vacío Eco-Chlor
ECM-100, según se observó en la visita, que al entrar en contacto con el agua a presión impulsada por una bomba de 0.75 HP se convierte en Acido hipocloroso (HCLO) y es mezclado con el agua proveniente de la PTAP con el fin de erradicar organismos patógenos por la acción del cloro. (Véase Ilustración 17 y 18).
Diagnostico
En base a los resultados obtenidos a partir de muestreos físico-químicos (ver anexo B) y encuestas a la comunidad (ver anexo D, E) se detectó que la cantidad de cloro dosificado al agua excede lo permitido, por lo que se deduce que el clorador no está calibrado, necesita reparación o definitivamente un cambio por daño.
• Los cilindros no son asegurados a alguna estructura para evitar accidentes por caída.
• No todos los operarios están calificados para manejar el cloro gaseoso.
• No se cumple la recomendación de medir el cloro residual cada hora.
• La demanda y gasto de cloro no es determinada por los operarios.
Ilustración 17 Bomba, equipo dosificador y desinfección en la línea PTAP Guataquí.
Ilustración 18 Unidad de desinfección PTAP Guataquí.
Fuente: autores
2.7.8 Almacenamiento.
La PTAP cuenta con un tanque de almacenamiento construido en cemento, revestido de una pintura epoxica de clase superficial con una capacidad de almacenamiento de 114 m3 y una
tapa de acceso en hierro (véase Ilustración 19), este abastece a toda el área urbana. Sus dimensiones son las siguientes:
- Ancho: 4.87 m - Alto: 2.34 m
- Largo: 10 m
- Caudal de entrada: 12 l/s
2.7.8.1 Calculo de capacidad
Volumen tanque:
𝑽 = 𝐵 ∗ 𝐻 ∗ 𝐿
𝑽: 4.87 𝑚 ∗ 2.34 𝑚 ∗ 10 𝑚 = 114 𝑚3
Área superficial
𝑨𝒔:𝑉 𝐻
𝑨𝒔:114 𝑚 3
2.34 𝑚 = 48.71 𝑚 2
Tiempo de llenado y desocupado
𝑻:𝑉 𝑄
𝑻:114000𝑙
12𝑙/𝑠 = 9500 𝑠 = 2.6 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
Controles de nivel máximo y mínimo de operación: Los operadores se les designa desde la oficina de servicios públicos los turnos y horarios de lavado del tanque mensualmente (Ver anexo A), respecto al control de daños y fugas se tiene un libro donde se llevaba el registro de estos y periódicamente los operadores rinden cuentas sobre el funcionamiento y el estado de planta en la oficina para su pronta respuesta según sea el caso, sin embargo, desde hace un tiempo no se lleva este control.
Diagnostico
Principalmente es evidenciable el agrietamiento de las paredes, la falta de mantenimiento y el deterioro por el tiempo de servicio, como puede verse también en la tapa de acceso que esta oxidada y desprendida de los pernos que la aseguran, además de:
• La medición del caudal de salida no se hace debido a que el macro medidor está dañado
• La medición de parámetros a la salida del tanque no se realiza.
• El periodo de diseño según el nivel de complejidad del sistema bajo ha cumplido su vida útil estructural que es de 25 años.
• Se permite la entrada de luz natural en contravía de lo recomendado por el RAS.
• En las visitas realizadas se evidencia la presencia de sobrenadantes en la lámina de agua del tanque
Ilustración 19 Tanque de almacenamiento PTAP Guataquí.
Fuente: autores
2.8 Redes secundarias de conexión entre la planta de potabilización
Estado actual y longitud de redes: en base a la visita de campo y la información proporcionada por el operario las redes se encuentran en buen estado. Las redes tienen una longitud total de 10 a 12 m aproximadamente con un diámetro 6” y 1/2" pulgadas. Su limpieza rutinaria se hace cada mes y cada 6 meses se hace la desinfección.
Descripción de los accesorios y su estado: la planta cuenta con varias válvulas de purga para controlar tanto el flujo de líquido como la evacuación de lodos y regular en este caso los rebosamientos ocasionales en la planta compacta, todas están en buen estado y funcionales tal como se aprecia en la Ilustración 20
Ilustración 20 Accesorios PTAP Guataquí
Fuente: autores
