Documento sobre tratamiento de aguas para el abastecimiento

1. UNIVERSIDAD DE MANIZALES
Facultad de Ciencias Contables, Económicas y Administrativas
Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente
MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
Nelson Rodríguez Valencia
TRABAJO COLABORATIVO
Tema 1
TRATAMIENTO DE AGUAS PARA ABASTECIMIENTO
PRIMER MOMENTO INDIVIDUAL
JUAN CARLOS MATAMOROS MENDEZ
Bogotá
2015

2. Resumen
El establecimiento de Sistemas de tratamiento de aguas es importante para proteger la
salud pública y el medio ambiente. Por lo tanto, el presente documento revela los
diferentes métodos y técnicas utilizadas para el tratamiento del agua de uso y consumo
humano, igualmente trata el tema de la desinfección en función de la calidad del agua.
Inicia con una descripción de las aguas superficiales y subterráneas como fuentes de
abastecimiento, sus problemas de calidad y los tratamientos necesarios que de acuerdo al
contexto puede evitar muchas enfermedades infecciosas de carácter agudo que afectan a
la población.
Por lo tanto es importante evaluar el efecto o daño a la salud humana de los
contaminantes para rechazar la fuente de agua, particularmente para sistemas de
abastecimiento de comunidades pequeñas donde la elección de otra fuente de
abastecimiento y las oportunidades de tratamiento son limitadas.
Teniendo en cuenta lo anterior, es significativo el hecho de que el progreso hacia la meta
de los objetivos de desarrollo del milenio relativa al agua potable se mide sobre la base
del acceso a fuentes mejoradas de agua para beber, más aún si tenemos en cuenta que
no es posible efectuar una medición a escala mundial de la calidad del agua, razón por la
cual los gobiernos están adoptando medidas decisivas para asegurar que las fuentes
actuales de agua se mantengan libres de contaminación. Lo anterior implica la evaluación
de los tratamientos utilizados en Colombia y el correcto aprovechamiento de los mismos
en correlación con la normatividad vigente.
En este orden de ideas, es primordial conocer las técnicas de purificación del agua que
se han desarrollado a través de la historia. La desinfección del agua destinada a consumo
humano ha significado una reducción en el número de enfermedades transmitidas por el
agua, como son el cólera y/o el dengue.
En los países en vías de desarrollo normalmente no hay suficiente agua limpia
o sistemas de recolección y tratamiento de aguas residuales, razón por la cual gran parte
de la población de estos países muere o se enferma a causa de patógenos existentes en
el agua que consumen. El mayor impacto se genera en los grupos más vulnerables como
los niños, personas mayores o parte de la población con un sistema inmunológico débil.
Sin embargo en la actualidad, existen procedimientos que permiten que la gran mayoría
de los microorganismos patógenos se puedan eliminar mediante la aplicación de técnicas
de tratamiento del agua, como son las floculación-coagulación, sedimentación y filtración
que más adelante se detallarán ampliamente y que para garantizar la seguridad del agua
potable, se requieren sistemas de desinfección del agua que se aplican generalmente en
una etapa final del tratamiento del agua.
Introducción
Este trabajo busca analizar y comparar los diferentes sistemas de tratamiento de aguas
en Colombia, teniendo en cuenta la necesidad de que, además de una inversión
económica, el gobierno junto con la comunidad y las industrias, promuevan y obtengan
posibles soluciones a los impactos en la salud pública con el fin de disminuir la generación

3. de enfermedades gastrointestinales por contaminación microbiana y disminuir la
contaminación medioambiental.
Ahora bien, para dar más claridad a las diferentes técnicas para el tratamiento de aguas,
en los siguientes párrafos se realizará una breve descripción histórica para contextualizar
los avances relacionados con el tratamiento de aguas para el abastecimiento a nivel
nacional e internacional.
Desde el comienzo de la humanidad, el agua ha sido el recurso natural más utilizado por
el hombre. Haciendo un breve recuento histórico, en la época en que el hombre era
cazador y recolector el agua utilizada para beber era agua del río, posteriormente y a raíz
de los primeros asentamientos humanos, estos siempre se establecían cerca de lagos y
ríos y cuando estos no existían por las condiciones del paisaje, las personas
aprovechaban los recursos de agua subterráneos que se extraen mediante
la construcción de pozos.
Ahora bien, cuando la población humana comienza a crecer de manera extensiva, y no
existen suficientes recursos disponibles de agua, se necesita buscar
otras fuentes diferentes de agua, lo que dio origen hace aproximadamente 7000 años a
las primeras formas de almacenamiento y sistemas de transporte y distribución del
líquido. El transporte se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o
las rocas y más tarde se comenzarían a utilizar tubos huecos como por ejemplo en
Egipto que utilizan árboles huecos de palmera o en China y Japón que utilizaban troncos
de bambú. Más tarde, se comenzó a utilizar cerámica, y metal.
En la antigua Grecia el agua de escorrentía, agua de pozos y agua de lluvia almacenada y
distribuida mediante la construcción de una red de distribución, una vez utilizada se
retiraba mediante sistemas de aguas residuales, asimismo los griegos fueron de los
primeros en tener interés en la calidad del agua ya que construyeron pequeñas represas
de aireación para la purificación del agua.
Sin embargo fueron los Romanos los que realizaron las construcciones de redes de
distribución de agua más impresionantes que han existido a lo largo de la historia. Ellos
utilizaban recursos de agua subterránea, ríos y agua de escorrentía para su
aprovisionamiento, adicionalmente construyeron presas para el almacenamiento y
retención artificial del agua. Igualmente aprovechaban el tratamiento por aireación
como método de purificación.
Luego, durante la edad media se revelaron gran cantidad de problemas de higiene en el
agua y los sistemas de distribución a base de plomo, adicional al hecho de que los
residuos y excrementos se vertían directamente a las aguas la gente entraba en contacto
con ellas por lo cual enfermaba y moría.
Después de muchos años se vieron los primeros sistemas para el suministro de agua
potable de los cuales a continuación se detallan algunos de los más importantes:
 El primer sistema de suministro de agua potable a una ciudad completa fue
construido en Paisley, Escocia, alrededor del año 1804 por John Gibb. Tres años
después se comenzó a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow.

4.  En 1806 en Paris empieza a funcionar la mayor planta de tratamiento de agua. El
proceso consistía en la sedimentación del agua durante 12 horas antes de su
filtración, proceso que se realizaba con la ayuda de arena y carbón.
 En 1827 el ingles James Simplón construye un filtro de arena para la purificación
del agua potable, el cual hoy en día todavía se considera el primer sistema de
filtración efectivo utilizado con fines de salubridad pública.
 Durante la segunda mitad de este siglo XX los científicos alcanzaron grandes
conocimientos sobre las fuentes y efectos de los contaminantes del agua potable
debido a que en 1855 se probó que el cólera era una enfermedad de transmisión
hídrica al relacionarse con un brote surgido en Londres a consecuencia de la
contaminación de un pozo público por aguas residuales.
 En 1880 Pasteur explicó como organismos microscópicos podían transmitir
enfermedades a través del agua.
 Ya en el siglo XX se descubrió que la turbiedad del agua no era solo un problema
estético; las partículas en las fuentes del agua tales como la materia fecal, podría
servir de refugio a los patógenos.
 En 1908 se empleó el cloro por primera vez como un desinfectante primario del
agua potable de New Jersey. Otro desinfectante como el ozono, también empezó
a emplearse por estas fechas en Europa.
 La primera planta de tratamiento de aguas residuales en Colombia (Vitelma), fue
construida en 1.933 en Bogotá
 En 1972 un estudio encontró 36 sustancias químicas en el agua tratada en
Louisiana (U.S) que fue tomada del río Missisipi. Como consecuencia de estas
nuevas y mayores contaminaciones, hubo necesidad de aplicar nuevas
legislaciones y requerimientos técnicos para salvaguardar la salud de los
consumidores. Posteriores avances en la desinfección han puesto a punto nuevas
técnicas y sustancias en el proceso de desinfección del agua como son
principalmente el empleo de ozono, dióxido de cloro, cloraminas y radiación
ultravioleta.
 En la década de los noventa los avances en el tratamiento del agua se ven
reflejadas en las mejoras alcanzadas en el desarrollo de membranas para osmosis
inversa y otras técnicas como la ozonización y otras relativas a la eliminación de
los cada vez mayor número y cantidad de contaminantes encontrados en el agua
potable.
El resultado de todo este proceso es que hoy en día, en las estaciones de tratamiento de
agua potable (ETAP) se realizan los procesos necesarios para que el agua natural
procedente de los embalses y otras captaciones de este líquido se transforme en agua
apta para el consumo humano.
Ahora bien, para un análisis claro del proceso es importante tener en cuenta ciertos
conceptos clave como lo son: estación de tratamiento de agua, es un conjunto de obras,
instalaciones y procesos para tratar las aguas. Adicionalmente existen las plantas piloto
que no es más que una planta de tratamiento a escala de laboratorio o técnica, que sirve
para el estudio de la tratabilidad de un líquido o la determinación de las constantes
cinéticas y los parámetros de diseño del proceso; el proceso biológico que es un proceso
en el cual las bacterias y otros microorganismos asimilan la materia orgánica del desecho,
para estabilizar los contaminantes e incrementar la población de microorganismos (lodos
activados, filtros percoladores, digestión, etc.).

5. Objetivos
Objetivos generales
Establecer y Conocer más a fondo cuales son los procesos y técnicas por los cuales se
potabiliza el agua para el consumo humano..
Objetivos específicos
 Determinar los tipos de procesos, técnicas y tecnologías para el tratamiento de
agua para el consumo
 Conocer el sistema de abastecimiento de agua para la ciudad de Bogotá.
Marco Teórico y Discusión
El desarrollo de la sociedad reclama cada vez más agua, pero no solo a veces escasea el
agua sino que su calidad en los puntos donde se encuentra y capta, desgraciadamente se
ha ido deteriorando día a día con el propio desarrollo, esto obliga a un tratamiento cada
vez más amplio y complejo técnicamente.
La eliminación de materias en suspensión y en disolución que deterioran las
características físico-químicas y organolépticas así como la eliminación de de bacterias y
otros microorganismos que pueden alterar gravemente nuestra salud son los objetivos
perseguidos y conseguidos en la estaciones de tratamiento a lo largo de todo un proceso
que al final busca suministrar un agua transparente y de una calidad sanitaria garantizada.
El tratamiento del agua es el proceso de naturaleza físico-química y biológica, mediante el
cual se eliminan una serie de sustancias y microorganismos que implican un alto riesgo
para el consumo. Todo sistema de abastecimiento de aguas que no esté provisto de
medios de potabilización, no merece el calificativo sanitario para el abastecimiento de
aguas. En la potabilización del agua se debe recurrir a métodos adecuados para
garantizar la calidad del agua a tratar. En este orden de ideas es importante indicar que
dichos procesos se llevan a cabo el conjunto de procesos de tratamiento de potabilización
son las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) y que generalmente se
encuentran situadas antes de la red de distribución y/o depósito de agua..
Antes de comenzar con los temas de discusión referentes al tema en desarrollo, es
primordial establecer algunos conceptos relevantes en el tratamiento de aguas para el
abastecimiento en Colombia según lo establecido en el decreto 1575 y la resolución 2115
de 2007, así entonces:
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL AGUA: Son los procedimientos de laboratorio que se
efectúan a una muestra de agua para consumo humano para evaluar la presencia o
ausencia, tipo y cantidad de microorganismos.
ANÁLISIS BÁSICOS: Es el procedimiento que se efectúa para determinar turbiedad, color
aparente, pH, cloro residual libre o residual de desinfectante usado, coliformes totales y
Escherichia coli.

6. ANÁLISIS COMPLEMENTARIOS: Es el procedimiento que se efectúa para las
determinaciones físicas, químicas y microbiológicas no contempladas en el análisis
básico, que se enuncian en la presente Resolución y todas aquellas que se identifiquen
en el mapa de riesgo.
ANÁLISIS FÍSICO Y QUÍMICO DEL AGUA: Son aquellos procedimientos de laboratorio
que se efectúan a una muestra de agua para evaluar sus características físicas, químicas
o ambas.
CARACTERÍSTICA: Término usado para identificar elementos, compuestos, sustancias y
microorganismos presentes en el agua para consumo humano.
CLORO RESIDUAL LIBRE: Es aquella porción que queda en el agua después de un
período de contacto definido, que reacciona química y biológicamente como ácido
hipocloroso o como ión hipoclorito.
COLIFORMES: Bacterias Gram Negativas en forma bacilar que fermentan la lactosa a
temperatura de 35 a 37ºC, produciendo ácido y gas (CO2 ) en un plazo de 24 a 48 horas.
Se clasifican como aerobias o anaerobias facultativas, son oxidasa negativa, no forman
esporas y presentan actividad enzimática de la _ galactosidasa. Es un indicador de
contaminación microbiológica del agua para consumo humano.
COLOR APARENTE: Es el color que presenta el agua en el momento de su recolección
sin haber pasado por un filtro de 0.45 micras.
DOSIS LETAL MEDIA - DL50: Estimación estadística de la dosis mínima necesaria para
matar el 50% de una población de animales de laboratorio bajo condiciones controladas.
Se expresa en miligramos de tóxico por kilogramo de peso del animal.
ESCHERICHIA COLI - E-coli: Bacilo aerobio Gram Negativo no esporulado que se
caracteriza por tener enzimas específicas como la _ galactosidasa y _ glucoronidasa. Es
el indicador microbiológico preciso de contaminación fecal en el agua para consumo
humano.
POBLACIÓN SERVIDA O ATENDIDA: Es el número de personas abastecidas por un
sistema de suministro de agua.
PREVALENCIA DE SUSTANCIAS QUÍMICAS: Son las sustancias químicas presentes en
el agua para consumo humano, que permanecen en forma periódica o continua.
SUSTRATO DEFINIDO ENZIMÁTICO: Prueba que contiene sustratos hidrolizables para
la detección de las enzimas ß D galactosidasa de los coliformes y de las enzimas ß D
galactosidasa y ß glucoronidasa de la E. Coli. El nutriente indicador permite que los
microorganismos objeto de la prueba, una vez incubados en un medio reactivo, produzcan
color o fluorescencia, indicando y confirmando la presencia del microorganismo objeto de
investigación.
TIEMPO DE CONTACTO PARA EL DESINFECTANTE: Es el tiempo requerido desde la
aplicación del desinfectante al agua hasta la formación como producto del residual del
desinfectante, de forma que esa concentración permita la inactivación o destrucción de los
microorganismos presentes en el agua.

7. TRATAMIENTO O POTABILIZACIÓN: Es el conjunto de operaciones y procesos que se
realizan sobre el agua cruda, con el fin de modificar sus características físicas, químicas y
microbiológicas, para hacerla apta para el consumo humano.
VALOR ACEPTABLE: Es el establecido para la concentración de un componente o
sustancia, que garantiza que el agua para consumo humano no representa riesgos
conocidos a la salud.
Entrando así en materia, los contaminantes se pueden describir como sustancias que
vuelven al agua no apta para el consumo, algunos de estos se pueden identificar
fácilmente mediante la evaluación del sabor, del olor y de la turbidez del agua. Sin
embargo, la mayoría no se puede detectar fácilmente por lo cual es necesario realizar
pruebas para determinar si el agua está contaminada o no. Si no se verifica, los
contaminantes pueden causar una amplia gama de enfermedades vinculadas con el agua
que ocasionan fuertes daños en la salud de los seres humanos.
Los contaminantes ocurren de manera natural y artificial (producidos por la mano del
hombre). Entre los contaminantes naturales más comunes se encuentran los organismos
que incluyen patógenos como bacterias, virus y parásitos tales como protozoos
microscópicos y gusanos, adicionalmente, estos organismos se pueden propagar por
medio desechos sólidos humanos y animales. Los contaminantes artificiales son los
resultantes de productos fabricados por la mano del hombre para uso industrial y agrícola,
incluidos los metales pesados como plomo y mercurio, además de sustancias y
compuestos químicos peligrosos como insecticidas y fertilizantes.
Sin embargo existen elementos que se encuentran de forma natural y también pueden
contaminar el agua, algunos elementos con toxinas altamente venenosas como
metal arsénico que pueden ocurrir naturalmente a niveles inaceptables, por lo tanto el
agua contaminada deberá ser tratada antes de que se pueda usar para el consumo
humano. Ahora bien, antes se indico que el tratamiento de agua puede ocurrir en una
instalación centralizada de tratamiento de agua, no obstante este proceso también se
puede dar directamente en el punto de uso; no obstante e independientemente de donde
se realice el tratamiento, se debe utilizar por lo menos una de las diversas tecnologías
para purificar el agua, siendo así el asunto las tecnologías de tratamiento, se seleccionan
y aplican de acuerdo a diversos factores que son determinantes, entre los que se
encuentran la fuente del agua, el tipo de contaminante, y los costos que genera dicho
tratamiento, lo que no significa que para el tratamiento sea el más eficaz, preferiblemente
se debe utilizar una combinación de tecnologías para asegurar que el agua esté
completamente descontaminada.
De esta forma y después de filtrar objetos grandes como peces y palos, se
añaden coagulantes químicos al agua para lograr que las diminutas partículas en
suspensión que enturbian el agua se atraigan entre sí para formar “flóculos”. La
floculación - la formación de flóculos de mayor tamaño a partir de flóculos más pequeños -
típicamente se logra por medio del agitado leve y constante del agua para estimular a las
partículas y pequeños flóculos para que “choquen” entre sí, se adhieran, y formen un
floculo de mayor tamaño. Cuando los flóculos son lo suficientemente grandes y pesados
para sedimentarse, el agua se traslada a estanques calmos de sedimentación o
decantación. Cuando la mayoría de los sólidos se ha sedimentado, típicamente ocurre
alguna forma de filtración ya sea por medio de arena o de membranas. La desinfección es

8. usualmente el siguiente paso. Después de la desinfección, se pueden agregar diversos
productos químicos para ajustar el pH, para prevenir la corrosión del sistema de
distribución, o para prevenir la caries dental. El intercambio iónico o carbón activado se
puede usar durante algunas partes de este proceso a fin de eliminar
los contaminantes orgánicos o inorgánicos. Es importante indicar aquí, que las fuentes de
agua subterránea usualmente tienen una mayor calidad inicialmente y tienden a necesitar
menos tratamiento que las fuentes de agua superficiales.
Con el fin de profundizar aun más en el tema, a continuación se realiza una breve
descripción de algunas técnicas y/o procesos que en la actualidad realizan las plantas
convencionales de tratamiento de agua superficial y los cuales son más o menos estándar
en cada una de ellas.
1. Las prácticas de coagulación y floculación
Son tratamientos previos esenciales para muchos sistemas de purificación de agua. En el
proceso convencional de coagulación – floculación - sedimentación, se añade
un coagulante al agua fuente para crear una atracción entre las partículas en suspensión.
La mezcla se agita lentamente para inducir la agrupación de partículas entre sí para
formar “flóculos”. El agua se traslada entonces a un depósito tranquilo de sedimentación
para sedimentar los sólidos.Los sistemas de flotación de aire disuelto agregan también un
coagulante para flocular las partículas en suspensión; pero en vez de usar la
sedimentación, burbujas de aire presurizado las empujan hacia la superficie del agua
desde donde se pueden extraer.
Se ha desarrollado un sistema de floculación-cloración como tecnología de punto de uso,
especialmente para países en vías de desarrollo. Éste usa paquetes pequeños de
productos químicos y equipos sencillos como cubetas y un filtro de paño para purificar el
agua. Finalmente, el ablandamiento de cal es una tecnología utilizada por lo general para
“ablandar” el agua - es decir, eliminar las sales minerales de calcio y magnesio. En este
caso, el material que se decanta no es el sedimento en suspensión sino las sales
disueltas.

9. 2. Los sistemas de filtración
Estos tratan el agua pasándola a través de lechos de materiales granulares (p.ej., arena)
que retiran y retienen los contaminantes. Los sistemas de filtrado convencionales,
directos, lentos de arena y de tierra diatomácea hacen todos un buen trabajo al eliminar la
mayoría de protozoos, bacterias y virus (si se usa la coagulación). Usualmente, los filtros
de bolsa y cartucho no eliminan los virus y muy pocas bacterias.
3. La filtración convencional
Esta es una operación de varias etapas. Primero, se agrega un coagulante químico como
sales de hierro o de aluminio al agua fuente. Después, se agita la mezcla para inducir la
unión de las partículas pequeñas en suspensión para formar grumos más grandes o
“flóculos” más fáciles de retirar. Estas masas coaguladas, o “flóculos”, se dejan asentar
fuera del agua, para que se lleven consigo muchos contaminantes. Al terminar estos
procesos, el agua se pasa a través de filtros de manera que las partículas restantes se
adhieran por sí mismas al material de filtro.
4. La filtración directa
Esta técnica es similar a la filtración convencional, excepto que después de agregar el
coagulante, y después de agitar la mezcla, no hay una fase separada para la
sedimentación. En vez de ello, las partículas en suspensión son desestabilizadas por el
coagulante y así se adhieren con mayor facilidad al material de filtro cuando el agua se
filtra posteriormente.

10. 5. Los sistemas de filtración lenta en arena
En este proceso no se tienen fase de coagulación y, usualmente, tampoco tienen un paso
de sedimentación. Se induce el paso lento y descendente del agua a través de un lecho
de arena de dos a cuatro pies (0,6 a 1,2 metros) de profundidad. Una capa
biológicamente activa se forma a lo largo de la superficie superior del lecho de arena,
atrapando así partículas pequeñas y degradando algunos contaminantes orgánicos. No
así con la filtración biológica en arena (Biosand) que es un sistema de filtración en el
punto de uso equivalente a la filtración lenta en arena, pero su eficacia está mucho menos
establecida que esta última.
Fuente: Adaptación de la OMS
6. La filtración con tierra diatomácea
Este tipo de filtración se usa como material de filtro las conchas fosilizadas de diminutos
organismos marinos a través de los cuales se hace pasar el agua sin tratamiento. La tierra
filtra físicamente los contaminantes particulados del agua.
7. Los filtros de bolsa y cartucho
Estos filtros se utilizan ya que son sistemas sencillos y fáciles de usar, ya que utilizan una
bolsa tejida o un cartucho de filamento enrollado o un filtro fruncido para filtrar físicamente
los microbios y sedimento del agua fuente.

11. 8. Los filtros de cerámica
Estos se utilizan principalmente en aplicaciones de punto de uso. En los países en vías de
desarrollo, éstos se fabrican localmente, algunas veces en microempresas
autofinanciadas.
9. Los sistemas de membrana para el tratamiento de agua
Originalmente se usaron únicamente en proyectos de desalinización. Pero las mejoras en
la tecnología de membranas los han convertido en una opción cada vez más popular para
la eliminación de microorganismos, particulados y materiales orgánicos naturales que
afectan el sabor del agua y enturbian su claridad. Las membranas para el tratamiento del
agua son láminas delgadas de material que permiten separar los contaminantes según
sus características como el tamaño o la carga eléctrica. El agua pasa a través de una
membrana; pero dependiendo de su tamaño, las partículas de mayor tamaño, los
microorganismos y otros contaminantes quedan separados.
10. La microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y osmosis inversa
Al igual que con las membranas, la microfiltración utiliza el mayor tamaño de poro, y
puede eliminar arena, limos, arcillas, algas, bacterias, Giardia y Criptosporidium. La
ultrafiltración puede además eliminar virus, los sistemas de nanofiltración proporcionan
protección casi completa contra virus, eliminan la mayoría de contaminantes orgánicos, y
pueden reducir la dureza del agua y los sistemas de ósmosis inversa son membranas
densas que eliminan casi todos los contaminantes inorgánicos y casi todo excepto las
moléculas orgánicas de menor tamaño.
Las membranas, especialmente las de ósmosis inversa y la nanofiltración, pueden ser una
buena opción para sistemas de tratamiento de agua en menor escala que enfrentan una
amplia gama de contaminantes. Sin embargo, ellos producen a menudo mayores
volúmenes de aguas de desecho (o “concentrado”) que la mayoría de otros sistemas de
tratamiento (hasta el 15 por ciento del volumen total de agua tratada) y se pueden obstruir
con arcilla o con materiales orgánicos si el agua fuente rica en partículas no se filtra
primero.
11. La electrodiálisis
Este proceso combina la tecnología de membranas con la aplicación de corriente
eléctrica, para separar los contaminantes según su carga eléctrica. A diferencia de
otros procesos de membrana, el agua de manantial nunca pasa a través de las
membranas durante la electrodiálisis. Esta opción no se usa tanto en instalaciones de
tratamiento de agua de gran escala como algunas de las otras tecnologías descritas en
este documento. Por el contrario, se usa principalmente en aplicaciones médicas y de
laboratorio que necesitan agua ultrapura.

12. Fuente: Adaptación de la OMS
12. Los sistemas de desinfección
Los sistemas de desinfección se usan para combatir enfermedades propagadas en agua y
causadas por bacterias o virus. Esos procesos neutralizan los patógenos mediante el
tratamiento del agua de fuentes con aditivos químicos, o mediante la exposición a la luz
ultravioleta. Estos sistemas de tratamiento a menudo son de bajo costo y pueden
fácilmente reducir su capacidad para las instalaciones de tratamiento de bajo volumen.
Como parte de este sistema se utilizan los siguientes aditivos:
 Cloro libre, cloraminas y dióxido de cloro son algunos de los desinfectantes más
comunes. La cloración es la clase más popular (y más antigua) de aditivos
químicos. El cloro también es un oxidante, así que ayuda a eliminar el hierro, el
ácido sulfhídrico y otros minerales.
 El ozono, un gas incoloro, trata a los contaminantes orgánicos e inorgánicos casi
de la misma manera que la cloración pero es aún más eficaz contra las bacterias y
otros gérmenes. Los sistemas de ozono no son comunes en todo el mundo porque
requieren mucha infraestructura, y su implementación puede tener un alto costo.

13. Fuente: Adaptación de la OMS
 Por otra parte, la luz ultra violeta es, una parte invisible del espectro
electromagnético que mata bacterias y virus en el agua expuesta a sus rayos, y se
produce típicamente por medio de lámparas de mercurio. El proceso UV es de
costo económico y se usa con frecuencia en instalaciones de pequeña escala,
pero no es tan eficaz como otros desinfectantes en fuentes de suministro de agua
superficial que contienen muchas partículas en suspensión.

14. 13. Los sistemas de adsorción
Tratan el agua mediante la adición de una sustancia, como carbón activado o alúmina
(óxido de aluminio), a la fuente de suministro de agua. Los adsorbentes atraen a
los contaminantes mediante procesos químicos y físicos que causan que éstos se
‘adhieran’ a sus superficies para su eliminación posterior.
Por un gran margen, el adsorbente de uso más frecuente es el carbón activado — una
sustancia similar al carbón común pero sumamente porosa. El carbón activado en polvo a
menudo se usa cuando surgen problemas temporales de calidad; éste se puede agregar
sencillamente al agua y desecharlo con los fangos de desecho. El carbón granular
activado a menudo se distribuye en una bandeja a través de la cual se hace pasar o
precolar lentamente el agua fuente.
14. El tratamiento de alúmina activada
Este proceso se usa para atraer y eliminar contaminantes, como el arsénico y el fluoruro,
que tengan iones con carga negativa. Sin embargo, esta opción puede ser costosa y
quizá requiera el mantenimiento complicado del sistema. Además, el agua puede requerir
el ajuste de pH antes de la columna de adsorción, y con frecuencia surge el problema de
residuos de aluminio excesivos. Para la regeneración se requieren ácidos y bases.
15. El intercambio iónico
El intercambio iónico utiliza una resina que elimina los contaminantes
inorgánicos cargados como el arsénico, el cromo, el nitrato, el radio, el uranio y el exceso
de fluoruro intercambiándolos por inocuos iones cargados en su superficie. Funciona
mejor con agua sin partículas y se puede modificar su escala para adaptarlo a cualquier
tamaño de instalación de tratamiento. El intercambio iónico se usa con mayor frecuencia
para eliminar la dureza (resina catiónica) o nitrato (resina aniónica),en ambas instancias,
se puede regenerar con agua salada. El uso del intercambio iónico para eliminar

15. radionúclidos se complica por el hecho de que estos materiales se acumulan en la resina
y ocurren a niveles elevados en el regenerante, para complicar grandemente las
operaciones. Sin embargo, usualmente se prefiere el carbón activado para eliminar los
contaminantes orgánicos, mientras que el intercambio iónico a menudo es mejor para
eliminar las moléculas inorgánicas solubles.
16. Los sistemas de extracción con aire
Estos son los conocidos como sistemas de aireación, mezclan aire con un suministro de
agua y el objetivo es generar la máxima área de contacto aire-agua posible para que los
químicos orgánicos volátiles y los gases disueltos como el radón y el ácido sulfhídrico
pasen del agua al aire. Este proceso incluye los sistemas de torre de rectificación o de
lecho escurrido, los cuales utilizan un distribuidor para introducir agua de manera uniforme
a través de la parte superior de una torre equipada con lechos de plástico, cerámica u
objetos metálicos diseñados para aumentar al máximo el contacto aire-agua, de esta
forma el aire se empuja o se hala hacia arriba a través de la torre en dirección contraria a
la corriente del agua.
Asimismo, los sistemas de aireación en bandeja distribuyen los materiales aglomerantes
en bandejas verticales y escurren agua a través de ellos y los de aireación difusa fuerzan
aire comprimido a través de difusores en la parte inferior de un depósito. Si bien es cierto
son varias la ventajas de de esta técnica, los sistemas de extracción con aire tienden a
sufrir obstrucciones debido a las bacterias particuladas que producen corrosión
y precipitación de carbonato cálcico, lo que adicionalmente incrementa los costos del
tratamiento si es necesario tratar previamente el agua o si el aire del sistema debe ser
purificado antes de descargarlo hacia la atmósfera, por lo tanto se puede concluir que
ninguno de los sistemas de extracción con aire está diseñado para ser eficaz contra
microorganismos, todos requieren de una fuente de alimentación eléctrica fiable, excepto
los aireadores de bandeja, los cuales están diseñados para usar la convección natural del
aire y la fuerza de la gravedad, y por lo tanto, a menudo se pueden accionar sin energía
eléctrica.

16. 17. Tratamiento del agua por energía solar
Aprovecha los procesos naturales de limpieza que se encuentran en la naturaleza y los
mejoran para obtener resultados más eficientes. Las unidades compactas e incluso las
portátiles son de uso popular en los hogares. Éstas pueden ser una buena opción de
tratamiento en las naciones en vías de desarrollo con abundancia de días soleados
porque son de bajo costo y la inversión y la infraestructura son casi nulas, entre ellos
encontramos:
 La destilación por energía solar involucra colocar agua no purificada en un
recipiente, para evaporarla por medio de los rayos del sol, y después condensarla
en un recipiente separado. La mayoría de contaminantes como las sales, metales
pesados y microbios se quedan en el recipiente de agua no purificada, el cual
puede ser desechado periódicamente.
 La desinfección por radiación solar utiliza los rayos ultravioleta del sol para
eliminar los patógenos. Un envase de plástico o de vidrio conteniendo agua sin
tratar se coloca sobre un techo o sobre una superficie de hierro corrugado. Con el
tiempo y luz solar suficientes, la luz ultravioleta en combinación con las altas
temperaturas eliminará la mayoría de virus, bacterias y protozoos.

17. Para complementar lo expresado anteriormente, es importante establecer los
contaminantes más importantes del agua, las fuentes de donde provienen y la importancia
ambiental, los cuales se detallan a continuación:

18. Por otra parte es preciso indicar que en Colombia, de los 562 sistemas de tratamiento
existentes están a cargo de 415 prestadores de servicios públicos, 108 empresas
corresponden a grandes prestadores y el resto, 307, hace referencia a pequeños
prestadores. Los departamentos con mayor número de sistemas son Cundinamarca,
Antioquia y Boyacá y departamentos como Amazonas y Guaviare no reportan
infraestructura para el tratamiento de sus aguas.
Inventario de sistemas de tratamiento por departamento en Colombia
Teniendo en cuenta lo anterior es de vital importancia indicar que según la resolución 215
de 2007 en su capítulo II, artículo 2° indica “Características Físicas. El agua para
consumo humano no podrá sobrepasar los valores máximos aceptables para cada una de
las características físicas que se señalan a continuación:
Ahora bien, después de revisar la gráfica y la tabla anterior, en este punto es pertinente
establecer el marco normativo que regula los procesos de tratamiento de agua en el país
de las cuales se relaciona un breve resumen.
GTC 31 Gestión ambiental agua: Esta norma técnica colombiana describe el método para
detectar y determinar el efecto agudo en organismos, ante la presencia de sustancias
tóxicas o mezcla de ellas, contenidas en las aguas naturales o residuales y permite

19. obtener el límite o cantidad máxima que pueden soportar los organismos, conocida como
concentración letal media.
Aquí también se describen los métodos para saber el nivel de toxicidad y hasta qué punto
no va afectar a la flora y la fauna: evaluando la toxicidad de un vertimiento, determinando
los niveles de toxicidad de lixiviados Implementando sistemas de alarma en vertimientos e
identificando los procesos de bioacumulación o biomagnificación de sustancias tóxicas en
organismos acuáticos
Ley 9 de 1979: Esta ley para la protección del Medio Ambiente establece:
a) Las normas generales que servirán de base a las disposiciones y reglamentaciones
necesarias para preservar, restaurar u mejorar las condiciones necesarias en lo que se
relaciona a la salud humana.
b) Los procedimientos y las medidas que se deben adoptar para la regulación,
legalización y control de los descargos de residuos y materiales que afectan o pueden
afectar las condiciones sanitarias del Ambiente.
Para los efectos de aplicación de esta Ley se entenderán por condiciones sanitarias del
ambiente las necesarias para asegurar el bienestar y la salud humana. Las normas de
protección de la calidad de las aguas se aplicarán tanto a unas como a otras.
Del control sanitario de los usos del agua.
Para el control sanitario de los usos del agua se tendrán en cuenta las siguientes
opciones, sin que su enunciación indique orden de prioridad.
a) Consumo humano;
b) Doméstico;
c) Preservación de la flora y fauna;
d) Agrícola y pecuario;
e) Recreativo;
f) Industrial;
g) Transporte.
El Ministerio de Salud establecerá cuales usos que produzcan o puedan producir
contaminación de las aguas, requerirán su autorización previa a la concesión o permiso
que otorgue la autoridad competente para el uso del recurso.
El Ministerio de Salud queda facultado para establecer las características deseables y
admisibles que deben tener las aguas para efectos del control sanitario.
En la determinación de las características deseables y admisibles de las aguas deberá
tenerse en cuenta por lo menos, uno de los siguientes criterios:
a) La preservación de sus características naturales;
b) La conservación de ciertos límites acordes con las necesidades del consumo humano y
con el grado de desarrollo previsto en su área de influencia.
c) El mejoramiento de sus características hasta alcanzar las calidades para consumo
humano y las metas propuestas para un conveniente desarrollo en el área de influencia.

20. Todo usuario de las aguas deberá cumplir, además de las disposiciones que establece la
autoridad encargada de administrar los recursos naturales, las especiales que establece
el Ministerio de Salud.
Ley 99 de 1993: La política ambiental colombiana seguirá los siguientes principios
generales, entre otras disposiciones:
1. El proceso de desarrollo económico y social del país se orientará según los principios
universales y del desarrollo sostenible contenidos en la Declaración de Río de Janeiro de
junio de 1992 sobre Medio Ambiente y Desarrollo.
2. Las zonas de páramos, sub-páramos, los nacimientos de agua y las zonas de recarga
de acuíferos serán objeto de protección especial.
3. En la utilización de los recursos hídricos, el consumo humano tendrá prioridad sobre
cualquier otro uso.
4. El Estado fomentará la incorporación de los costos ambientales y el uso de
instrumentos económicos para la prevención, corrección y restauración del deterioro
ambiental y para la conservación de los recursos naturales renovables.
Ley 42 de 1993: El Control fiscal en su artículo 8: La vigilancia de la gestión fiscal del
Estado se fundamenta en la eficacia, la economía, la eficiencia, la equidad, y la valoración
de los costos ambientales
Ley 142 de 1994: Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos
domiciliarios de acueducto, alcantarillado, aseo, energía eléctrica, distribución de gas
combustible, telefonía pública básica conmutada y la telefonía local móvil en el sector
rural; a las actividades que realicen las personas prestadoras de servicios públicos.
El objeto es garantizar la calidad del bien objeto del servicio público y su disposición final
para asegurar el mejoramiento de la calidad de vida de los usuarios. Atención prioritaria
de las necesidades básicas insatisfechas en materia de agua potable y saneamiento
básico.
Resolución 1096 de 2000: Por la cual se adopta el reglamento técnico para el sector de
agua potable y saneamiento básico, RAS. Considera que corresponde al Ministerio de
Desarrollo Económico, formular la política de gobierno en materia social del país
relacionada con la competitividad, integración y desarrollo de los sectores productivos del
agua potable y saneamiento básico y expedir resoluciones, circulares y demás actos
administrativos de carácter general o particular necesarios para el cumplimiento de sus
funciones.
CONPES 3177 de 2002 - ACCIONES PRIORITARIAS Y LINEAMIENTOS PARA LA
FORMULACION DEL PLAN NACIONAL DE MANEJO DE AGUAS RESIDUALES: Este
documento somete a consideración del CONPES las acciones prioritarias y los
lineamientos para la formulación del Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales
(PMAR) con el fin de promover el mejoramiento de la calidad del recurso hídrico de la
Nación.
La política de agua potable y saneamiento básico establece la necesidad de formular un
Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales donde sea viable y sostenible económica,
social y ambientalmente. Para ello se requiere la articulación de instrumentos económicos
y financieros y recursos para la inversión en tratamiento de aguas residuales, teniendo en
cuenta la vulnerabilidad de las fuentes hídricas, así como la capacidad de pago de la

21. población, la sostenibilidad financiera e institucional de las empresas para la prestación de
los servicios de acueducto y alcantarillado y las metas de aumento de coberturas de
dichos servicios. En junio de 1999 se definió una agenda conjunta de trabajo entre los
Ministerios de Desarrollo Económico (MDE) y de Medio Ambiente (MMA), en la cual se
propusieron líneas de acción en materia de política, regulación, fortalecimiento
institucional y proyectos sectoriales. En el marco de esta Agenda, los Ministerios y el
Departamento Nacional de Planeación (DNP) han llevado a cabo diversas acciones,
llegando a acuerdos entre los que se destacan los siguientes: necesidad de articular los
instrumentos de las políticas sectoriales de agua potable y saneamiento básico y de
medio ambiente para la formulación del PMAR que promueva la descontaminación y
mejoramiento de la calidad de los cuerpos hídricos.
Decreto 3440 de 2004: ARTÍCULO 3º. Del cobro de la Tasa Retributiva. Las Autoridades
Ambientales Competentes cobrarán la tasa retributiva por los vertimientos puntuales
realizados a los cuerpos de agua en el área de su jurisdicción, de acuerdo a los Planes de
Ordenamiento del Recurso establecidos en el Decreto 1594 de 1984 o en aquellas
normas que lo modifiquen o sustituyan.
Si bien es cierto en el país se ha mejorado en cuanto al tratamiento de agua, las cifras del
Viceministerio de Agua y Saneamiento Básico no son nada alentadoras puesto que
señalan que sólo el 9% de las aguas de alcantarillado son tratadas. Por otra parte según
esta misma entidad, el país no cuenta con estadísticas confiables sobre el tema, pero se
calcula que existen unas 200 plantas de este tipo a nivel nacional. Teniendo en cuenta
que cada municipio requiere de por lo menos un sistema de estos, se concluye que se
necesitan construir unas 900 plantas.
En este orden de ideas se puede establecer que el número de plantas no suficiente, pues
como lo indican las estadísticas el país cuenta con una capacidad instalada para tratar el
32% de las aguas residuales, sin embargo solo se trata óptimamente solo entre 8% y un
10% del total del agua para consumo humano, lo que refleja falta de mantenimiento y
buen uso de la infraestructura que posee el país en la actualidad.
Para evidenciar esta realidad, por ejemplo, la planta Salitre que busca descontaminar el
río Bogotá tiene capacidad para tratar seis metros cúbicos de agua por segundo, pero en
el momento sólo trata cuatro metros cúbicos.
En cuanto a los costos, los estudios han señalado que por persona se debería
desembolsar unos $400 mil pesos. Sin embargo y dependiendo del tipo de construcción y
de la cobertura de alcantarillado, se necesitarían entre US$180 y US$280 por habitante,
es decir, alrededor de $440 mil por persona para darle solución integral a un municipio,
tanto en alcantarillado como en tratamiento de aguas.
Ahora bien, en los últimos análisis realizados por el Banco Mundial indican que por
habitante la inversión sería de US$150 (unos $310 mil), y que para este fin, el Estado
cuenta con recursos por $1,2 billones que se extraen de un presupuesto de $8,2 billones
destinados para las necesidades en acueducto, alcantarillado y aseo. La idea es llegar a
una cobertura del 50% en el tema de las aguas residuales, según los objetivos de
desarrollo del milenio en 2015.
Adicionalmente es importante que el país tenga en cuenta que existen prioridades en el
tema de servicios públicos, y que el principal objetivo es dotar a los colombianos de

22. acueducto, en segundo lugar está el alcantarillado, y en tercero el tratamiento de las
aguas residuales, luego está el asunto tarifario, pues es trascendente debatir si los
colombianos están dispuestos a cancelar en su factura los costos del tratamiento de las
aguas abastecidas.
En este punto es importante indicar que hasta ahora Medellín es la única ciudad que ha
logrado avances importantes en este tema, pero con cargo a la factura de los usuarios, lo
anterior teniendo en cuenta que el tratamiento de aguas es un tema costoso; sin embargo
estas falencias se constituyen en una buena oportunidad para el desarrollo de obras de
infraestructura en gran parte del país.
Conclusiones
 La selección de los procesos de tratamiento para atender las exigencias de
carácter microbiológico y fisicoquímico sólo pueden efectuare después de un
estudio cuidadoso y detallado de la fuente y la cuenca hidrográfica, que incluya la
caracterización del agua e identificación de fuentes potenciales de contaminación.
 Las tecnologías de tratamiento del país deben hacer cumplir los requerimientos
técnicos normativos y económicos acordes a la capacidad de la comunidad y al
nivel de apoyo de instituciones gubernamentales responsables del agua y la salud.
 La s preocupaciones a raíz del deterioro y el mal uso de la infraestructura para el
tratamiento de aguas para ale consumo humano y los altos costos en la oferta
para el abastecimiento del líquido deberían constituir el interés del Estado por
desarrollar nuevas técnicas de análisis y control para evaluar y medir el
desempeño de los prestadores de este servicio.
 Es importante indicar que hay varios factores que afecta la eficacia técnica en las
entidades prestadoras del servicio, entre las que se encuentran: la escala de la
operación, la procedencia del agua a tratar, la densidad de la población, las
normativas legales y financiera sobre la calidad en el tratamiento de las aguas y la
demanda residencial y no residencial del servicio.
 Es necesario y urgente buscar y normalizar medidas complementarias que
contribuyan a la recuperación y regulación de los impactos sobre los recursos
naturales.
 Sería preferible centralizar las políticas ambientales y de servicios públicos
teniendo en cuenta que el agotamiento de los recursos de agua es un problema de
muchas de las cuencas hidrográficas del país y puede afectar significativamente a
las generaciones futuras.

23. Bibliografía
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+Floculaci%C3%B3n.+M.I.+Aguilar.+Universidad+de+Murcia.+Espa%C3%B1a.+2
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20Espa%C3%B1a.%202002.&f=false
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