Las aguas superficiales están expuestas a una amplia gama de factores que pueden alterar su calidad física, química y biológica y ocasionar cambios simples y complejos y con diferentes niveles de afectación. Estos sucesos o eventos se pueden generar de manera natural o en actividades antropogénicas, como el uso doméstico del agua y la consiguiente producción de aguas residuales, de la industria, minería y agricultura, entre otros. El concepto “agua tratada” abarca tres dimensiones de la seguridad del agua: calidad, proximidad y cantidad, es por eso que el compromiso de suministrar un adecuado servicio de agua a la comunidad es prioritario, pues las enfermedades provocadas por el consumo de agua contaminada incrementan los casos de consulta externa y hospitalización a nivel mundial. Para hacer frente a esta problemática, es necesario someter al agua a una serie de operaciones o procesos unitarios, a fin de purificarla o potabilizarla para que pueda ser consumida por los seres humanos Una operación unitaria es un proceso químico, físico o biológico mediante el cual las sustancias objetables que contiene el agua son removidas o transformadas en sustancias inocuas. Este documento comprende una breve descripción de la normativa aplicable a la vigilancia y el control de la calidad del agua para consumo humano, el análisis de muestras tomadas para establecer la calidad del agua en relación al cumplimiento de la normativa, detallando los parámetros que se incumplen y así proponer alternativas de tratamiento para el sistemas de abastecimiento encaminadas al cumplimiento de la normatividad.

1. MANEJO INTEGRADO DEL AGUA
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
Elaborado por:
Omar Enrique Trujillo Romero
C.C 1065595902
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRIA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
2015

2. INTRODUCCIÓN
Las aguas superficiales están expuestas a una amplia gama de factores que pueden
alterar su calidad física, química y biológica y ocasionar cambios simples y complejos y
con diferentes niveles de afectación. Estos sucesos o eventos se pueden generar de
manera natural o en actividades antropogénicas, como el uso doméstico del agua y la
consiguiente producción de aguas residuales, de la industria, minería y agricultura, entre
otros.
El concepto “agua tratada” abarca tres dimensiones de la seguridad del agua: calidad,
proximidad y cantidad, es por eso que el compromiso de suministrar un adecuado servicio
de agua a la comunidad es prioritario, pues las enfermedades provocadas por el consumo
de agua contaminada incrementan los casos de consulta externa y hospitalización a nivel
mundial.
Para hacer frente a esta problemática, es necesario someter al agua a una serie de
operaciones o procesos unitarios, a fin de purificarla o potabilizarla para que pueda ser
consumida por los seres humanos
Una operación unitaria es un proceso químico, físico o biológico mediante el cual las
sustancias objetables que contiene el agua son removidas o transformadas en sustancias
inocuas.
Este documento comprende una breve descripción de la normativa aplicable a la
vigilancia y el control de la calidad del agua para consumo humano, el análisis de
muestras tomadas para establecer la calidad del agua en relación al cumplimiento de la
normativa, detallando los parámetros que se incumplen y así proponer alternativas de
tratamiento para el sistemas de abastecimiento encaminadas al cumplimiento de la
normatividad.

3. Objetivos General.
 Proponer alternativa de tratamiento de agua para abastecimiento de consumo
humano de la población del municipo de Manaure-Cesar
Objetivos específicos
 Caracterizar el agua superficial del Rio Manaure en la Bocatoma.
 Comparar la condiciones físico-químicas y biológicas del cuerpo de agua con la
Resolución 2115 del 2007.
 Proponer el tratamiento indicado para el cumplimiento de la normativa referente al
abastecimiento de agua.
Resumen
El presente documento compone de manera detallada la caracterización del cuerpo de
agua del rio de Manaure en el sector de la bocatoma, de la cual se le realiza su respectivo
análisis comparándolo con la normativa actual vigente con base al criterio de
abastecimiento de agua a la población del municipio de Manaure- Cesar, se determina las
incidencia de los parámetro de los valores que están por encima del rango aceptable y su
influencia en la salud; a partir de la caracterización se plantea el tratamiento En virtud de
las caracterizaciones y la evidencia teórica del funcionamiento óptimo para el
abastecimiento de agua a través de filtración lenta se emplea La tecnología de Filtración
en Múltiples Etapas (FiME); que consiste en la combinación de procesos de filtración
gruesa en grava y filtros lentos de arena.
La FiME estar conformada por dos o tres procesos de filtración, dependiendo del grado de
contaminación de las fuentes de agua. Integrada por tres procesos: Filtros Gruesos
Dinámicos (FGDi), Filtros Gruesos Ascendentes en Capas (FGAC) y Filtros Lentos de
Arena (FLA). Los dos primeros procesos constituyen la etapa de pretratamiento, que
permite reducir la concentración de sólidos suspendidos.

4. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN.
Generalidades.
Manaure se encuentra ubicada al Noreste del
departamento colombiano del Cesar, en la vertiente
occidental de la serranía del Perijá a 775 msnm.
Dista de Valledupar en 34 km y las coordenadas
geográficas correspondientes a Manaure son:
10°24" N y 73°10" W.
El río Manaure, es el principal curso hídrico del
Municipio. Nace en el Cerro Pintado en la frontera
Colombo-Venezolana y tras salvaguardar una fuerte
pendiente, desemboca en el río Cesar al occidente.
Drenan la cuenca de Manaure una serie de cursos
hídricos estacionales denominados arroyos.
El Municipio de Manaure posee una población
según datos del DNP tomados del censo 2005 y
actualizados a 2011 de 13.198 habitantes,
distribuidos en la cabecera municipal con 8.474
habitantes lo que equivale al 64.2% de la población
y 4.724 distribuidos en el resto de la superficie territorial dando un porcentaje de población
de 35.7%, cabe resaltar que estos valores han venido mostrando un comportamiento
ascendente desde el año 1993 y a corte de 2011 posee una densidad de población de 92
hab/ Km2.
La población se encuentra constituida por 6770 hombres que equivalen a un 51.3% de la
población total y 6427 mujeres que equivalen a un 48.7% de la población total.
El clima de Manaure es de tipo templado cálido. la temperatura media anual ronda los
24 °C con máximas y mínimas de 18 y 30 °C aproximadamente. Las precipitaciones
anuales superan los 1300 mm, con dos períodos muy húmedos: Abr-Jun y Sep-Nov.

5.  Caracterización del agua superficial del Rio Manaure
Imagen 1. Caracterización Bocatoma Manaure- Cesar
Dentro de los parámetros estipulados se observa que no cumple lo relacionado con la
turbidez; es esencial manifestar que la turbidez es originada por la partículas en
suspensión o coloidales, aunque no se conocen los efectos directos de la turbiedad sobre
la salud, esta afecta la calidad estética del agua , lo que muchas veces ocasiona el
rechazo de los consumidores, por otra parte como señala castro de esparza, los estudio
elaborados por Tracy y por Sanderson, han demostrado que el proceso de eliminación de
microorganismos patógenos, por la acción de agentes químicos como el cloro, las
partículas causante de la turbiedad reducen la eficiencia del proceso y protegen
físicamente a los microorganismos del contacto directo con el desinfectante. Por esta
razón, si bien las normas de calidad establecen un criterio para turbiedad en la fuente de
abastecimiento, estas deben mantenerse minimas para garantizar la eficacia del proceso
de desinfección.
Luego de acuerdo al siguiente parámetro que no cumple con la resolución 2115 hace
referencia a la Escherichia coli. Es el principal indicador bacteriano en el agua. Diversos
estudios han demostrado que la E. coli está presente en las heces de los seres humanos
y los animales de sangre caliente entre 108
y 109
por gramo de heces.

6. La evaluación de la calidad microbiológica del agua de abastecimiento humano se efectúa
mediante la determinación de indicadores. Los que comúnmente se utilizan son los
coliformes totales, los coliformes termotolerantes (fecales), la Escherichia coli y las
bacterias heterotróficas mesófilas aerobias viables.
La Escherichia coli puede causar infecciones intestinales y extra intestinales
generalmente graves, tales como infecciones del aparato excretor, vías urinarias, cistitis,
Uretritis, meningitis, peritonitis, mastitis, septicemia y neumonía Gram-negativa; está
dividida por sus propiedades virulentas, pudiendo causar diarrea en humanos y otros
animales. Otras cepas causan diarreas hemorrágicas por virtud de su agresividad,
patogenicidad y toxicidad. En muchos países ya hubo casos de muerte por esta bacteria.
Generalmente les pasa a niños entre 1 año y 8 años.
La calidad bacteriológica del agua, en relación con los niveles de contaminación fecal, es
una de las variables preponderante para la selección de la fuente. Y es una variable de
gran importancia permitirá adoptar que tipo de tratamiento que técnica y económicamente
se pueda emplear.
Ante estos niveles de contaminación fecal de los cursos de agua, la organización mundial
de la salud recomienda la protección de las fuentes de agua y la adecuada selección del
tipo de tratamiento para asegurar la ausencia de patógenos y evitar la transmisión de
enfermedades hídricas.
De acuerdo a los datos arrojados que muestra un grado de contaminación fecal, teniendo
en cuenta solo los niveles de contaminación fecal, se recomienda el siguiente tratamiento.
Tabla 1.Tratamientos recomendados según el nivel de contaminación
Tipo de fuente de Agua Escherichia coli/ 100 ml Tratamiento recomendado
Cuencas protegidas y libres
de contaminación
< 20 DESINFECCIÓN
Cuencas no protegidas y con
contaminación Fecal
>20 - 2000 FILTRACIÓN Y
DESINFECCIÓN
Alta contaminación Fecal >2000 - 20000 FILTRACIÓN Y
DESINFECCIÓN MAS LA
ADICCIÓN DE UN TERCER
PROCESO
Muy alta contaminación
Fecal
>20000 NO RECOMENDADA
COMO FUENTE DE AGUA
Fuente. OMS. 1992 Guidelines for drinking wáter Quality. Vol 2 Health criteria and other
supporting information. Pathogenic Agents . Ginebra: OMS.

7. Por lo tanto la adecuada selección de la fuente de agua y la adopción de las medidas de
protección tanto en el curso de agua como en los embalses permitirá limitar la inversión
en costosos y complejos tratamientos.
 Determinar la calidad de la fuente.
Tabla. 2 Calidad de la fuente
De acuerdo a las características presentadas en la caracterización podemos determinar
de acuerdo al grado de contaminación según su nivel de calidad es una fuente regular.
Analizando cada uno de los parámetros encontramos una considerable concentración de
DBO producto de las sustancias orgánicas provenientes del lavado de los suelos o del
metabolismo de los organismos que viven en ellos. Además, la descarga de agua
residuales en la parte alta del rio Manaure producto de los asentamientos urbanos y por
las actividades turísticas y recreativas presentes, los cuales presentan una contaminación
considerable en niveles variables.

8. Las principales sustancias presentes son los ácidos húmicos proveniente del lavado del
suelo, por parte de los metabolismo acuático encontramos hidratos de carbono, proteínas,
aminas entre otros, en relación a los desechos animales la urea, la cadaverina y la
putrescina.
La materia orgánica presente en los cuerpos de aguas superficiales es la responsable del
color, el olor y el sabor del agua, los cuales se buscan sean eliminados a través de los
tratamientos empleados en el agua apta para el consumo humano.
En torno al parámetro de oxígeno disuelto que su concentración de acuerdo a la
caracterización esta categorizada como deficiente, su presencia es esencial en el agua;
proveniente del aire, niveles bajos o ausencias de oxígeno en el agua, es un indicador de
contaminación elevada, condiciones sépticas de materia orgánica o una actividad
bacteriana bastante intensa.
De igual manera se ha demostrado la existencia de una estrecha relación entre la
distribución de oxígeno y la productividad de materia orgánica, viva o muerta, por otro
lado la cantidad de OD en un cuerpo de agua está relacionado con su capacidad de
autodepuración.
Por lo tanto el agua potable debe contener cierta cantidad de oxígeno disuelto. Debe estar
bien aireada y es muy importante tener en cuenta las distintas variaciones relativas de
OD, ya que si estas son grandes, es síntoma de un problema aumento de vegetales,
materia orgánica, gérmenes aerobios, reductores inorgánicos entre otros.
 Alternativa de tratamiento para abastecimiento de agua para el municipio de
Manaure-Cesar
La selección de la tecnología de producción y administración de un sistema de agua
potable debería realizarse considerando los recursos, el grado de desarrollo
socioeconómico y los patrones de cultura existentes. La experiencia en américa latina
demuestra que el mayor problema no es la deficiencia tecnológica sino más bien la
selección de la tecnología apropiada, la operación y el mantenimiento. La adopción de
diseños basados únicamente en criterios de optimización técnica y soluciones
tecnológicas importadas de países industrializadas ha conducido a la elaboración de
proyectos cuya operación y mantenimiento por falta de sustancias químicas, repuestos y
mano de obra calificada resultan inadecuados

9. Los factores básicos que caracterizan la selección de la tecnología apropiada para
tratamiento de agua en países en via de desarrollo que deben ser considerados por su:
Grado de complejidad
La mayoría de los procesos unitarios utilizados en el tratamiento de agua pueden
realizarse en reactores con diferentes grado de complejidad y eficiencia, lo más complejo
no siempre resulta ser lo más eficiente.
La tecnología no opera por si misma
Plantas automatizadas necesitan personal de un alto nivel tecnológico para operar,
mantener y reparar los controles y equipos.la selección tecnológica debe considerar la
capacidad y los recursos de las instituciones e individuos para operar y mantener los
sistemas con la eficiencia y las especificaciones originales de diseño
Impacto indirecto en el área
Debe considerarse una cadena de factores que se relacionan entre si, tales como la
calidad de agua de las fuentes, grado de tratamiento, utilización de materiales y personal
local, mejoras economicas indirectas, mejoramiento técnico del personal local, influencia
indirecta en la economía y su repercusión directa e indirecta en la economía y su
repercusión directa e indirecta en la salud
Participación local
El aprovechamiento y tratamiento de agua incluyen actividades técnicas, administrativas,
financieras y legales que involucran a una serie de agencias locales.
De acuerdo a los parámetros de calidad de la fuente de abastecimiento de agua del rio
Manaure se considera pertinente en relación a los datos reportados por la caracterización
una planta de filtración lenta.

10. Tabla 3. Parámetros de tratamiento Filtro lento
Básicamente, un filtro lento consta de una caja o tanque que contiene una capa
sobrenadante del agua que se va a desinfectar, un lecho filtrante de arena, drenajes y un
juego de dispositivos de regulación y control.
El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el
tratamiento de agua. Comparado con el filtro rápido, requiere de áreas más grandes para
tratar el mismo caudal y, por lo tanto, tiene mayor costo inicial. Sin embargo, su
simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento lo convierte en un sistema ideal
para zonas rurales y pequeñas comunidades, teniendo en cuenta además que los costos
por área de terreno son comparativamente menores en estas zonas.
La filtración lenta, como se ha mencionado, es un proceso que se desarrolla en forma
natural, sin la aplicación de ninguna sustancia química, pero requiere un buen diseño, así
como una apropiada operación y cuidadoso mantenimiento para no afectar el mecanismo
biológico del filtro ni reducir la eficiencia de remoción microbiológica. Huisman & Wood
describieron en 1974 el método de desinfección por medio de la filtración lenta, como la
circulación del agua cruda a baja velocidad a través de un manto poroso de arena.
En virtud de las caracterizaciones y la evidencia teórica del funcionamiento óptimo para el
abastecimiento de agua a través de filtración lenta se empleará La tecnología de Filtración
en Múltiples Etapas (FiME); consiste en la combinación de procesos de filtración gruesa
en grava y filtros lentos de arena.

11. La FiME puede estar conformada por dos o tres procesos de filtración, dependiendo del
grado de contaminación de las fuentes de agua. Integrada por tres procesos: Filtros
Gruesos Dinámicos (FGDi), Filtros Gruesos Ascendentes en Capas (FGAC) y Filtros
Lentos de Arena (FLA). Los dos primeros procesos constituyen la etapa de
pretratamiento, que permite reducir la concentración de sólidos suspendidos.
Conforme circula el agua las partículas más pequeñas son eliminadas, hasta llegar al filtro
lento de arena, reconocido como una tecnología sencilla, confiable y eficiente, pues puede
producir agua de baja turbiedad, libre de impurezas suspendidas y virtualmente libre de
entero-bacterias, entero-virus y quistes de protozoarios.
Imagen 2. Diseño filtración en múltiples etapas (FiME)

12. CONCLUSIÓN
 La caracterizaciones arrojaron valores fuera del rango permisible en los
parámetros de turbidez, E. coli. Esto se debe al vertimiento de aguas residuales de
los sectores urbanos residentes en la parte alta del rio Manaure, de igual manera
la habilitación de las vías terciarias incremento el asentamiento en estas zonas
ampliando la población y constituyéndose como un sector turístico y de recreación;
de acuerdo a los datos históricos se evidencia el aumento considerable en la
presencia de E. coli lo cual es un indicador considerable en las condiciones
microbiológicas del cuerpo de agua del rio Manaure en el sector de la Bocatona
que abastece al municipio de Manaure- Cesar.
 Aplicando el Índice de Calidad de Agua sustentado en la Tabla 2 demostró que el
punto donde se desarrolló la caracterización es una fuente de calidad regular,
esto se debe posiblemente a los vertimiento resultantes de las actividades
antrópicas y naturales presentes en la zona
 El tratamiento que se consideró pertinente evaluando el nivel socioeconómico del
municipio y la calidad de la fuente se determino La Filtración en multiples etapas
(FiME) estará conformada tres procesos de filtración, Integrada por tres procesos:
Filtros Gruesos Dinámicos (FGDi), Filtros Gruesos Ascendentes en Capas (FGAC)
y Filtros Lentos de Arena (FLA). Los dos primeros procesos constituyen la etapa
de pretratamiento, que permite reducir la concentración de sólidos suspendidos y
posteriormente el proceso de desinfección.

13. Bibliografia
CÁNEPA DE VARGAS, LIDIA. Procesos unitarios y plantas de tratamiento. In: Cánepa
de Vargas, Lidia; Maldonado Yactayo, Víctor; Barrenechea Martel, Ada; Aurazo de
Zumaeta, Margarita. CEPIS. Manual I : Teoría. Tomo I. Lima, CEPIS, 2004. p.104 –
150. (OPS/CEPIS/PUB/04.109). CEPIS BROWN, T. 1999. Química, la Ciencia
Central, quinta edición. Prentice Hall, México.
CARDENAS, 2003. La Calidad de las Aguas para estudiantes de Ciencias
Ambientales, Universidad Distrital, Colombia.
DECRETO 2115 .DE 2007. Por medio del cual se señalan características,
instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad
del agua para consumo humano.
FERNANDEZ, N.et. al. 2002. Índice Físico Químicos de la Calidad del Agua un
Estudio Comparativo. Universidad de Pamplona Colombia.
OFICINA REGIONAL DE LA FAO PARA AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE. 2000.
Gestión de la Calidad del Agua y Control de la Contaminación en América Latina y el
Caribe. Santiago, Chile.
Organización de las Naciones Unidas (ONU), Departamento De Economía Y Asuntos
Sociales: División para el Desarrollo Sostenible. 1992. Agenda
21.http://www.un.org/esa/sustdev/documents/agenda21/
Spanish/agenda21spchapter18.htm.
Ramírez A, Viña G. Limnología colombiana: aportes a su conocimiento y estadísticas
de análisis. Fundación Universidad Jorge Tadeo Lozano. Colombia 1998; 293.