Ptap asuapes-segunda-entrega

TABLA DE CONTENIDO
FORMULACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE PARA EL MUNICIPIO DE TIBASOSA ......................................................... 4
OBJETIVOS ......................................................................................................................... 5
General:............................................................................................................................. 5
Específicos: ...................................................................................................................... 5
JUSTIFICACION.................................................................................................................. 6
MARCO TEORICO.............................................................................................................. 7
Bocatoma.......................................................................................................................... 7
Desarenador..................................................................................................................... 7
Floculación........................................................................................................................ 8
Sedimentador................................................................................................................... 8
Filtro de flujo ascendente ............................................................................................... 8
Cloración........................................................................................................................... 9
DESCRIPCION GENERAL DEL AREA DE ESTUDIO ................................................. 9
RESEÑA HISTORICA..................................................................................................... 9
DESCRIPCION FISICA ....................................................................................................10
DIVISIÓN TERRITORIAL.............................................................................................11
ZONA RURAL................................................................................................................12
VEREDA SUESCUN.....................................................................................................13
VEREDA PEÑA NEGRA ..............................................................................................13
DESCRIPCION GENERAL ZONA DE INFLUECIA DEL PROYECTO ................15
USO RECOMENDADO DEL SUELO ........................................................................15
FLORA.............................................................................................................................15
PENDIENTES ................................................................................................................16
RIESGOS........................................................................................................................16
GEOLOGIA.....................................................................................................................16
HIDROGEOLOGIA ........................................................................................................16
HIDROLOGIA.................................................................................................................17
Subcuenca del río Chicamocha ..................................................................................17

Estado de conservación. ..............................................................................................17
SUELOS..........................................................................................................................18
SISTEMA DE ACUEDUCTO ASUAPES .......................................................................18
VIAS DE COMUNICACIÓN .........................................................................................18
SISTEMA DE ACUEDUCTO ASUAPES (Asociación de Usuarios Acueducto Peña
Negra-Suescun).................................................................................................................20
Coordenadas de la ubicación del acueducto:...........................................................20
DATOS TECNICOS ..........................................................................................................21
Ubicación Captación: ....................................................................................................21
Ubicación Casa de bombas y Desarenador: ............................................................21
Ubicación Planta De Tratamiento: ..............................................................................21
DIAGNOSTICO Y FUNCIONAMINETO ACUEDUCTO PEÑA NEGRA-SUESCUN:
..............................................................................................................................................21
SISTEMA DE TRATAMIENTO........................................................................................23
Captación o bocatoma ..................................................................................................23
Desarenador...................................................................................................................23
Coagulación-Floculación..............................................................................................25
Sedimentador.................................................................................................................26
Filtro.................................................................................................................................28
Fuente: autores..............................................................................................................28
Sistemas de Cloración..................................................................................................28
Tanques de almacenamiento ......................................................................................29
Tanques de lodos:.........................................................................................................29
FRECUENCIA DE SUMINISTRO...................................................................................32
RACIONAMIENTO ............................................................................................................32
REGISTROS DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO..........................................................32
CALCULO DEL IRCA .......................................................................................................32
Puntaje de riesgo...........................................................................................................34
Teniendo en cuenta los resultados del IRCA se clasifica que el nivel de riesgo de la
calidad de Agua para consumo humano entregada por el sistema de acueducto
ASUAPES...........................................................................................................................36

ADMINISTRATIVO............................................................................................................36
MARCO JURIDICO...........................................................................................................36
MARCO LEGAL Y NORMATIVO....................................................................................38
PROPUESTA DEL TREN DE TRATAMIENTO PARA LA POTABILIZACION DEL
AGUA CRUDA DEL RIO CHICAMOCHA……………………………………………..38
USOS DEL AGUA .............................................................................................................41
DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN PARA ABASTECIEMIENTO ....................42
DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE DISEÑO.........................................................42
PROYECCION DE LA POBLACION..............................................................................42
El Método Aritmético:....................................................................................................43
Método Geométrico.......................................................................................................43
Método exponencial ......................................................................................................44
DETERMINACION DE LA DEMANDA...........................................................................46
DOTACIÓN NETA .............................................................................................................46
DOTACION BRUTA ..........................................................................................................46
CALCULO DE CAUDALES..............................................................................................46
Calculo medio diario......................................................................................................46
Caudal máximo diario ...................................................................................................47
Caudal máximo horario.................................................................................................47
Caudal de diseño...........................................................................................................47
DISEÑO DEL CANAL.......................................................................................................48
DISEÑO DE LA REJILLA .................................................................................................49
Configuración de los filtros...........................................................................................55
FILTRACIÓN DIRECTA ASCENDENTE DESCENDENTE........................................56
ANEXOS .............................................................................................................................58

FORMULACIÓN Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE PARA EL MUNICIPIO DE TIBASOSA
INTRODUCCIÓN
Según estudios ambientales, Colombia es uno de los países más ricos del mundo
en recursos hídricos, sin embargo, esto es contrario a la disponibilidad de agua
potable para el consumo humano. En Colombia sólo un 30% del agua está
disponible para los municipios y de ese 30% sólo un 15% es agua potable y de
buena calidad. Más del 85% de los municipios de Colombia no tienen disponibilidad
adecuada de agua potable1, presentando en las comunidades rurales episodios de
enfermedades gastrointestinales que implican graves problemas para el desarrollo
del país, tales como colapsos en los sistemas de salud, baja producción económica
e intelectual de la población. Pudiéndose prevenir mediante el acceso al agua
potable y servicios adecuados de saneamiento e higiene.
De esta manera es de vital importancia el diseño, construcción, operación y
mantenimiento de sistemas de potabilización eficientes regidos por la normatividad
vigente y la información necesaria que como estudiantes de ingeniería y próximos
profesionales consideremos pertinente para estas actividades ingenieriles.
Entonces planteamos como proyecto académico la optimización del sistema de
acueducto ASUPES (Asociación de Usuarios Acueducto Peña Negra-Suescun) a
partir de un diagnóstico inicial que nos permitirá caracterizar los parámetros y
procedimientos mediante los cuales actualmente opera la planta, de la misma
manera las visitas nos permitirán entender las operaciones que hacen parte de la
potabilización de Agua y asociar muchos de los conceptos socializados en clase,
entonces presentaremos la información necesaria para el planteamiento de los
diferentes parámetros que nos permitan planear sistemas de tratamiento de agua
potable eficientes.
Así la enseñanza-aprendizaje de los conceptos del curso de tratamiento de agua
potable será próxima a ambientes reales y nos permitirá obtener destrezas para el
mundo laboral.
1 ENA. Estudio Nacional del Agua. IDEAM

OBJETIVOS
General:
Diseñar un sistema de potabilización de agua, el cual logre optimizar la operación
del existente, teniendo en cuenta el diagnóstico y análisis realizados, como parte de
un proyecto académico y a su vez teniendo en cuenta lo aprendido en el curso de
Tratamiento de Agua Potable
Específicos:
 Realizar y evaluar diagnóstico de la información técnica, administrativa y
jurídica del Sistema de Acueducto existente.
 Plantear los parámetros necesarios para el diseño de una Planta de
Tratamiento de Agua potable.
 Asociar de manera directa los conceptos adquiridos en el curso de Plantas
de Tratamiento de Agua Potable y el desarrollo del proyecto en un ambiente
real
 Optimizar el diseño de la operación de la Planta de Tratamiento de Agua
potable, del sistema de acueducto ASUAPES.

JUSTIFICACION
El desarrollo del proyecto plantea la optimización de la Planta de Tratamiento de
Agua potable del sistema de acueducto ASUAPES, con el fin de aplicar los
conceptos socializados en el curso de “PTAP”. Además, servirá de guía para una
real implementación y poder garantizar no solo la calidad de agua potable
distribuida, sino la calidad de vida de los habitantes de esta zona del municipio. De
esta manera, inicialmente se realizará un diagnostico en campo, el cual nos
permitirá reconocer los parámetros y operaciones de los sistemas de potabilización
de agua. Así mismo, se realizará la caracterización de la zona de estudio en la cual
está localizado el proyecto y luego en busca de la mejora, empezaremos a presentar
los diferentes parámetros, que sean los mejores para el diseño del sistema de
potabilización. La elaboración de este proyecto académico será una herramienta
muy útil para el entendimiento de los conceptos del curso y además nos permitirá
acercarnos al trabajo que como profesionales en un futuro muy próximo
realizaremos.

MARCO TEORICO
Bocatoma
También llamada captación, es una estructura hidráulica que está destinada a
emanar desde unos cursos de agua, ya sean ríos, arroyos, o canales, así también
como desde un lago o inclusive desde el mar, una cantidad considerable del agua
que esta tiene disponible, para que la misma sea utilizada para una finalidad
específica.2
Desarenador
Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover
las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite
pasar. Se utilizan en tomas para acueductos, en centrales
hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales.
Tipos de desarenadores:
Tipo Detritus (son los más conocidos y utilizados)
- Convencional: Es de flujo horizontal, el más utilizado en nuestro medio. Las
partículas se sedimentan al reducirse la velocidad con que son transportadas
por el agua. Son generalmente de forma rectangular y alargada,
dependiendo en gran parte de la disponibilidad de espacio y de las
características geográficas. La parte esencial de estos es el volumen útil
donde ocurre la sedimentación.
- Desarenadores de flujo vertical: El flujo se efectúa desde la parte inferior
hacia arriba. Las partículas se sedimentan mientras el agua sube. Pueden
ser de formas muy diferentes: circulares, cuadrados o rectangulares. Se
construyen cuando existen inconvenientes de tipo locativo o de espacio. Su
costo generalmente es más elevado. Son muy utilizados en las plantas de
tratamiento de aguas residuales.
- Desarenadores de alta rata: Consisten básicamente en un conjunto de tubos
circulares, cuadrados o hexagonales o simplemente láminas planas
paralelas, que se disponen con un ángulo de inclinación con el fín de que el
agua ascienda con flujo laminar. Este tipo de desarenador permite cargas
superficiales mayores que las generalmente usadas para desarenadores
convencionales y por tanto éste es más funcional, ocupa menos espacio, es
más económico y más eficiente.
- Tipo vórtice: Los sistemas de des arenación del tipo vórtice se basan en la
formación de un vórtice (remolino) inducido mecánicamente, que captura los
sólidos en la tolva central de un tanque circular. Los sistemas de desarenador por
2 ARQHYS. 2012, 12. Bocatoma – Estructura hidráulica. Revista ARQHYS.com. Obtenido 04, 2017

vórtice incluyen dos diseños básicos: cámaras con fondo plano con abertura
pequeña para recoger la arena y cámaras con un fondo inclinado y una abertura
grande que lleva a la tolva. A medida que el vórtice dirige los sólidos hacia el
centro, unas paletas rotativas aumentan la velocidad lo suficiente para levantar el
material orgánico más liviano y de ese modo retornarlo al flujo que pasa a través
de la cámara de arena.3
Floculación
La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias
denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el
agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Es un paso del
proceso de potabilización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas
servidas domésticas, industriales y de la minería.4
Sedimentador
Una vez floculada el agua, el problema radica en separar los sólidos del líquido,
ósea, las partículas coaguladas, del medio en el cual están suspendidas. Esto se
puede conseguir dejando sedimentar el agua o filtrándola, o ejecutando ambos
procesos consecutivamente que es lo común. La sedimentación y la filtración por
tanto deben considerarse procesos complementarios. Hasta que límite de turbiedad
debe remover la sedimentación y que turbiedad debe entrar al filtro, es asunto de
debate. Todo depende del trabajo que se quiera dar a cada proceso. Según el tipo
de filtro que se use, puede ser más económico remover la mayor cantidad de sólidos
en la sedimentación y sólo una mínima parte en la filtración o viceversa5
Filtro de flujo ascendente
La Filtración es el proceso de clarificación del agua que consiste en pasar el agua
a través de unas capas de arena, con el fin de retener partículas sólidas en
suspensión y eliminar bacterias que se encuentran en el agua y de este modo
volverla adecuada para consumo humano. Los filtros rápidos de flujo vertical se
subdividen en filtros de flujo ascendente (FA) y filtros de flujo descendente (FD).
Los filtros rápidos de flujo ascendente, tienen la característica de remover sólidos
suspendidos y microorganismos hasta un 80%, pueden remover turbiedades
dependiendo de su naturaleza desde 150 NTU hasta 5 NTU. Un filtro rápido de flujo
ascendente consta de varias capas de grava de diferente granulometría que varían
3 EIA. 2012, 12. Desarenadores, Estructura hidráulica.
4 Anónimo, 2010, Floculación
5 Moros M. Sedimentadores, Sistemas de abastecimiento de agua potable, UNET, 2015

desde 0.5 a 1.5 cm colocadas directamente sobre el sistema de drenaje inferior
(fondo falso) hasta capas sucesivas más finas, que permiten una penetración
profunda en el lecho filtrante de los sólidos suspendidos, dándole al filtro una mayor
capacidad de retención del material suspendido presente en el agua6
Cloración
La cloración es un medio sencillo y eficaz para desinfectar el agua y hacerla potable.
Consiste en introducir productos clorados (pastillas de cloro, lejía, etc.) en el agua
para matar los microorganismos en ella contenidos. Normalmente, tras un tiempo
de actuación de unos 30 minutos, el agua pasa a ser potable. Gracias al efecto
remanente del cloro, continúa siéndolo durante horas o días (en función de las
condiciones de almacenamiento).7
DESCRIPCION GENERAL DEL AREA DE ESTUDIO
RESEÑA HISTORICA8
Tibasosa es un destino privilegiado porque aún conserva la tranquilidad y seguridad
que, en las condiciones actuales, otros destinos colombianos no tienen; por sus
innumerables riquezas, por sus potenciales paisajísticos, recursos ecológicos,
arquitectónicos, humanos y artísticos que permanecen inexplorados pese al mundo
tecnificado y globalizados de hoy.
Tibasosa es un pueblo precolombino anterior a la conquista, es un pueblo de indios
gobernado por el cacique que dependía jerárquicamente del poderoso señor del
Tundama y rindió culto al sumo sacerdote de la provincia de Iraca. En la etimología
indígena Tiba significa capitanía, So adorador del diablo y Sa nombre de persona
ilustre. El descubrimiento y la conquista de las tierras de este municipio tuvieron
lugar en el año de 1539 cuando Gonzalo Jiménez de Quesada deseoso de conocer
el rico templo del sol, penetro en el Valle de Iraca.
El 19 de diciembre de 1778 el Virrey Don Manuel Antonio Flores dictó el decreto
fundando el municipio de Tibasosa, nombrando un alcalde idóneo para que gobierne
y administre con justicia. La nueva parroquia de Nuestra Señora del Rosario de
Tibasosa, elige a Don Jerónimo Bayona para tal fin. En aquellos tiempos, personas
de lejanas tierras se asentaron en este pueblo por su magnífico clima, también
llegaron varias familias de distinguida procedencia española. Testigo de esto son
las aún existentes casas coloniales de dos pisos con elegantes balcones.
6 C.A.S.A., Principios del filtro de flujo rápido ascendente, 2016.
7 WikiWater, El tratamiento del agua por cloración, 2011
8 Municipio de Tibasosa. 2016. Nuestro municipio.

Tibasosa se adhirió en 1781 al Movimiento Comunero del Socorro y San Gil, primer
grito de independencia. Este ejército salió del pueblo a reunirse con las tropas del
general Don Juan Francisco Berbeo de Zipaquirá.
La población de Tibasosa también coadyudó con entusiasmo en pro de la causa de
la independencia marcando un gran patriotismo en la memorable jornada del
Pantano de Vargas. En Tibasosa murió el gran prócer Inocencio Chincá herido en
la Batalla de Vargas y natural de Arauca. El 30 de marzo de 1820 pasó el libertador
por Tibasosa llevando como destino Santa rosa de Viterbo.
En el archivo de Tunja se encuentra un pergamino que prueba que Tibasosa ya
figuraba a mediados del año 1530 como caserío indígena. El Congreso en
sucesiones de 1842 y 1843 reformó la Constitución Política de la República y dividió
el territorio en provincias, éstas en cantones y a su vez los cantones en distritos
parroquiales. Tibasosa pertenece al cantón de Sogamoso.
DESCRIPCION FISICA9
Tibasosa está situado en un pintoresco y hermoso recodo que hace parte del Valle
de Sogamoso, en la quinta zona de la Cordillera de los Andes. Elevados cerros y
colinas rodean la población, prominencias que forman una especie de herradura
con abertura hacia los puntos cardinales norte y oriente. Numerosos árboles frutales
y ornamentales dan más vistosidad a la panorámica de su rico y variado paisaje. La
autopista central del Norte atraviesa el municipio imprimiéndole vitalidad a su
comercio y a su vida social y cultural. El entorno geográfico de Tibasosa es
envidiable por su abundancia de agua y recursos naturales, pero no es ajeno a las
dificultades que afectan toda la región: contaminación, procesos erosivos y
últimamente escasez de agua. El principal Río que baña el territorio de éste
municipio es el Chicamocha o Sogamoso, desde el punto llamado la Balsa, limita
con Paipa, hasta su confluencia con el Río Chiquito, limita con Nobsa. Hay dos
Quebradas que sirven para el regadío y para el consumo de los habitantes de la
población.
El área del municipio de Tibasosa es de 94.3 Km2, de los cuales 89.2
km2 corresponden al clima frío y 5.1 km2 corresponden a clima de páramo,
conformada por una topografía variable entre valles y montañas, posee altitudes
que van desde los 2550 hasta los 3400 m.s.n.m, posee gran diversidad de suelos
con grandes diferencias fisicoquímicas, encontrándose seis clases según el
Sistema Americano de Clasificación, con sus subdivisiones.
9 Municipio de Tibasosa. 2016. Nuestro municipio.

Imagen 1. Ubicación del municipio de Tibasosa.
Fuente: Boyacá Cultural.10
DIVISIÓN TERRITORIAL
El Territorio de Tibasosa está dividido en 14 Veredas: Centro, Ayalas, El Espartal,
El Chorrito, El Hato, Estancias Contiguas, La Boyera, La Carrera, Las Vueltas,
Patrocinio, Peña Negra, El Resguardo y Suescún.
Límites del municipio: El Municipio de Tibasosa limita al Norte con Duitama y Nobsa.
Al Oriente con Nobsa y Sogamoso, al Sur con Firavitoba y al Occidente con Paipa.
Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 2.538 m.s.n.m.
Temperatura media: 16º C
Distancia de referencia: A 180 Km por vía pavimentada a 3 horas de la capital
colombiana. Imagen 2.
10 Manuel V. 2017. Boyacá cultural. Tibasosa

ZONA RURAL
La zona rural en Tibasosa está formada por los campos que rodean al sector
urbano. Allí encontramos los hacendados y campesinos quienes comparten sus
parcelas dedicadas al laboreo agrícola y ganadero. La zona rural de Tibasosa
consta de 14 veredas, las cuales en su mayoría tienen producción agrícola.
La vereda más visitada para la degustación de exquisitos platos típicos es Peña
negra en sus sectores Santa Teresa y la Germania. Allí también se encuentran la
industria cervecera, de forja y de muebles de madera. La imagen representa la
división territorial del municipio de Tibasosa.
El abastecimiento del sistema de acueducto ASUAPESestá limitado principalmente
por las veredas Suescun y Peña Negra, en la zona rural del municipio de Tibasosa
por esta razón es de nuestro interés conocer algunas características de la población
de estas dos veredas y las características del componente biótico y abiótico de la
zona de influencia del proyecto en la vereda Peña Negra sector Santa teresa
Imagen 2. Municipio de Tibasosa
Fuente: Tibasosa La Nuestra11
11 Guillermo A. 2012. Pueblo Adentro, Tibasosa La Nuestra.

El área del municipio de Tibasosa es de 94.3 Km2, de los cuales 3.37%
corresponden a la vereda de Peña Negra y un 9.43% a la vereda de Suescun.12
VEREDA SUESCUN
La vereda Suescun se encuentra atravesada por la vía férrea y está dividida en los
sectores: San Rafael, San Luis, La Estación, El Progreso y El Salitrico.
La emigración de esta vereda representa el 7.7%, del total de personas emigrantes,
superior al promedio territorial local (5.6%). La inmigración de esta vereda
representa el 22%, más del doble del promedio total municipal (8.8%)13
Sobre un total de 13638.11 mts lineales de vías la vereda de Suescun alcanza un
promedio de 15.3 mts por habitante inferior al promedio municipal en un 36.5%,
inferior a los promedios veredales. Siendo de gran extensión registra bajo índice de
disponibilidad de vías, dicha contradicción advierte una inadecuada planeación y
ejecución de la infraestructura vial.
Los problemas de contaminación más relevantes en orden de afectación para esta
vereda son: aguas Negras, Insecticidas, basuras, manejo y empaque de fungicidas,
ruido, desechos industriales y erosión con un 39.6%, 21.3%, 12.7%, 10.8%, 9.7%,
5.2% y 0.7% respectivamente.14
VEREDA PEÑA NEGRA
Comprende el área contenida entre el límite con Duitama sobre la autopista Bogotá
Belencito y el límite con Nobsa sobre la misma autopista, y engloba con el sector de
la Y hasta el límite de la vereda Peña Negra con las Vueltas sobre la vía la Y -
Sogamoso.
En esta zona por el esfuerzo comunitario y gestión principalmente ha sido posible
la dotación de servicios públicos, servicios sociales, colegio, salud, entre otros que
han presionado el mercado de tierra, a tal punto de configurar loteos improvisados
con características urbanas, es muy fuerte la tendencia a lotear para instalar locales
comerciales o sitios de producción como carpinterías sobre la vía sin que exista
previsión por mantener las áreas de vía.
El flujo de población desde el sector hasta Duitama y la falta de una zona de
aislamiento o una calzada lenta convierte a esta zona como la de mayor
accidentalidad en el área del municipio, a esto se suma la falta de sitios adecuados
para paraderos, se presentan problemas para la evacuación de aguas servidas por
cuanto hay grandes zonas de terreno que se encuentran en proceso de loteo que
12 Esquema de Ordenamiento Territorial Tibasosa. Dimensión funcional p. 54
13 EOT. Dimensión social p. 20
14 EOT. Dimensión biótica p. 37

están por debajo de las aguas máximas del canal principal que podría ser el receptor
de las mismas. 15
A lo largo de las tradicionales callejuelas ahora adaptadas como vías públicas se
está produciendo loteo y construcción de viviendas de tal manera que se pierde la
vocación productora, aunque la infraestructura existente no sea adecuada.
Frente a la tendencia a construir en la zona no hay ninguna determinación de
planeación ni control, a la fecha en esas zonas no se exige ni siquiera la aprobación
de planos, mucho menos se verifica la disponibilidad de servicios o compatibilidad
de usos.
Se debe reconocer como factor positivo del desarrollo de la zona la generación de
fuentes de trabajo basadas en la empresa familiar o microempresa que al contrario
de la industria cervecera vinculan en forma directa a los habitantes del sector.
Se considera importante detener los procesos no planificados de loteo y
construcción en el sector, proponer por parte del municipio directrices específicas
para determinar zonas de desarrollo, dar prioridad al respeto por las áreas de
protección sobre las vías el canal principal y el Río Chicamocha y no permitir la
construcción en las áreas donde técnicamente no sea posible el tratamiento y
evacuación de aguas servidas.
Es la vereda más densamente poblada en el municipio de Tibasosa Peña Negra
con un habitante por cada 4554.5 metros cuadrados.16
En lo posible se debe orientar el potencial productivo que se ha convertido en una
vocación del sector para fortalecer las posibilidades del área descrita reconociendo
como fortalezas la existencia de una excelente infraestructura vial existente y
proyectada (en el proyecto de la doble calzada Bogotá Sogamoso), y la dotación de
servicios públicos como acueducto y redes de Energía que se suman a la posibilidad
de evacuar aguas servidas previamente tratadas.
Según el E.O.T17 la vereda peña negra hace parte de las áreas que en el municipio
de Tibasosa albergan de alguna manera ocupación de su territorio con
características de urbanizado.
Los problemas de contaminación más relevantes en orden de afectación para esta
vereda son: aguas Negras, ruido, basuras, desechos industriales, Insecticidas,
manejo y empaque de fungicidas y erosión con un 33%, 17.9%, 13.6%, 11.7%,
11.4%, 8.8% y 3.7% respectivamente.18
15 EOT. Dimensión funcional p. 30
16 EOT. Dimensión funcional p.10
17 EOT.DIMENSION FUNCIONAL P. 29
18 EOT. DIMESION BIOTICA. Parte 1 P37

DESCRIPCION GENERAL ZONA DE INFLUECIA DEL PROYECTO
Con el fin de conocer las condiciones geológicas, hidrogeológicas, topográficas y
demás en la zona donde se asentará el proyecto se realizó la pertinente indagación
en los Mapas presentados en el Esquema de Ordenamiento Territorial de Tibasosa
con el fin de ser lo más exactos posible en la descripción de las condiciones de la
zona.
USO RECOMENDADO DEL SUELO
En la vereda Peña negra especialmente en la zona de influencia directa del proyecto
según el esquema de ordenamiento territorial de Tibasosa el uso recomendado del
suelo es de protección ecológica, en la sub-unidad suelos con aptitud para la vida
silvestre y la recreación pasiva. De la misma manera muy cerca también se
encuentra el uso para zonas forestales en la sub-unidad de suelos no aptos para
labores agropecuarias, actualmente utilizados para la explotación forestal.
Requieren implementación de técnicas de manejo para reducir impactos de perdida
de suelos.19
FLORA
El área del proyecto tiene una cobertura vegetal de tipo bosque plantado
específicamente eucalipto y pino.
Esta cobertura se caracteriza por presentar especies de pinos y eucaliptos
principalmente, en diferentes estados de crecimiento. La composición florística de
la unidad es homogénea; se caracteriza por la ausencia de sotobosque, aunque en
algunas áreas como en el cerro la cruz, se presentan bajo los bosques,
comunidades de arbustales y herbazales dispersos. Algunos de estos bosques
tienen un bajo grado de desarrollo porque muchos de ellos crecen
espontáneamente o porque aquellos que son sembrados no reciben prácticas de
manejo. Las especies mas comunes son: Pinus candelabro, Ciprés sp., pinus
pátula, eucaliptos glóbulos, y ocasionalmente acacias. En menor extensión y
diseminados por todo el territorio municipal especialmente a orillas de las quebradas
y en medio de los potreros se presentan sauces.20
Actualmente estos bosques son utilizados para actividades industriales y
mineras, principalmente para la obtención de pulpa de madera, la construcción de
instalaciones en las minas de caliza, para la minería del carbón y para la
construcción.
19 Mapa Uso recomendado del Suelo. Plano n 29 EOT Tibasosa
20 EOT. FUNCION BIOTICA PARTE 2. P. 61

PENDIENTES
Según el mapa de pendientes desde la avenida principal hasta el lugar donde está
ubicado el proyecto se presentan pendientes aproximadamente de 25-50 %
ligeramente escarpado.21
RIESGOS
En la zona de influencia directa del proyecto se presentan dos tipos de riesgos:
Riesgo medio; riesgo de incendios forestales en bosques plantados, y riesgo bajo;
terrenos afectados por procesos de intensos de erosión en surcos.22
GEOLOGIA
Se presenta una geología de la edad del carbonífero a ésta edad corresponde en el
municipio de Tibasosa, la Formación Cuche, que representa las rocas más antiguas
de la secuencia litológica aflorante, se reconoce superficialmente por el color rojizo
de los terrenos que constituye.
Constituida por una secuencia alternante de bancos de arenisca compacta de grano
fino a medio color blanco amarillento y capas delgadas de arcillolita roja de pocos
cm. de espesor, intercalaciones de limolitas rojas violáceas fisibles, pequeños
bancos de arenisca amarillenta, seguidas de potentes bancos de arenisca
cuarcítica, amarillenta, muy compacta, de grano fino a medio y delgadas capas de
arcillolita roja. Con un espesor total aproximado de
320 m. La parte superior de ésta Formación genera grandes escarpes en la vereda
Las Vueltas y en el sector paralelo a la autopista Tibasosa – Duitama
correspondiente a la vereda El Chorrito. Algunos niveles de ésta Formación se han
explotado para recebo, y los niveles de limolitas y arcillolitas rojas con alto contenido
de óxidos de hierro pueden ser utilizados en mezclas para mejorar propiedades de
las arcillas en la industria ladrillera.23
HIDROGEOLOGIA
El proyecto se encuentra ubicado en la unidad hidrogeológica Acuitardo, rocas
consolidadas calcáreas y arenosas en menor proporción con interestratos de
arcillolitas, lodolitas y shales impermeables; con permeabilidad secundaria.
Los miembros calcáreos de la Formación Tibasosa y las rocas de la Formación
Cuche, se clasificaron como las de menor probabilidad de explotación económica
del recurso agua, por tratarse en los primeros de intercalaciones de rocas arenáceas
y calcáreas con arcillolitas, lodolitas y shales, las calizas del miembro inferior de la
Formación tienen valores de permeabilidad muy altos en sectores donde se han
desarrollado procesos kársticos, sin embargo por tratarse, los canales de
transmisión de agua, de grandes orificios (cavernas), el líquido puede fluir por
distancias muy grandes y no acumularse en sitios específicos que permitan su
21 Mapa de Pendientes. Plano 3.EOT TIBASOSA
22 Mapa de Amenazas Naturales. Plano 12 A. EOT TIBASOSA
23 EOT. DIMESNION BIOTICA. PARTE 2 P. 6

extracción; las aguas que puedan retenerse en éstos estratos y/o fluir por algún
canal en forma continua como sucede en cercanías del municipio (vereda Tocogua,
de Duitama), presentan altos contenidos de carbonatos ya que a su paso han diluido
éste componente de las rocas. En cuanto a la Formación Cuche, ésta presenta
niveles arenosos fracturados de buena permeabilidad, intercalados con arcillolitas
limolitas, que le restan a la Formación, propiedades de acumulación y transmisión
de agua.24
HIDROLOGIA
El municipio de Tibasosa pertenece a la Cuenca del Rio Magdalena, Subcuenca del
Rio Chicamocha.
Subcuenca del río Chicamocha
- Generalidades. Constituye el cauce más importante del Municipio y transcurre,
limitándolo por los costados noroccidental, norte y nororiental en una longitud total
de 22741 m., donde fluye sobre terrenos con pendientes mínimas en curvas mas o
menos regulares y sinuosas, denominadas meandros, que son las formas típicas
del curso de una corriente madura. La dinámica del río ha dejado a su paso
numerosos meandros abandonados, entre los cuales se destaca el localizado en el
valle de la vereda Ayalas, donde los terrenos adyacentes al cauce actual del río
tienen niveles inferiores al de aguas máximas de este, situación común a lo largo
de todo su trayecto.
- Uso del Agua. El río Chicamocha es la fuente de abastecimiento del distrito de
riego del Alto Chicamocha, que tiene cobertura en casi la totalidad de los terrenos
del valle del municipio de Tibasosa, además es abastecedor de uno de los
acueductos Municipales y de la planta cervecera de Bavaria localizada en
jurisdicción del Municipio; aguas debajo de la captación de Tibasosa, se toma el
agua para parte un acueducto del municipio de Nobsa.25
Actualmente el Rio Chicamocha es la fuente de abastecimiento para dos Sistemas
de acueductos (central, veredal) en el municipio de Tibasosa además de ser la
principal fuente de abastecimiento para USOCHICAMOCHA (Asociación de
Usuarios del Distrito de Riego y Drenaje del Alto Chicamocha y Firavitoba) quienes
prestan los servicios de drenaje y riego a lo largo del municipio de Tibasosa.26
Estado de conservación.
El río se encuentra contaminado por vertimiento de aguas residuales en los
municipios de Paipa, Duitama y en el sector de la vereda El Chorrito, jurisdicción de
Tibasosa. Su cauce está totalmente desprotegido, y su ronda invadida por
24 EOT. Dimensión biótica. Parte 2. P.20
25 EOT. DIMESION BIOTICA PARTE 2. P 35
26 Javier Prieto, Operador Planta ASUAPES. Fecha Marzo 2017

actividades agropecuarias, vías e incluso vivienda. A la altura del Municipio, el cauce
se caracteriza por presentar numerosas sinuosidades que favorecen los procesos
de socavamiento, lo cual tiene gran influencia en la calidad del agua y a que aporta
importantes volúmenes de sedimentos.27
Las veredas no pertenecen a ninguna microcuenca que genere gran aporte al ciclo
hidrológico en el Municipio y que han sido establecidas mediante estudios
hidrológicos pertinentes (Balance hídrico, Estacion San Rafael, Tibasosa) y
presentadas en el Esquema de Ordenamiento Territorial.
SUELOS
Los suelos son desarrollados a partir de areniscas en relieve quebrado a escarpado.
Se encuentran al norte de la Vereda Centros, la mayor parte de Boyera, el occidente
de Suescún y Peña Negra, y algunos sectores al oriente de Ayalas y Chorrito. Parte
de estos suelos se encuentran con bosque natural, hay pastos y rastrojos. Se
observa erosión moderada a severa y afloramientos rocosos.
LPef3p: Suelos desarrollados en relieve fuertemente quebrado a fuertemente
escarpado, con pendientes 25-50% y mayores del 50%, erosión severa.28
SISTEMA DE ACUEDUCTO ASUAPES
VIAS DE COMUNICACIÓN
La vía principal de comunicación es Bogotá-Sogamoso, la cual en el tramo Bogotá-
Sector la Y es una vía de primer orden rango 1, y luego de la Y y hasta la siguiente
intersección para la llegada a la ubicación del Sistema de tratamiento es una vía de
primer orden, rango 2. Luego se asciende por la montaña por una vía según el
E.O.T29 de tipo camino. Esta descripción se relaciona en la imagen numero3, donde
la planta de tratamiento está representada por el cuadro blanco.
En las visitas realizadas se pudo evidenciar que la vía de acceso a la planta es un
camino sin pavimentar la mayoría del recorrido y presenta inestabilidad en algunos
tramos debido a la época de invierno. En las imágenes se evidencia el estado de la
via de acceso a la planta.
27 EOT. DIMESION BIOTICA PARTE 2. P 35
28 Mapa de Suelos. EOT. Plano número 7. Mapa de estudio general de suelos 1980 IGAC
29 Mapa de Infraestructura y servicios rural. Plano 18…E.O.T TIBASOSA

Imagen3. Recorte mapa de infraestructura y servicios rural. EOT
Fuente: Esquema de ordenamiento territorial
Imagen 5. Intersección vía Bogotá-Sogamoso y camino de acceso a la planta de
tratamiento
Fuente: Autores

SISTEMA DE ACUEDUCTO ASUAPES (Asociación de Usuarios Acueducto
Peña Negra-Suescun)
El sistema de acueducto está conformado por la captación, la casa de bombas y la
planta de tratamiento luego de esto la red de distribución. A continuación, se
presentarán las ubicaciones del sistema de Acueducto.
Imagen 6. Ubicación del Sistema de Acueducto ASUPES
Fuente: Google Earth
Coordenadas de la ubicación del acueducto:
 5°47’29.60” N
 72°59’29.60 O
Con una elevación aprox: 2483 m

DATOS TECNICOS
Ubicación Captación:
La bocatoma del acueducto se encuentra seguida del puente en la carretera
Duitama-Sogamoso, en el rio Chicamocha, exactamente en -72º 59' 42.288" latitud,
5º 47' 40.4484" longitud. La imagen 7 muestra la ubicación.
Imagen 7. Ubicación de la bocatoma de acueducto
Ubicación Casa de bombas y Desarenador:
El desarenador y la casa de bombas se encuentra en terreno relativamente llano,
exactamente en -72º 59' 28.77" latitud, 5º 47' 30.0114" longitud. La imagen 8
muestra su ubicación. En la imagen 8 se puede ver su ubicación.
Ubicación Planta De Tratamiento:
El sistema de tratamiento del acueducto se encuentra en la ladera de la montaña,
exactamente en -72º 59' 46.8852 latitud, 5º 47' 29.7276" " longitud. La imagen 9
muestra el sitio de ubicación. En la imagen 9 se presenta la ubicación.
DIAGNOSTICO Y FUNCIONAMINETO ACUEDUCTO PEÑA NEGRA-SUESCUN:
La planta funciona diariamente durante 15 horas aproximadamente, empezando su
funcionamiento desde las 6:30 a.m., con el fin de empezar el bombeo a las veredas
a las 7:15 a.m. A diario son tratados 280 mil litros de agua.

Imagen 8. Ubicación de la caseta de bombas y el desarenador
Imagen 9. Ubicación de la planta de tratamiento
Fuente: Google Eart

Caudal trabajado actualmente: 3,5 l/s30
Según el registro del macromedidor de la caseta de bombas el caudal trabajado en
un día (Sabado 18 Abril, 20017) en el cual se empieza a bombear el agua desde las
7:20 am hasta las 10:10 pm es:
Lectura Inicial:488201 𝑚3
Lectura Final:488451 𝑚3
Volumen de agua=250𝑚3
Es decir 250000 Litros por día
Caudal=2,89 litros por segundo
En los anexos se presenta el registro que se usó para este cálculo.
SISTEMA DE TRATAMIENTO
El procedimiento que se lleva a cabo en el sistema de acueducto y la descripción
del estado en el que se encuentran las estructuras actualmente se llevara a cabo a
continuación:
Captación o bocatoma
Para la captación de agua del Rio Chicamocha se hace uso de una bocatoma lateral
de fondo, que consta de los siguientes elementos:
 Canal de aducción. El cual es de forma rectangular y se encuentra
perpendicular al flujo.
 Rejilla. Se utilizan 7 rejillas de 2” cada una, las cuales realizan el proceso de
cribado.
 Compuerta
 Tubería. Esta tubería es de 6” y se encarga de conducir las aguas al
desarenador.
Desarenador
El desarenador se encentra ubicado en la parte centro de la vereda de Santa
Teresa, aproximadamente a 300m de la bocatoma. En el sitio se cuenta con una
casa de bombas, las cuales trabajan con una potencia de 24 caballos fuerza para
poder conducir en tuberías de 6” el agua hacia la planta de tratamiento. Ver imagen
11.
30 ACTA DE INSPECCION SANITARIA. Acueducto ASUAPES

Imagen 10. Bocatoma Acueducto ASUAPES
Fuente: Autores
Imagen 11. Desarenador y casa de bombas
Fuente: Autores

Coagulación-Floculación
En esta sección, para la formación de los coágulos se hace uso del sulfato de
aluminio con un proceso de mezcla rápida seguido de una mezcla lenta.
La dosis óptima de coagulante no se encuentra definida aun, ya que, su
determinación se hace mediante ensayos de jarras realizados a diario. En el caso
del día 8 de abril del 2017, para la prueba realizada se emplearon 80 mg/L de
coagulante para un caudal de entrada de 3.5 L/s, teniéndose para el día un total de
15.2 kg/día (anexo 16). Mas sin embargo manejan en promedio 18.5 kg/día de
sulfato de aluminio.
Se cuenta en la zona del floculador con un tubo de desagüe de 2” y media; para el
canal de mezcla, se cuenta con una tubería de 2” para reboses.
Teniendo en cuenta que algunos días el valor de la turbidez aumenta, es necesario
aumentar la cantidad de coagulante, de esta manera luego del tratamiento se
presentan variaciones de pH que no convienen al tratamiento, de esta manera es
necesario aplicar alguna medida de corrección y control de pH.
Se hace uso de un floculante llamado Quimifloc el cual actúa como catalizador en
el proceso de coagulación-flocualción. Por otro lado, ha sido necesario bajar la
cantidad de floculante ya que provoca la colmatación del sedimentador y el
taponamiento del filtro.
Imagen 12. Proceso de coagulación y floculación
Fuente: Autores

La dosificación es realizada de forma artesanal ya que no se encuentra en
funcionamiento el sistema que introduce y mezcla el sulfato; el operario por su parte
diariamente agrega la dosis a determinadas horas y como el sulfato de aluminio
debe ser mezclado constantemente, es realizado de modo manual, ya que la paleta
eléctrica encargada de dicha operación no funciona y con esto se evita que se tape
por el sulfato. El uso de este dosificador hace necesario que el encargado suba a
apagar el sistema en la culminación del tratamiento aproximadamente las 10 pm. A
continuación, en la imagen se enseña el dosificador:
Imagen 13. Dosificador artesanal
Fuente: Autores
Sedimentador
El sedimentador es te tipo tubular, de flujo horizontal y constante, este trabaja con
un proceso de mezcla lenta; por otro lado, el fondo de la unidad maneja un pendiente
para facilitar el deslizamiento del sedimento.
El tanque está provisto de un tubo flauta con un diámetro de 6”, donde por medio
de las perforaciones recolecta el afluente sin perturbar la sedimentación de las
partículas depositadas; por otro lado, se cuenta con unos módulos en forma de
panal (celdas), estas placas se encuentran inclinados 60° de modo que el agua

asciende por ellas con flujo laminar. El tiempo de retención es aproximadamente de
2 minutos.
Imagen 14. Sedimentador
Fuente: Autores
Actualmente las celdas o placas presentan daño, por lo que no está sedimentando
de forma correcta, formándose floculos en la superficie y, ocasionando que en el
filtro se acumulen y se tape. A continuación, en la imagen se muestra el estado
actual del tanque:
Imagen 15. Sedimentador con daño en las celdas
Fuente: Autores

Filtro
El diseño del filtro es de flujo ascendente y contiene lechos mezclados constituidos
por antracita, arena lavada, coque y grava.
El diámetro que se maneja para los lechos filtrantes es estándar, exceptuando la
grava que maneja un diámetro de ¾” (19mm). Cada capa tiene un espesor de 7 cm
y entre capas se tiene una malla geométrica, que impide la deformación de las
mismas. La cantidad para cada capa es de 7 bultos aproximadamente
Teniendo en cuenta la variación de los valores de turbidez, los problemas que
genera el mal funcionamiento del sedimentador y la necesidad de mayores
cantidades de coagulantes y floculantes, es necesario el lavado constante del filtro
ya que presenta taponamiento y obstruye el correcto tratamiento del agua
Imagen 16. Filtro
Fuente: autores
Sistemas de Cloración
El acueducto utiliza un sistema de cloración con cloro gaseoso y dependiendo de
las condiciones de dosificación se aplica hipoclorito de sodio.
Las aguas filtradas son conducidas por bombeo al sistema de cloración, donde al
llegar al punto en que se aplica el cloro gaseoso se abren las válvulas de cloración;

el sistema cuenta con un medidor de presión (imagen 10) que permite regular la
cantidad de cloro que se suministra.
Imagen 17. Medidor de presión
Fuente: Autores
La dosificación que se maneja depende del tanque de almacenamiento y esta es
determinada mediante la curva de cloro. El tiempo de cloración es de 2 horas para
el tanque 1 y de 4 horas para los demás tanques. El llenado de los tanques tarda
aproximadamente 20 minutos.
Para identificar las fugas del cloro gaseoso se utiliza el amoniaco, el cual tiñe de
color blanco el gas que se está filtrando. La bala de cloro en el tratamiento constante
agua se agota luego de 6 meses de uso. Ver imagen 18
Tanques de almacenamiento
Se cuenta con 4 tanques de almacenamiento, los cuales actualmente se encuentran
en funcionamiento (aclarar que en la primera visita solo funcionaban 3), cada tanque
cuenta con una capacidad de 144.000 litros aproximadamente.
La duración aproximada de reposo del agua en los tanques es de 12 horas
aproximadamente, luego de esto el operario realiza algunas pruebas básicas antes
de realizar el suministro tales como pH, cloro residual libre. Ver imagen 19.
Tanques de lodos:
Se cuenta con un tanque de lodos con el fin de disponer los sedimentos extraídos
en el tratamiento. Este tanque actualmente no tiene la capacidad necesaria para
almacenar y tratar las aguas que no son tratadas a diario, de esta manera se

mantiene de manera constante abierto el rebose del tanque y esta agua es
descargada a lo largo de la montaña donde está ubicado el sistema de tratamiento.
Por otro lado, para evitar que el mismo se rebose, el operario con unas válvulas
regula el paso de las aguas provenientes de los tanques de almacenamiento. Ver
imagen 20.
Imagen 18. Sistema de cloración
Fuente: Autores
Imagen 19. Tanques de almacenamiento
Fuente: Autores

Imagen 20. Válvulas de paso de agua hacia tanque de lodos
Fuente: Autores
Además, no se cuenta con terrazas para su disposición final, así que los lodos son
almacenados en el sitio; al alcanzar el límite de almacenamiento, son cerradas las
válvulas y luego se dejan secar los lodos, para ser luego retirados.
Imagen 21. Tanque de lodos
Fuente: Autores

FRECUENCIA DE SUMINISTRO
El agua es bombeada desde las 7:00 am y teniendo en cuenta el consumo el cierre
se realiza de 10:00 a 12:00 aproximadamente.
RACIONAMIENTO
El sistema de acueducto evita los racionamientos sin embargo hay racionamientos
frecuentes debido al vertimiento de gas salinas provenientes de las termales del
Municipio de Paipa, en la fuente de la cual se hace la captación, Rio Chicamocha.
Este vertimiento provoca una alteración en el valor de conductividad y otras
características las cuales impiden que se realice la captación para el tratamiento y
abastecimiento de Agua potable. El operario realiza muestreos en la boca toma con
el fin de conocer las características del agua a partir del día que se realizó el
vertimiento. De esta manera dentro de un lapso de 3 o 4 días se obtienen una serie
de datos los cuales permitirán saber el momento en el que se puede realizar la
captación y planificar el racionamiento.
REGISTROS DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO
 En el sistema de acueducto están disponibles los registros de caudales que
son calculados partir de los macromedidores. Sin embargo, actualmente el
macromedidor ubicado en el sistema de tratamiento no está funcionando y
se cuenta con los datos del macromedidor ubicado en la casa de bombas.
 Análisis físicos y químicos básicos que realiza el operario todos los días antes
de iniciar el proceso: pH, Turbiedad, color, cloro. Anexo.
 Verificación del cloro residual libre en los puntos de muestreo a través de la
red de distribución.
 Muestreos extemporáneos en la captación con el fin de comprobar la
conductividad los días en el que se hace el vertimiento de las aguas saladas
en el municipio de Paipa y las cuales afectan el tratamiento del agua.
 Análisis Físicos, Químicos y microbiológicos, solicitados por la Asociación.
Sin embargo, existen registros anuales solicitados por el Instituto Nacional
de Salud y otros entes de control. Anexo.
CALCULO DEL IRCA
El cálculo del Índice de Riesgo de Calidad de Agua para consumo humano es un
instrumento básico para evaluar la calidad del agua entregada por los sistemas de
tratamiento de agua potable. Este instrumento es suministrado por el Ministerio de
la Protección social y el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo territorial por
medio de la Resolución 2115 de 22 de Junio de 2007, donde también se especifican
las características físico químicas y microbiológicas que se tienen en cuenta y los
parámetros que se relacionan para el cálculo del IRCA. De esta manera se ejerce
control sobre la operación en los sistemas de tratamiento de agua potable.

El acueducto ASUAPES cuenta con el registro de los análisis realizados por el
laboratorio Analizar Ltda acreditado por el IDEAM (Norma ISO/IEC) (17025:2005)
según las Resoluciones (2014/05/14) y (2014/10/27), exigido en algunas ocasiones
por la secretaria de salud y en otras por la misma asociación de usuarios. A
continuación, representamos los resultados obtenidos en el análisis solicitado por la
Asociación de usuarios.
Tabla 1. Datos del laboratorio “ANALIZAR LABORATORIO FISICOQUIMICO
LTDA”
ANALIZAR LABORATORIO FISICOQUIMICO LTDA
INFORME DE RESULTADOS DE ENSAYOS AG20114-14
IDENTIFICACIÓN
Solicitante:
ASOC. DE USUARIOS ACUEDUCTO PEÑA NEGRA
SUESCUN
Dirección: Sector Santa Teresa Tibasosa
Ensayo Realizado: Fisicoquímico y Microbiológico
Tipo de Agua: Superficial Tratada
Sitio de Muestreo: Sector Lo Pinos Frente a casa de Isidro Molano Tibasosa
Punto de Muestra: Grifo Bayoneta 0202
Tipo de Muestreo: Simple
Fecha y Hora de
Recepción: 26/01/2016 08:50
Objeto: Control de Calidad
Condicion de
Recepción: Refrigerada
Periodo de Análisis: De 2016/01/26 a 2016/02/08 Plan de muestreo 398
DESCRIPCION EXPRESION
VALOR
OBTENIDO
VALOR MAXIMO
ACEPTABLE
TRABAJO DE CAMPO
cloro residual mg/L 2 0,3 a 2,0
conductividad
microsiemen
s/cm
370 1000
olor cualitativo aceptable aceptable
PH
unidades de
PH
5,5 6,5 a 9,0
sustancias flotantes cualitativo ausentes ausentes
temperatura °c 21,2 N.A
TRABAJO DE LABORATORIO
alcalinidad total mg/L <1,46 200
cloruros mg/L 35,54 250

color aparente UPC <2,48 15
dureza total mg/L 38,6 300
fosfatos mg/L <0,08 0,5
hierro total mg/L 0,1 0,3
nitritos mg/L <0,017 0,1
sulfatos mg/L 113 250
turbiedad UNT 1,17 <2
coliformes totales UFC/100ml 0 0
E.còli UFC/100ml 0 0
Fuente: Acueducto ASUAPES.
Con el fin de estudiar y conocer el procedimiento para calcular el Índice de Riesgo
de Calidad de Agua para agua de consumo humano desarrollamos la metodología
de la siguiente manera
 Teniendo en cuenta los parámetros entregados en el Análisis y los requeridos
para el cálculo del IRCA31 tenemos que se incluyen los siguientes: Cloro
residual, pH, alcalinidad total, cloruros, color aparente, dureza total, fosfatos,
hierro total, nitritos, sulfatos, coliformes totales, E cóli.
 Entonces según los límites establecidos en la Resolución 2115 de 2007 se
evalúa si cumplen o no cumplen los parámetros enunciados anteriormente
de la siguiente manera y se le asigna el puntaje de riesgo según la tabla 2:
Puntaje de riesgo
Tabla 2. Puntaje de riesgo
característica Puntaje de riesgo
Color aparente 6
Turbiedad 15
pH 1.5
Cloro residual libre 15
Alacalinidad total 1
Calcio 1
Fosfatos 1
Manganeso 1
Molibdeno 1
Magnesio 1
Zinc 1
31 Resolución 2115 del 22 De junio de 2007. República de Colombia

característica Puntaje de riesgo
Dureza total 1
Sulfatos 1
Hierro total 1.5
Cloruros 1
Nitratos 1
Nitritos 3
Aluminio (Al3+) 3
Fluoruros 1
COT 3
Coniformes totales 15
Escherichia Coli 25
Sumatoria de puntajes asignados 100
Fuente: Resolución 2115 del 22 De junio de 2007. República de Colombia
Tabla 3. Resumen de los parámetros según el IRCA
DESCRIP
CION
EXPRES
ION
VALOR
OBTENID
O
VALOR MAXIMO
ACEPTABLE
CUMPLE/NO
CUMPLE
PUNTAJ
E IRCA
cloro
residual
mg/L 2 0,3 a 2,0 NO CUMPLE
15
PH
unidades
de PH
5,5 6,5 a 9,0 NO CUMPLE
1,5
alcalinida
d total
mg/L <1,46 200 CUMPLE
1
cloruros mg/L 35,54 250 CUMPLE 1
color
aparente
UPC <2,48 15 CUMPLE
6
dureza
total mg/L 38,6 300 CUMPLE
1
fosfatos mg/L <0,08 0,5 CUMPLE 1
hierro
total
mg/L 0,1 0,3 CUMPLE
1,5
nitritos mg/L <0,017 0,1 CUMPLE 3
sulfatos mg/L 113 250 CUMPLE 1
turbiedad UNT 1,17 <2 CUMPLE 15
coliforme
s totales
UFC/100
ml
0 0 CUMPLE
15
E.còli
UFC/100
ml
0 0 CUMPLE
25

Fuente: Autores
 De esta manera según la ecuación número 1, realizamos el cálculo del IRCA
de la siguiente manera:
Ecuación 1
𝐼𝑅𝐶𝐴 (%)
=
∑ 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠
∑ 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠
∗ 100
𝐼𝑅𝐶𝐴(%) =
1,5
15 + 1,5 + 1 + 1 + 6 + 1 + 1 + 1,5 + 3 + 1 + 15 + 25
∗ 100
= 1,724137931
Teniendo en cuenta los resultados del IRCA se clasifica que el nivel de riesgo de la
calidad de Agua para consumo humano entregada por el sistema de acueducto
ASUAPES.
Nivel de riesgo, SIN RIESGO de tal manera que la autoridad sanitaria debe
permanecer en control y vigilancia constante según la operación de la planta.
ADMINISTRATIVO
Este acueducto inicio su construcción el día 13 de agosto 1995 por iniciativa de la
comunidad de Santa Teresa en cabeza de la junta de acción comunal, quien lidero
la obra hasta el día 19 de diciembre de 1999 fecha en la que empezó a funcionar
dando servicio a la comunidad y se creó la asociación de usuarios.
El sistema de acueducto es una Asociación privada sin ánimo de lucro a la cual
pertenecen todos los usuarios comprendidos en las Veredas Suescún y Peña negra
y está en dirección del presidente de la junta directiva de asociación de usuarios
acompañado de otros miembros, la cual se muestra en la imagen 22.
MARCO JURIDICO
El Sistema de Acueducto ASUPES(Asociaciónde Usuarios Acueducto Peña Negra-
Suescun), es una entidad sin ánimo de lucro; con numero: S0500309 y N.I.T:
826001604-1. En el momento no registra resolución ni decreto que formalice su
constitución, mas sin embargo la certificación y legitimación de los registros
administrativos se hace conforme Ley 962 de 2005 y Ley 1437 de 2011 por la cual

se expide el Código de Procedimiento Administrativo y de los Contencioso
Administrativo.
Imagen 22. Organigrama del acueducto ASUPES.
Fuente: Acueducto ASUPES
La Cámara de Comercio de Sogamoso certifica la Asociación de Usuarios
Acueducto Pena Negra-Suescun mediante artículos 43 y 144 del decreto número
2150 de 1995 y su decreto reglamentario 427 de 1996 y el decreto 019 de 2012.
La Asociación de Usuarios Acueducto Pena Negra – Suescun fue constituida
mediante Acta No. 0000001 del 19 de diciembre de 1998, otorgado(a) en asamblea
general e inscrita en la Cámara de Comercio el 13 de enero de 1999 bajo el numero:
00000618 del libro I de las personas jurídicas sin ánimo de lucro.
Por otro lado, la entidad ha sido reformada por documentos expedidos en las fechas
2000 y 2014 respectivamente, por la Asamblea General y Asamblea de
ASOCTIBASOS. La persona jurídica cuenta con una vigencia de duración hasta el
18 de julio de 2064. Además de esto en la Cámara de Comercio no aparecen
inscripciones posteriores de documentos referentes a reforma, disolución,
liquidación o nombramientos de representantes legales de la entidad.

La asociación tiene como objeto social general la prestación del servicio público de
acueducto en los términos que lo determina la Ley 142 de 1994 y demás normas
que la regulan.
MARCO LEGAL Y NORMATIVO
El cumplimiento respecto a las directrices normativas legales que otorga la
legislación garantiza el correcto orden y funcionamiento bajo el derecho positivo al
cual estamos sujetos como personas naturales o jurídicas y es garantía en la
defensa de derechos y el correcto funcionamiento de la actividad a realizar.
LEY 99 DE 1993 Por la cual se crea 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, y
se dictan otras disposiciones. 32
LEY 142 DE 1994 Esta Ley se aplica a los servicios públicos domiciliarios de
acueducto, alcantarillado, aseo, energía eléctrica, distribución de gas combustible,
telefonía fija pública básica conmutada y la telefonía local móvil en el sector rural; a
las actividades que realicen las personas prestadoras de servicios públicos
DECRETO 1575 DE 2007 El objeto del presente decreto es establecer el sistema
para la protección y control de la calidad del agua, con el fin de monitorear, prevenir
y controlar los riesgos para la salud humana causados por su consumo,
exceptuando el agua envasada. 33
RESOLUCIÓN 2115 DE 2007 Por medio de la cual se señalan características,
instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad
del agua para consumo humano34
RESOLUCION 2320 DE 2009 por la cual se modifica parcialmente la Resolución
número 1096 de 2000 que adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua
Potable y Saneamiento Básico –RAS– en su artículo 67 -Dotaciones
PROPUESTA DEL TREN DE TRATAMIENTO PARA LA POTABILIZACION DEL
AGUA CRUDA DEL RIO CHICAMOCHA
32 NTC 1500: Código colombiano de fontanería
33 REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO
BÁSICO- RAS 2000 TITULO-B
34 NTC 3903: Procedimiento para el método de jarras en la coagulación floculación del agua.

El primer paso para potabilizar agua es determinar la calidad inicial del agua cruda
en la fuente de abastecimiento, lo que permitirá diseñar el tratamiento necesario. Es
posible que el agua contenga metales, materia orgánica disuelta o particulado, color,
sabor y olor desagradables, grandes cantidades de calcio y magnesio, hierro y
manganeso, carbonatos, bicarbonatos, cloruros o sulfatos en exceso, sustancias
orgánicas de toxicidad elevada, etc.
Por otro lado el Rio Chicamocha es una de las fuentes hídricas más afectadas por
la contaminación de aguas residuales industriales, domesticas, agrícolas, entre
otras. Así como la afectación por el desarrollo de actividades económicas alrededor
de dicha fuente desde su nacimiento hasta antes del punto de captación. Así como
se evidencia en la identificación de afectaciones puntuales, difusas y tributarios en
el área de estudio35
Con el fin de caracterizar el agua cruda de la cual se hará uso para el tratamiento y
suministro de agua de consumo humano en la zona rural del municipio de Tibasosa,
se realizaron los respectivos análisis Fisicoquímicos en el laboratorio de Ingeniería
Ambiental de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, los cuales
nos permitirán seleccionar y diseñar el tren de Potabilización que optimiza la actual
operación del sistema de tratamiento de agua potable ASUAPES.
35 MAPA DE RIESGO DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO DEL RIO
CHICAMOCHA

El muestreo se realizó en la bocatoma exactamente en la presa de la compuerta.
De esta manera en la tabla … se evidencian los resultados de los análisis y los
limites permisibles por la normativa nacional vigente.
Imagen 23. Muestreo Bocatoma
Fuente: Autores
Tabla 4. Parámetros y resultados en laboratorio
PARAMETRO
LIMITE
PERMISIBLE
VALOR
OBTENIDO EN
LABORATORIO
UNIDADES
pH 6,5-9 7,35 Unidades de pH
Color aparente 15 61,21 UPC
Turbiedad 2 117 UNT
Conductividad 1000 34,3 µS/cm
TDS - 197 mg/l
Cloruros 250 20 mg/l
Sulfatos 250 20 mg/l
Hierro 0,3 4,18 mg/l
Alcalinidad total 200 60 mg/l
Dureza total 300 0,00106 mg/l
Calcio 60 28 mg/l

Teniendo en cuenta las anteriores características y el nivel de remoción que se debe
tener para obtener una calidad de agua sin riesgo, los procesos unitarios que se
plantearan en el tren de potabilización tendrán en cuenta una planta convencional
con los procesos unitarios que permitan la remoción de los contaminantes con el fin
de suministrar una calidad de agua aceptable.
De esta manera dentro de los procesos de pre tratamiento se tienen en cuenta:
Cribado y sedimentación. En la etapa del tratamiento se tiene en cuenta: Aireación,
Coagulación, floculación, sedimentación, desinfección y almacenamiento.
Imagen Tren de tratamiento
Así iniciaremos con la determinación de la población de diseño para conocer el
caudal que manejara la plata y así ofrecer una alternativa de optimización al sistema
de tratamiento actual.
Con el fin de realizar un diseño consistente a continuación se presentan las
diferentes ecuaciones, relaciones y cálculos usados para plantear los parámetros
necesarios de cada operación que se realizara para el tratamiento de agua potable.
De esta manera se presentará la información necesaria para el diseño de una planta
que cumpla con las especificaciones principalmente en el Reglamento Técnico del
Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS y las pertinentes dictadas por
la Republica de Colombia para el abastecimiento de agua potable las cuales están
relacionadas en el marco legal y normativo
USOS DEL AGUA

La población servida por el acueducto ASUAPES está limitada principalmente por
las veredas Suescún y Peña negra, en donde se destina su uso a actividades
residenciales y escolares, ya que en la vereda Peña Negra se encuentra una
Institución educativa, además del abastecimiento a varios Jardines Infantiles del
ICBF.
DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN PARA ABASTECIEMIENTO
Es preciso para el diseño, construcción y supervisión de la operación de las plantas
de tratamiento de agua potable tener en cuenta los datos demográficos de la
población suscriptora al servicio, actualmente el acueducto cuenta con 434
suscriptores36 y en las Veredas Peña Negra Y Suescún el numero promedio de
personas por hogar es de 3,8 habitantes por vivienda37 de esta manera la población
a la cual inicialmente se va abastecer es de 1649 usuarios aproximadamente.
DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE DISEÑO
Según el nivel de complejidad del sistema y tomando en cuenta la población que se
beneficia actualmente del acueducto es de un NCS bajo para el año 2017, el periodo
de diseño tendrá como valor 25 años38 es decir el diseño se proyectara hasta el año
2042.
PROYECCION DE LA POBLACION
La población a la que se va a suministrar se encuentra localizada en las veredas
Peña Negra y Suescún entonces la proyección de la población se realizara teniendo
en cuenta los datos de suscriptores en el sistema de acueducto ASUPES desde que
inicio las operaciones hasta la actualidad y el número de personas por hogar
teniendo en cuenta datos del DANE y del E.O.T Tibasosa.
Tabla 5. Información de población para proyección.
FUENTE AÑO SUSCRIPTORES
NUMERO DE
HABITANTES POR
HOGAR POBLACION
DANE 2005 270 3,8 1026
DANE 2009 395 3,8 1501
- 2017 434 3,8 1649
Fuente: Autores
36 Acueducto ASUAPES, Vereda Peña Negra. Tel: 3112265402
37 DANE, 2005
38 Resolución 2320 27 de noviembre de 2009. República de Colombia.

Con el fin de obtener datos más aproximados y teniendo en cuenta que se
recomienda para nivel de complejidad bajo el uso de los métodos Geométrico,
Exponencial y Aritmético39, realizaremos el cálculo de la proyección con los tres
métodos y se usara el dato promedio para los demás cálculos de diseño.
El Método Aritmético:
supone un crecimiento vegetativo balanceado por la mortalidad y la emigración. La
ecuación para calcular la población proyectada es la siguiente40:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 + k ∗ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑢𝑐) Ecuación 2
𝑘 =
𝑃𝑐𝑢−𝑃𝑐𝑖
𝑇𝑢𝑐−𝑇 𝑐𝑖
Ecuación 3
Según los datos de la tabla 1 se realizaron los siguientes cálculos:
𝑘 =
1649 − 1026
2017 − 2005
= 51,91666667
𝑃𝑓 = 1649 + 51,917 ∗ (2042− 2017) = 42522,925
Método Geométrico
Es útil en poblaciones que muestren una importante actividad económica, que
genera un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas de expansión las
cuales pueden ser dotadas de servicios públicos sin mayores dificultades. La
ecuación que se emplea es:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐 ∗ (1 + 𝑟) 𝑇 𝑓−𝑇𝑢𝑐 Ecuación 4
Donde r es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se
definen igual que para el método anterior. La tasa de crecimiento anual se calcula
de la siguiente manera41:
𝑟 = (
𝑃 𝑢𝑐
𝑃𝑐𝑖
)
(
1
( 𝑇 𝑢𝑐−𝑇 𝑐𝑖 )
)
− 1 Ecuación 5
De la misma manera a continuación se representa el procedimiento para llevar a
cabo los cálculos.
39 RAS 2000 TITULO B.
40 RAS 2000 TITULO B

𝑟 = (
1649
1501
)
(
1
(2017−2009) )
− 1 = 0,01182404418
𝑟 = (
1649
1026
)
(
1
(2017 −2005) )
− 1 = 0,04033395765
𝑟 = (
1501
1026
)
(
1
(2009−2005)
)
− 1 = 0,09978636959
Se obtuvo un promedio de r
𝑟 =
0,01182404418+ 0,04033395765+ 0,09978636959
3
= 0,05064812381
𝑟 = 0,051
𝑃𝑓 = 1649 ∗ (1 + 0,051)2042−2017
= 5718,585
Método exponencial
La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos para poder
determinar el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Se recomienda
su aplicación a poblaciones que muestren apreciable desarrollo y poseen
abundantes áreas de expansión. La ecuación empleada por este método es la
siguiente:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 ∗ 𝑒 𝑘∗(𝑇 𝑓−𝑇 𝑐𝑖 )
Ecuación 6
Donde k es la tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el
promedio de las tasas calculadas para cada par de censos, así42:
𝑘 =
𝑙𝑛𝑃𝑐𝑝−𝑙𝑛𝑃𝑐𝑎
𝑇𝑐𝑝 −𝑇𝑐𝑎
Ecuación 7
Los cálculos se realizaron de la siguiente manera:
𝑘 =
ln(1649)− ln(1501)
2017 − 2009
= 0,01175468637

𝑘 =
ln(1649)− ln(1026)
2017 − 2005
= 0,03954177474
𝑘 =
ln(1501)− ln(1026)
2009 − 2005
= 0,09511595148
Promedio de k
𝑘 =
0,01175468637+ 0,03954177474 + 0,09511595148
3
= 0,04880413753
𝑃𝑓 = 1026 ∗ 𝑒0,049∗(2042−2005)
= 1860.138
Los datos de poblaciones finales no han sido aproximados a sus números enteros
teniendo en cuenta que se va a realizar el promedio y lo más acertado será
aproximar ese promedio:
𝑃𝑓 =
42522,925+ 5718,585 + 1860.138
3
= 16700.54933
𝑃𝑓 = 16701 𝐻𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
Las proyecciones de la población difieren en su cálculo debido a que como lo
resaltamos en la descripción de la zona de estudio la vereda Peña Negra tiene
procesos de urbanización es decir que su crecimiento ha sido en los 3 intervalos de
la información usada más del 50 %. Por esta razón también la proyección de la
población nos arroja resultados para un nivel de complejidad mayor al nivel
complejidad del sistema actual.
El nivel de complejidad del sistema se encuentra definido como Medio-Alto.

DETERMINACION DE LA DEMANDA
DOTACIÓN NETA
La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para
satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que
ocurran en el sistema de acueducto.43
La dotación neta por habitante corresponde a 125 l/hab*dia44 teniendo en cuenta el
nivel de complejidad Medio-alto según la proyección de la población.
DOTACION BRUTA
De acuerdo con la Resolución 2320 de 2009 expedida por el Ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo Territorial, la dotación bruta para el diseño de cada uno de los
elementos que conforman un sistema de acueducto, indistintamente del nivel de
complejidad, se debe calcular teniendo en cuenta la siguiente ecuación:
𝑑 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
𝑑 𝑛𝑒𝑡𝑎
1−%𝑃
Ecuación 7
El %P se establece teniendo en cuenta los Porcentajes máximos admisibles de
pérdidas técnicas establecidos en la tabla B.2.445 teniendo en cuenta el nivel de
complejidad, de esta manera %P=25%
Entonces el cálculo se realiza de la siguiente manera:
𝑑 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
125
1 − 0,25
= 166,667
𝑙
ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
CALCULO DE CAUDALES
El caudal demandado se refiere la cantidad de agua requerida para una población
determinada en un periodo de diseño establecido, representada en l/s. Este cálculo
se realizó teniendo en cuenta el RAS 2000 TITULO B Sistemas de acueducto
numeral 2.8 Calculo de la demanda de Agua.
Calculo medio diario
El caudal medio diario, Qmd, es el caudal medio calculado para la población
proyectada, teniendo en cuenta la dotación bruta asignada. Corresponde al
promedio de los consumos diarios en un período de un año y puede calcularse
mediante la siguiente ecuación:
43 RAS 2000. TITULO B…
44 Resolución 2320 de 27 de noviembre de 2009. República de Colombia.
45 RAS 2000. TITULO B

𝑄 𝑚𝑑 =
𝑝∗𝑑 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400
Ecuación 8
𝑄 𝑚𝑑 =
16701ℎ𝑎𝑏 ∗ 166,667
𝑙
ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
86400
= 32,216 𝑙/𝑠
Caudal máximo diario
El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado durante
24 horas durante un período de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio
diario por el coeficiente de consumo máximo diario, k146. El caudal máximo diario
se calcula mediante la siguiente ecuación:
𝑄 𝑀𝐷 = 𝑄 𝑚𝑑 ∗ 𝑘1 Ecuación 9
En el caso de sistemas de acueductos nuevos y con el fin del desarrollo del proyecto
académico como un diseño nuevo k1 es igual a 1.3047. Entonces el cálculo se realiza
de la siguiente manera
𝑄 𝑀𝐷 = 32,216
𝑙
𝑠
∗ 1,30 = 41,881 𝑙/𝑠
Caudal máximo horario
El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado
durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio.
Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo
máximo horario, k2.
𝑄 𝑀𝐻 = 𝑄 𝑀𝐷 ∗ 𝐾2 Ecuación 10
De la misma manera para sistemas de acueductos nuevos K2 corresponde a 1,7
asumiendo el valor máximo48. Entonces el cálculo se realizó de la siguiente manera:
𝑄 𝑀𝐻 = 41,881
𝑙
𝑠
∗ 1,7 = 71,198 𝑙/𝑠
Caudal de diseño
El caudal que consideraremos para el diseño será el caudal máximo diario 41,881
l/s
PROCESOS UNITARIOS
PRE-TRATAMIENTO
46 RAS 2000.TITULO B
47RAS 2000 TITULO B
48RAS TITULO B

CRIBADO
Consiste en hacer pasar el agua a través de rejas o tamices, los cuales retienen los
sólidos de tamaño mayor a la separación de las barras, como ramas, palos y toda
clase de residuos sólidos. Teniendo en cuenta que la fuente de abastecimiento es
definida como agua superficial proveniente del Rio Chicamocha es necesario el
proceso de cribado con el fin de evitar el paso de material de mayor tamaño que ha
sido arrastrado por las variaciones de caudal e incluso por el grado de
contaminación que este presenta.
De esta manera se presenta el diseño del canal de entrada y la rejilla que se
encargara del procesos de cribado
DISEÑO DEL CANAL
Usando los datos de entrada:
- Q diseño= 0.042 m3/s
- Pendiente del canal= 0.1% = 0.001
- Coeficiente de rugosidad de Manning (canal revestido en hormigón) (n)=
0.015
Calculamos el nivel de agua en el canal de entrada (h) usando la ecuación
despejada de Manning
ℎ = (
𝑄𝑛
𝑠1/2)
3/8
Ecuación 11
Reemplazando los datos
ℎ = (
0.042∗0.015
0.0011 /2 )
3/8
= 0.23𝑚
Por lo tanto, b=2*h, b=2*0.23m=0.46m
Calculamos el área del canal:
A=b*h = 0.23m*0.46m= 0.1058m2
Finalmente calculamos la velocidad de flujo:
𝑉 =
𝑄
𝐴
=
0.042𝑚3
𝑠
0.1058
= 0.39

Cumpliendo así los parámetros para velocidad de aproximación para rejillas de
limpieza manual.
El diseño del canal se presenta en el plano número 1, en los anexos.
DISEÑO DE LA REJILLA
Se utilizarán barrotes de media pulgada (1/2”), separándolos unos de otros por 3
cm. Para el diseño se tienen en cuenta los siguientes datos de entrada:
- Constante de flujo paralelo (C)= 0.9
- Espaciamiento libre (a)= 3cm
- Espesor de los barrotes= 1.27cm
- Velocidad entre barrotes= 0.39 m/s
- Longitud de la rejilla (Lr)= 0.26 m
- Angulo de inclinación de la rejilla= 45º
Calculamos el área neta
𝐴𝑛 =
𝑄
𝐶∗𝑉
=
0.042𝑚3/𝑠
0.9∗0.39𝑚 /𝑠
= 0.12𝑚2 Ecuación 12
Para el ancho de la rejilla, se tiene en cuenta el ancho del canal menos 0,2 metros
para realizar la instalación de los anclajes de la rejilla al canal, obteniendo así un
valor de Lr= 0,26m
𝐵 =
𝐴𝑛∗(𝑎+𝑡)
𝑎∗𝐿𝑟
=
0.12𝑚2 ∗(0.03𝑚 +0.0127𝑚 )
0.03𝑚 ∗0.26𝑚
= 0.66𝑚 Ecuación 13
Recalculamos el área neta:
𝐴𝑛 =
𝑎
𝑎+𝑡
∗ 𝑏 ∗ 𝐿𝑟 =
0.03𝑚
0.03𝑚 +0.0127𝑚
∗ 0.66𝑚 ∗ 0.26𝑚 = 0.12𝑚 Ecuacion
Vemos que el valor es similar, así que confirmamos el área neta.
Calculamos el número de orificios:
𝑁 =
𝐴𝑛
𝑎∗𝐵
=
0.12𝑚2
0.03𝑚∗0.66𝑚
= 6 Ecuación 14
Chequeo de la velocidad:
𝑉 =
𝑄
0.9∗𝐴𝑛
=
0.042𝑚3/𝑠
0.9∗0.12𝑚2
= 0.39𝑚/𝑠 Ecuación 15
Chequeo de la longitud de la rejilla

𝐿 =
𝐴𝑛∗( 𝑎+𝑡)
𝑎∗𝐵
=
0.12(0.03+0.0127)
0.03 −0.66
= 0.24𝑚 Ecuación 16
El diseño del canal se presenta en el plano número 2, en los anexos.
DESARENADOR
El tanque desarenador del acueducto ASUAPES se encentra ubicado en la parte
centro de la vereda de Santa Teresa, aproximadamente a 300m de la bocatoma
donde el flujo hidráulico es descargado por gravedad. El desarenador tiene por
objeto separar del agua cruda la arena y partículas en suspensión gruesa, con el fin
de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, proteger las bombas
de la abrasión, la cual es una característica importante para el diseño del tanque y
su desempeño optimo ya que por las características topográficas se requiere de
bombeo para llevar el flujo desde el desarenador hasta el sitio asignado para la
planta de tratamiento. El desarenado se refiere normalmente a la remoción de las
partículas superiores a 0,2 mm, es de amplia importancia realizar en base a la
literatura existente modelos de sedimentación para apoyar la eficiencia del proceso,
también se debe tener en cuenta el periodo de retención hidráulica y evaluar el
diseño respecto a las pruebas que dicta el ras 2000 de la cual se hace mención a
continuación:
Para todos los niveles de complejidad del sistema, una vez que los desarenadores
entren en operación, debe probarse su capacidad durante por lo menos 24 horas
con el caudal máximo horario, QMH, más el caudal correspondiente a las pérdidas
que ocurran en el sistema de abastecimiento de agua. Además, deben probarse
todas las estructuras encargadas de la evacuación de las arenas retenidas en el
desarenador. En el caso de desarenadores operados manualmente, debe
verificarse la viabilidad de la operación manual del desarenador. 49
Para el diseño de los procesos de pre-tratamiento se usara un desarenador
longitudinal en paralelo que permitirá la optimización del espacio disponible.
TRATAMIENTO
AIREADOR
El aireador se usa con el fin de reducir los valores de color en el agua del rio
Chicamocha de la misma manera con el fin de reducir las concentraciones de hierro
total ya que sus valores exceden la normatividad nacional vigente para agua
potable. Se plantera el uso de un aireador de cascada teniendo en cuenta el caudal
49RASTITULOB

de diseño y la topografía del área de estudio y donde se ubicara la planta de
tratamiento.
CALCULOS PARA DISEÑO DE
AIREADOR
Se determina el número de escalones
𝑛 = 𝑡 ∗ √
𝑔
2 ∗ ℎ
= 0.5𝑠√
9.81𝑚
𝑠2
2 ∗ 0.15𝑚
= 2.86 ≈ 3
Área de la plataforma mayor
𝐴𝑜 =
𝑄
𝐶𝐻
=
0.042𝑚3
𝑠
∗ 86400
168𝑚3/𝑚2𝑑
= 21.6𝑚2
Como la cascada será de tipo rectangular, se determina el ancho (L) con como 2b
𝑏 = √
21.6𝑚2
2
= 3.28𝑚
𝐿 = 2 ∗ 𝑏 = 2 ∗ 3.28𝑚 = 6.57𝑚
En los anexos se da a conocer la configuración y medidas de dicho aireador.
COAGULACION
La coagulación-floculación es el proceso mediante el cual se añaden compuestos
químicos al agua para reducir las fuerzas que separan a los sólidos suspendidos
menores a 10 µm (orgánicos e inorgánicos) para que se formen aglomerados que
sean removidos del agua por sedimentación. El proceso se lleva a cabo en dos
etapas. En la primera o coagulación, las fuerzas interparticula, responsables de la
estabilidad de los coloides, son reducidos o anuladas por la adición de reactivos
apropiados. En la segunda o floculación, las colisiones entre las partículas
favorecen el crecimiento de floculos que puedan ser eliminador por sedimentación.
Por ello, en la practica la primera etapa se realiza mediante un mezclado rápido
para dispersar el coagulante y favorecer su contacto con las partículas en
suspensión en tanto que en la segunda, se efectúa una mezcla lenta con el fin de
promover la formación y el aumento de tamaño y/o densidad de los floculos
formados. Estos últimos son eliminados finalmente del agua por medios físicos
como la sedimentación, flotación o filtración.
Los contaminantes que se eliminan por coagulación son aquellos que poseen un
alto peso molecular. De esta forma, se elimina sólidos suspendidos, color aparente,
altura de cada escalón 0.15 m

material coloidal, algunos precursores de trihalometanos y moléculas grandes que
se adsorben poco en carbón activado.
Con el fin de realizar la tarea de coagulación se plantea el uso de un tanque de
dosificación el cual tendrá los siguientes dimensionamientos.
Teniendo en cuenta el ensayo de jarras realizado se determinó la dosis óptima y
que el reactivo a usar será Sulfato de Aluminio.
De esta manera se realiza el diseño de la canaleta parshall con el fin de generar el
resalto hidráulico necesario que produzca la mezcla rápido y realizar mediciones de
caudal.
Las correcciones de pH según el ensayo de trazabilidad no serían necesarias sin
embargo del monitoreo constante y de los resultados depende la implementación
de dichas correcciones.
A continuación se presentan los respectivos cálculos.
FLOCULACION
Con el fin de promover la formación de floc y teniendo en cuenta la alta turbiedad y
por lo tanto suponemos la cantidad de partículas coloidales se realizará la adición
de un coadyuvante de coagulación comercialmente llamado Quimic Floc. Así mismo
se realizará el diseño y dimensionamiento de un floculador hidráulico horizontal de
la siguiente manera:
Datos de entrada
Q=0,042 m3/s
T retención= 15 min
V promedio= 0,2 m/s
Canal de concreto con placas de asbesto cemento de 3,6 m* 1,2m* 0,008m
Cámara de aquietamiento
V entrada= 0,2 m/s
S= 0,1%
n= 0,014

Área
𝐴 =
𝑄
𝑉
=
0.042
0.2
= 0.21𝑚2
Cámara de entrada
ℎ = (
𝑄 ∗ 𝑛
√ 𝑆
)
3
8⁄
= (
0.042 ∗ 0.014
√0.01
)
3
8⁄
= 0.14𝑚
Aumento del 10% de h
ℎ = 0.014 + 0.14 = 0.154𝑚
Ancho
𝑏 =
𝐴
ℎ
=
0.21
0.154
= 1.36𝑚
Caudal unitario
𝑄 =
𝑄𝑡
𝑁
=
0.042
2
= 0.021𝑚3/𝑠
Longitud de los canales
𝐿𝑐 = 𝑉 ∗ 𝑇 = 0.2 ∗ 15 ∗ 60 = 180𝑚
Área de canales
Sección transversal de los canales será:
𝐴 =
𝑄
𝑉
=
0.021
0.2
= 0.105𝑚2
Separación entre tabiques
ℎ = 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 − 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 = 1.2 − 0.1 = 1.1𝑚
Separación (a)
𝑎 =
𝐴
ℎ
=
0.105
1.1
= 0.1𝑚
Espacio entre los extremos

Distancia desde el extremo del tabique y el muro es de 1.5
Separación entre tabiques (e)
𝑒 = 𝑎 ∗ 1.5 = 0.1 ∗ 1.5 = 0.15𝑚
Longitud efectiva del canal
𝐿 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 − 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 = 3.6 − 0.15 = 3.4𝑚
Número de canales
𝑁 =
𝐿𝑐
𝐿
=
180
3.4
= 53
52 tabiques
Longitud total del tanque
𝐿𝑡 = 𝑁 ∗ 𝑒 + ( 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑎𝑏𝑖𝑞𝑢𝑒𝑠) ∗ 𝑎 = 53 ∗ 0.008 + 52 ∗ 0.1 = 5.62𝑚
Radio hidráulico
𝑅 =
𝐴
(2 ∗ ℎ + 𝑎)
=
0.105
(2 ∗ 1.1 + 0.1)
= 0.05𝑚
Calculo de perdidas
Perdidas por fricción
N=0.013
ℎ2 = 𝑆𝐿 = (
𝑣𝑛
𝑅
2
3⁄
)
2
𝐿 = (
0.2 ∗ 0.013
0.05
2
3⁄
)
2
∗ 180 = 3.4𝑚
Perdidas localizadas
ℎ1 = 𝐾 ∗ 𝑁
𝑉2
2𝑔
= 3 ∗ 53 ∗
0.22
2 ∗ 9.81
= 0.3𝑚
ℎ𝑡 = 3.4 ∗ 0.3 = 3.7𝑚

Gradiente de velocidad
𝐺 = √
𝛾ℎ𝑡
µ𝑇
= √
998.9 ∗ 3.7
1.14𝑋10 − 3 ∗ 15 ∗ 60
= 60.01𝑠−1
Sedimentador
Una vez floculada el agua, la separación de las partículas coaguladas del medio en
el que se encuentran suspendidas, es realizado por medio del trabajo
complementario de la sedimentación y filtración del agua en tratamiento. De este
modo, la decantación de las partículas floculadas y teniendo en cuenta la turbiedad
con la que ingresa el agua a la planta, se implementara un sedimentador de tasa
alta tipo colmena, de flujo horizontal y constante.
El gradiente de velocidad con el que viene el agua de la cámara de floculación
deberá ser tenido en cuenta para el deposito de entrada al sedimentador, con el fin
de no generar grandes perturbaciones en las líneas de flujo. Por otro lado, se tienen
unos módulos en forma de panal (celdas), las cuales estarán inclinadas a 60° de
modo que el agua asciende por ellas con flujo laminar y se facilita el deslizamiento
del sedimento; de igual modo la cámara por su pendiente y la forma de tolva en el
fondo, facilita el depósito y almacenamiento de los lodos, para luego realizar su
remoción.
Configuración de los filtros
La selección de las características y configuración del sistema de tratamiento y en
particular de filtración, tiene mucho que ver con características como: la eficiencia
de los procesos preparatorios, la población servida por el acueducto ASUAPES en
donde se destina su uso a actividades residenciales y escolares, así como la calidad
del agua en el afluente, las opciones de tecnologías disponibles y las condiciones
socioeconómicas del entorno que se beneficia del acueducto.
Una de las opciones tecnológicas que más se ajusta a las condiciones observadas
y los valores de los parámetros de calidad obtenidos en el laboratorio es la de
filtración directa con flujo ascendente – descendente, este análisis se hace basado
en los datos que arrojo la muestra tomada en el punto de aducción, lo cual indica
que para efectos de diseño se debe tener en cuenta que los valores pueden variar
ya que primero el agua pasaría por un tanque desarenador y que los filtros son
complemento a los procesos preparatorios de coagulación floculación, esta

propuesta se realiza basada en los datos de turbiedad y color de la siguiente tabla
5
Relacionando los valores de turbiedad y color, con los límites de calidad estándar
para el tratamiento de agua mediante filtración directa ascendente descendente
tenemos:
FILTRACIÓN DIRECTA ASCENDENTE DESCENDENTE
Tabla 6. Niveles para turbiedad y color
Parámetro 90%de
tiempo
80%de
tiempo
Esporádicamente
Turbiedad <250 <150 <400
Color <60 <100
Fuente: Los autores
Que a partir del análisis de los datos de los parámetros de calidad del agua y su
ajuste con los límites de calidad estándar, se debe determinar el esquema general
de filtración que cumpla con la configuración de flujo ascendente descendente y
revisar el gradiente de velocidad del pasaje del agua a través del manto filtrante,
los materiales disponibles, los valores de carga hidráulica sobre el lecho filtrante a
instalar y generar la relación entre el caudal y el números de filtros a instalar los
cuales deben satisfacer en cualquier evento las demandas de la población.
Imagen 25. Procedimiento obtención de volumen de manto filtrante
Fuente: Arboleda Valencia

Tabla 7. Relación de volumen por metro cuadrado de manto por día, para la
determinación de alturas del medio filtrante.
Según la
velocidad de
filtración
Según el medio
filtrante usado
Según el sentido
del flujo
Según la carga
sobre el lecho
Rápidos
120-360
𝑚3
𝑚2
𝑑𝑖𝑎
1. Arena
(h=60-75
cm)
2. Antracita
(h=60-75
cm)
3. Mixtos
Antracita
(h=35-50
cm)
Arena
(h=20-
355 cm)
4. Mixtos
arena,
antracita,
granate
Ascendente
Descendente
Flujo mixto
Por gravedad
Por presión
Lentos
7-14
𝑚3
𝑚2
𝑑𝑖𝑎
Arena
(h=60-75
cm)
Ascendente
descendente
horizontal
Por gravedad
Fuente: ARBOLEDA VALENCIA50
50 ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Práctica de la purificación del agua. Tercera edición. Mc Graw Hill,
TOMO 1

ANEXOS
Anexo 1. Laboratorio del acueducto
Fuente: Visita técnica al acueducto
Anexo 2. Casa de bombas

Anexo 3. Registro de casa de bombas de la cantidad de agua suministrada
Anexo 4. Equipos del laboratorio del acueducto

Anexo 5 y 6. Resultados de laboratorio avalado por el IDEAM para este acueducto

Anexo 7. Formato de laboratorio registro: prueba de jarras

Anexo 8. Registro de cloro residual y pH en puntos de muestro

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