PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf

PROPUESTA PARA EL MEJORAMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUA POTABLE DEL MUNICIPIO DE BITUIMA, CUNDINAMARCA
Integrantes del proyecto:
SANDRA MILENA SANCHEZ GAMBA
41061118
MARÍA PAULA PEÑA BERNAL
41061044
Director:
JULIO CESAR RAMÍREZ RODRIGUEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
FACULTAD DE INGENIERIAS
BOGOTA D.C.
2011

1
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................4
2 JUSTIFICACIÓN .........................................................................................................5
3 OBJETIVOS.................................................................................................................6
3.1 OBJETIVO GENERAL..................................................................................................6
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................6
4 ANTECEDENTES ........................................................................................................7
5 MARCO DE REFERENCIA..........................................................................................8
5.1 MARCO TEÓRICO.......................................................................................................8
5.2 MARCO CONCEPTUAL.............................................................................................18
5.3 MARCO LEGAL..........................................................................................................20
6 METODOLOGÍA ........................................................................................................23
7 RESULTADOS...........................................................................................................28
7.1 FASE I: DIAGNÓSTICO ............................................................................................28
7.2 FASE II: DISEÑO DE ALTERNATIVAS .....................................................................36
7.3 FASE III: EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS............................................................52
8 CONCLUSIONES.......................................................................................................57
9 RECOMENDACIONES...............................................................................................58
10 BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................59
11 ANEXOS
11.1 ANEXO A: REGISTRO DE CONSUMO Y DEMANDA DEL AÑO 2008
11.2 ANEXO B: MONITOREO DEL CAUDAL DE LA QUEBRADA EL SILENCIO
11.3 ANEXO C: PLANOS PTAP
11.4 ANEXO D: MANUAL DE FUNCIONES PARA EL OPERARIO
11.5 ANEXO E: FORMATO DE CADENA DE CUSTODIA PARA MUESTREO

2
TABLA DE CONTENIDO DE TABLAS
Pág.
Tabla 1.Características físicas del agua para consumo humano................................ 10
Tabla 2.Características químicas del agua para consumo humano............................ 11
Tabla 3.Características microbiológicas del agua para consumo humano. ................ 11
Tabla 4.Clasificacion de los filtros. ............................................................................. 15
Tabla 5.Actividades primera fase. .............................................................................. 23
Tabla 6.Actividades segunda fase. ............................................................................ 25
Tabla 7.Actividades segunda fase. ............................................................................ 26
Tabla 8.Tabla resumen metodología de muestreo quebrada El Silencio. .................. 29
Tabla 9.Resultados de pruebas fisicoquímicas realizadas en la ULSA. ..................... 30
Tabla 10.Resultados de pruebas fisicoquímicas en cada una de las unidades. ......... 35
Tabla 11.Porcentajes de remoción en cada una de las unidades de la PTAP ............ 35
Tabla 12.Población censada. .................................................................................... 39
Tabla 13.Nivel de complejidad. .................................................................................. 40
Tabla 14.Dotación. .................................................................................................... 40
Tabla 15.Correciones de la dotación neta según el clima. ......................................... 41
Tabla 16.Análisis de precios Alternativa I. .................................................................. 52
Tabla 17.Análisis de precios Alternativa II. ................................................................ 53
Tabla 18.Análisis de precios Alternativa III. ............................................................... 54
Tabla 19.Análisis de precios Alternativa IV. ............................................................... 55
Tabla 20.Costos de implementación y aspectos ambientales de cada alternativa. .... 55

3
TABLA DE CONTENIDO DE FIGURAS
Pág.
Figura 2. Morbilidad por consulta externa a causa de parasitosis intestinal ................. 9
Figura 2. Morbilidad por consulta externa a causa de Diarrea y gastroenteritis Aguda10
Figura 3. Esquema general de la PTAP de Bituima ................................................... 28
Figura 4,5: Medición de la velocidad superficial. ...................................................... 29
Figura 6: Medición con el micromolinete .................................................................... 29
Figura 7,8, 9: Equipos usados para la caracterización fisicoquímica.......................... 32
Figura 10: Cercamiento de la PTAP........................................................................... 32
Figura 11: Distribución general de la PTAP................................................................ 32
Figura 12: Canaleta Parshall y Dosificación............................................................... 33
Figura 13,14: Floculador tipo Alabama....................................................................... 33
Figura 15: Sedimentación .......................................................................................... 34
Figura 16: Sedimentador............................................................................................ 34
Figura 17 Filtros II....................................................................................................... 34
Figura 18: Concentración 65mg/L Fe2(SO4)3............................................................. 36
Figura 19: Prueba de Jarras con Fe2(SO4)3............................................................... 36
Figura 20: Diagrama general del floculador................................................................ 37
Figura 21: Ubicación tanque de contacto de cloro..................................................... 38
Figura 22: Curva de cloro residual ............................................................................. 50

4
1 INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo tiene como objetivo mejorar la calidad de vida de los habitantes del
municipio de Bituima, Cundinamarca a través del mejoramiento de su planta de
tratamiento de agua potable (PTAP), ya que según la recopilación bibliográfica realizada,
el índice de riesgo por la calidad de agua (IRCA) es alto, lo que podría representar una de
las causas de enfermedades de tipo gastrointestinales, es por ello que surgió la necesidad
de prevenir esta situación de baja calidad del agua y de llevar a los administradores de
este servicio a mejorar la calidad de la misma por medio del mejoramiento de la PTAP.
Por medio de un diagnóstico previo se identificaron las unidades de la planta de
tratamiento para agua potable (PTAP) del municipio que presentaban problemas durante
el tratamiento del agua, encontrando como puntos a enfocar el mejoramiento a: la unidad
de floculación, filtros II y la ausencia de un tanque para el contacto con cloro.
Conexo con lo anterior se exponen los resultados de pruebas fisicoquímicas y
microbiológicas realizadas tanto a la fuente de la cual se capta, como al agua durante el
tratamiento en la PTAP.
Finalmente y con fundamento en los diagnósticos realizados se diseñaron cuatro
alternativas destinadas al mejoramiento de la planta, acompañadas de algunas
recomendaciones en cuanto a la selección de la alternativa económica y ambientalmente
más viable, esto con el fin de que la empresa de servicios públicos del municipio
implemente una de ellas y se logre un mejor funcionamiento de la planta, una mejor
calidad del agua potable y un respectivo aumento de la calidad de vida de los habitantes
del municipio de Bituima, Cundinamarca.

5
2 JUSTIFICACIÓN
La propuesta de mejoramiento de la planta de tratamiento de agua potable del municipio
de Bituima pretende no solo mejorar la calidad de agua potable distribuida dentro del
casco urbano sino también elevar la calidad de vida de los habitantes de esta zona del
municipio. Con base en la información epidemiológica del año 2008 para el municipio de
Bituima, existen datos de morbilidad con un porcentaje del 5% y 9,7%a causa de
enfermedades como la diarrea y parasitosis intestinal respectivamente, estos datos se
tienen en cuenta ya que las enfermedades mencionadas pueden originarse por la mala
calidad del agua para consumo humano del municipio.
Apoyando las metas del plan de desarrollo 2008-2011 del municipio se quiere con este
proyecto lograr que la calidad del agua consumido por los habitantes de la cabecera no
represente un riesgo para los mismos, generando así mayor confianza a los suscriptores
de este servicio, tanto en el uso como en el consumo diario de este recurso.

6
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Proponer el mejoramiento de la planta de tratamiento de agua potable del municipio de
Bituima, Cundinamarca a través de un diagnóstico, diseños de alternativas y evaluación
de las mismas, con el fin de mejorar la calidad de vida de los habitantes de este
municipio.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar el diagnóstico tanto del estado actual de la PTAP como de la calidad del
efluente y afluente, con el objeto de reconocer las falencias y prioridades del
tratamiento.
Proponer alternativas para el mejoramiento de la Planta de Tratamiento de Agua
Potable del municipio, teniendo en cuenta las caracterizaciones, pruebas
hidráulicas y eficiencias de las unidades.
Evaluar y recomendar la alternativa de mejoramiento de la Planta de Tratamiento
de Agua Potable más viable con base en criterios económicos y ambientales del
municipio de Bituima, Cundinamarca.

7
4 ANTECEDENTES
El municipio de Bituima posee desde 1991 un acueducto urbano (que incluye una planta
de tratamiento de agua potable compacta) entregado por la administración municipal de
EMPOCUNDI1
; a partir del suceso mencionado se aprecia la existencia de una
herramienta para la potabilización del agua usada para consumo dentro del municipio.El
funcionamiento de esta planta de tratamiento de agua potable se vio interrumpido por
algunas fallas en el año de 19972
y es por ello que la Dirección de Agua Potable y
Saneamiento Básico de Cundinamarca decide firmar un contrato para la reconstrucción
de la PTAP (planta de tratamiento de agua potable) y la construcción adicional de un
sistema de filtros, pero en el año 2000 la administración determina la liquidación unilateral
del contrato debido a que el contratista que había recibido el anticipo no ejecuta la obra.
Para el año 2004 aún no estaba en funcionamiento la PTAP, a causa de los problemas de
construcción vistos desde 1997 y sumado a esto la falta de mantenimiento de la misma3:
;
adicional a lo anterior, para este año no se había constituido la Oficina de Servicios
Públicos Domiciliarios - por lo cual no existía coordinación en cuanto a la prestación del
servicio-, a pesar del mal estado tanto del servicio como de la PTAP, la alcaldía da un
primer paso para poner fin a esta situación a través de acciones inmediatas como lo
fueron: la contratación de un operario para el mantenimiento del acueducto, la compra de
un lote para ubicar el tanque de almacenamiento y la construcción de la caseta de
operación y laboratorio. A consecuencia de este cambio se contrató en el año 2006 un
profesional para la optimización de la planta, de esta optimización para el 2007 se
construyóuna unidad de filtración adicional a la planta de tratamiento tipo compacta
(mezcla rápida, dosificación, floculación, sedimentación) existente desde 1991. Esta se
encuentra ubicada en la parte más alta de la cabecera municipal.
Con el objeto de cumplir la normatividad vigente para el mes de marzo de 20054
se crea la
Oficina de Servicios Públicos Domiciliarios en cumplimiento de la ley 142 de 1994,
encargada de la implementación y seguimiento del Plan Maestro de Acueducto y
Alcantarillado (que es adoptado en 1998), con la implementación de este plan se lograron
algunos avances dentro del municipio pero a corto plazo, ya que muchas de las acciones
consideradas dentro del plan se ven y se vieron afectadas en su ejecución a largo plazo
debido a que están sujetas a las necesidades inmediatas y al presupuesto local.
1
MILLAN BONILLA, Máximo. Acuerdo No. 020 de Agosto 31 de 2004: Plan de Desarrollo Municipal
2.004 – 2.007 “Diagnostico”. Municipio de Bituima. Cundinamarca. Colombia. 2004. p. 93.
2
Ibid., p. 95
3
Ibid., p. 94
4
MAVDT– GOBERNACIÓN DE CUNDINAMARCA. Esquema de Ordenamiento Territorial
Municipio de Bituima. Colombia. Noviembre de 2005. p. 17.

8
5 MARCO DE REFERENCIA
5.1 MARCO TEÓRICO:
INFORMACION GENERAL DEL MUNICIPIO DE BITUIMA:5
El Municipio de Bituima se encuentra ubicado en el Departamento de Cundinamarca
sobre la ladera Occidental del ramal Oriental de la gran Cordillera de los Andes que
atraviesa el territorio Colombiano de sur a Norte, el municipio hace parte de la provincia
del Magdalena Centro conformada por los Municipios de Vianí, Chaguaní, Pulí, Bituima;
su cabecera Provincial es San Juan de Río seco.
Bituima es un Municipio con una población total de 2.565 habitantes según censoDANE
2005; de los cuales solo 408 se encuentran ubicados en la cabecera municipal y 2.155
habitantes en la zona rural y cuya base economía se fundamenta en la actividad
agropecuaria.
Hidrografía del municipio de Bituima: El Municipio de Bituima hace parte de la gran
cuenca hidrográfica del río Magdalena, el río Contador también llamado Bituima tributa al
río Villeta el cual desemboca en el Río Negro y este al río Magdalena. El Contador al
interior del municipio es la principal cuenca, a la cual vierten sus aguas varias quebradas
que hacen parte de las subcuencas y micro cuencas. La contaminación de acuíferos se
presenta en la zona de ladera del municipio en la cuenca del río Contador, Quebrada
Gualivá y Tonimeja.
Agua potable y saneamiento básico en el municipio de Bituima: El municipio en la
actualidad cuenta con la Oficina de Servicios Públicos creada en marzo del 2005 en
cumplimiento de la Ley 142 de 1.994, dicha oficina es la encargada de la implementación
del Plan Maestro de Acueducto y Alcantarillado, adoptado en el año de 1998.
El sistema de acueducto cuenta con una planta de tipo compacto, el municipio carece de
los elementos básicos para el análisis y control biológico y químico del agua, en la planta
se siguen los siguientes procesos: aforo, mezcla rápida, dosificación de químicos,
floculación y sedimentación.
Altitud y temperatura, climatología y precipitación anual: El Municipio de Bituima
posee un espectro altimétrico alto que cobijan desde los 1000 msnm hasta altitudes
superiores a los 2000 msnm la cabecera municipal se localiza en una altitud de 1.412
5
BARRERA MEDINA, Guillermo (Alcalde Municipal). Plan de Desarrollo Municipal de Bituima 2008-
2011. Colombia. Alcaldía de Bituima: Cundinamarca. 2008. p. 13-18.

9
0 A 4 Años
21%
5 A 9 Años
34%
10 A 14 Años
20%
20 A 24 Años
6%
35 A 39 Años
8%
50 A 54 Años
8%
60 A mas años
3%
PARASITOSIS INTESTINAL
msnm promedio, dicha diversidad de pisos térmicos y áreas productivas generan una gran
versatilidad de producción agrícola y pecuaria. La temperatura que de acuerdo a la
variedad de pisos térmicos en el municipio varía entre los 17º C y los 21º C.
Climatología: El municipio presenta tres zonas climáticas de acuerdo a estudios y
clasificación determinados por la CAR:
o Zona Templada Semi-húmeda
o Zona Fría Semi-húmeda
o Zona Cálida Semi-húmeda
La zona predominante en todo el municipio es la Templada Semi-húmeda, la cual cobija la
mayoría del territorio del municipio, la zona fría semi-húmeda cubre principalmente las
veredas la Montaña y el Progreso al sur del municipio y la zona cálida semi-húmeda cubre
la vereda Cajo y Pajitas al norte del municipio en la rivera del río Bituima.
Epidemiología en el municipio de Bituima:La morbilidad es atendida en el centro de
salud de Bituima, considerada en general como de consulta médica, debido a que
involucra la consulta externa y urgencias, los casos graves y de pacientes que requieran
hospitalización son remitidas al municipio de San Juan de Río seco y posteriormente a
Facatativa, disponible las 24 horas del día. En las figuras 1 y 2, se muestra el porcentaje
de casos de morbilidad, para cada una de las edades, a causa de las enfermedades de
parasitosis intestinal, diarrea y gastroenteritis aguda6
.
Figura3. Morbilidad por consulta externa a causa de parasitosis intestinal
Fuente. Las autoras. 2011
6
HOSPITAL SAN VICENTE DE PAÚL. Informe estadístico. Perfil Epidemiológico Bituima.
Colombia, Cundinamarca. 2008

10
Figura 2.Morbilidad por consulta externa a causa de Diarrea y gastroenteritis Aguda
Según la resolución 2115 del 2007, los estándares de calidad del agua para consumo
humano son los siguientes7
:
Características físicas y químicas del agua para consumo humano
El agua para consumo humano no podrá sobrepasar los valores máximos aceptables para
cada una de las características físicas que se señalan a continuación:
Características
físicas
Expresadas como
Valor máximo
aceptable
Color aparente Unidades de Platino Cobalto (UPC) 15
Olor y Sabor Aceptable o no aceptable Aceptable
Turbiedad Unidades Nefelométricas de turbiedad (UNT) 2
Tabla 4Características físicas del agua para consumo humano.
Fuente. Resolución 2115/07. República de Colombia.
El valor máximo aceptable para la conductividad puede ser hasta 1000
microsiemens/cm.
7
MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL, MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y
DESARROLLO TERRITORIAL. Resolución 2115 de 2007. República de Colombia.p, 3.
0 A 4 Años
13%
5 A 9 Años
22%
10 A 14 Años
5%
15 A 19 Años
8%
20 A 24 Años
7%
25 A 29 Años
0%
30 A 34 Años
0%
35 A 39 Años
7%
40 A 44 Años
0%
45 A 49 Años
13%
50 A 54 Años
13%
55 A 59 Años
8%
60 A mas años
4%
DIARREA Y GASTROENTERITIS AGUDA

11
El valor para el potencial de hidrógeno pH del agua para consumo humano,
deberá estar comprendido entre 6,5 y 9,0.8
Las características químicas del agua para consumo humano (elementos, compuestos
químicos y mezclas de compuestos químicos diferentes a los plaguicidas y otras
sustancias) que al sobrepasar los valores máximos aceptables tienen reconocido efecto
adverso en la salud humana, deben enmarcarse dentro de los valores máximos
aceptables que se señalan en la norma.
Las características químicas del agua para consumo humano en relación con los
elementos, compuestos químicos y mezclas de compuestos químicos que tienen
implicaciones sobre la salud humana se señalan en la siguiente tabla:
Elementos, compuestos químicos y mezclas
de compuestos químicos
Expresado
como
Valor máximo
aceptable (mg/L)
Carbono Orgánico Total COT 5,0
Nitritos NO2- 0,1
Nitratos NO3- 10
Fluoruros F- 1,0
Tabla 2Características químicas del agua para consumo humano.
Las características microbiológicas del agua para consumo humano deben enmarcarse
dentro de los siguientes valores máximos aceptables desde el punto de vista
microbiológico, los cuales son establecidos teniendo en cuenta los límites de confianza
del 95% y para técnicas con habilidad de detección desde 1 Unidad Formadora de
Colonia (UFC) ó 1 microorganismo en 100 cm3 de muestra:
Técnicas utilizadas Coliformes Totales Escherichiacoli
Filtración por
membrana
0 UFC/100 cm3 0 UFC/100 cm3
Enzima Sustrato < de 1 microorganismo en 100
cm3
< de 1 microorganismo en 100
cm3
Sustrato Definido 0 microorganismo en 100 cm3
0 microorganismo en 100 cm3
Presencia – Ausencia Ausencia en 100 cm3
Ausencia en 100 cm3
Tabla 3Características microbiológicas del agua para consumo humano.
Ninguna muestra de agua para consumo humano debe contener E.coli en 100 cm3
de
agua, independientemente del método de análisis utilizado.
8
Ibíd., p4.

12
TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA:
Según el documento Procesos unitarios y plantas de tratamiento de la CEPIS9
, Las
plantas de tratamiento de agua se pueden clasificar, de acuerdo con el tipo de procesos
que las conforman, en plantas de filtración rápida y plantas de filtración lenta. También se
pueden clasificar, de acuerdo con la tecnología usada en el proyecto, en plantas
convencionales antiguas, plantas convencionales de tecnología apropiada y plantas de
tecnología importada o de patente.
OPERACIONES UNITARIAS PARA EL TRATAMIENTO:
COAGULACIÓN - MEZCLA RÁPIDA: Al adicionar el coagulante y el auxiliar de
coagulación debe generarse una mezcla rápida y homogénea en el agua, para ello se
puede emplear equipos hidráulicos tales como el resalto hidráulico, vertederos,
mezcladores estáticos y difusores; o utilizar mezcladores mecánicos.
Descripción de los procesos:
Dosificación:Los dosificadores en solución son menos costosos que los
dosificadores en seco, requieren un menor numero de piezas y son por eso mas
fácilmente reparables. Los coagulantes que se pueden utilizar son, coagulantes
metálicos, polímeros orgánicos e inorgánicos.10
Coagulantes metálicos: Existen tres tipos,
a. Sales de aluminio: sulfato de aluminio (rango de pH entre 5 -7.5 para una
óptima coagulación), sulfato de aluminio amoniacal y aluminato de sodio.
b. Sales de hierro: cloruro férrico (rango de pH entre 4 – 7 y mayor de 9 para
una óptima coagulación), el sulfato férrico y el sulfato ferroso (rango de pH
entre 9 -9.5 para una óptima coagulación).
c. Compuestos varios, como el carbonato de magnesio.
Polímeros inorgánicos: como coagulantes se puede utilizar los polímeros de hierro
(III) y polímeros de aluminio. Es recomendable utilizar el policloruro de aluminio en
aguas turbias y blandas; para la aplicación de estos coagulantes es necesario la
aprobación del Ministerio de salud.
Unidades de dosificación: Para realizar la dosificación, se puede emplear
dosificadores en seco y en solución:
9
VARGA, Lidia. Procesos Unitarios Y Plantas De Tratamiento.Colombia.1990. p 18- 26
10
JorARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 1. 3
Edición. 2000ge Arboleda Valencia. Teoría y practica de la purificación del agua. Mc Graw Hill. p
99 - 110

13
Dosificadores en seco: la sustancia química aplicada debe presentarse en estado
sólido, polvo. Los dosificadores en seco pueden ser volumétricos o gravimétricos.
a) Volumétricos: Los dosificadores más utilizados son los de válvula alveolar,
el disco giratorio, el cilindro giratorio, el plato oscilante y de tornillo.
b) Gravimétrico, los dosificadores más empleados son los de correa
transportadora y los de pérdida de peso.
Dosificadores en solución
c) Sistemas por bombeo: Se pueden emplear bombas de pistón y de
diafragma.
d) Sistemas por gravedad
Mezcla rápida:para poder realizar el proceso de coagulación se debe contar con una
mezcla rápida capaz de diluir uniformemente los coagulantes en un determinado
tiempo.
Mezcladores hidráulicos: Este tipo de mezcladores se utiliza cuando se cuenta con
suficiente cabeza o energía en el flujo.
Resalto hidráulico: para generar el salto hidráulico se puede utilizar la canaleta
Parshall o las crestas de los vertederos.
Difusores: El difusor puede ser una canaleta de distribución o un tubo
perforado.
Vertederos: Los vertederos pueden también usarse tanto para medir el caudal como
para producir mezcla rápida debido a la turbulencia del resalto hidráulico que la lamina
de agua produce en el punto de impacto.11
Esta unidad permite medir el caudal de
entrada a la planta. La dosificación se debe realizar teniendo en cuenta la longitud del
vertedero.
Mezcladores mecánicos: El mezclador mecánico utilizado puede ser de hélices, de
paletas, de turbinas u otros elementos similares acoplados a un eje de rotación. Cabe
resaltar que la entrada del agua debe ser por la parte inferior del tanque y la salida por
la parte superior.
Productos auxiliares: Los productos auxiliares a utilizar son, la cal viva, cal
hidratada, cal-agua solución, Ca(OH)2
, cal-lechada suspensión Ca(OH)2
, carbonato de
sodio, silicato de sodio y sílica activada; teniendo en cuenta, para su aplicación lo
exigido por las Normas Técnicas Colombianas y el Ministerio de Salud.
11
Ibid., p 114

14
FLOCULACIÓN:12
En el proceso de floculación pueden emplearse los floculadores
hidráulicos y mecánicos. Entre los Floculadores hidráulicos que se pueden diseñar están
los de flujo horizontal, flujo vertical, flujo helicoidal y Alabama.
Descripción de los procesos: La agitación no debe ser ni muy lenta que favorezca la
sedimentación, ni muy rápida que provoque el rompimiento de los flóculos ya
formados.
Floculadores hidráulicos:
Floculador de flujo horizontal: El tanque debe estar dividido por pantallas,
permitiendo que el agua haga un recorrido de ida y vuelta alrededor de las
mismas.
Floculador de flujo vertical: El agua debe fluir por encima y por debajo de las
pantallas que dividen el tanque. “La unidad puede tener una profundidad de 2 m a
5 m, debe dejarse una abertura en la base de cada pantalla con un área
equivalente al 5% del área horizontal del compartimiento”13
.
Floculador Alabama: Debe ubicarse un codo en cada cámara para impulsar el
fluido hacia arriba. Los codos deben colocarse de forma alternada, en una cámara
a la derecha y en la que sigue a la izquierda; en el fondo debe dejarse un desagüe
conectado a un múltiple para permitir la extracción de los lodos.
Floculador de flujo helicoidal: El agua debe entrar por el fondo, en la esquina de la
cámara y debe salir por encima en la esquina opuesta; la cámara debe ser
cuadrada o circular. Pueden usarse pantallas horizontales delgadas que cubran el
30% del área superficial; deben colocarse de manera que impidan la formación de
cortocircuitos.
Floculadores mecánicos: Los floculadores pueden ser giratorios (de eje horizontal o
de eje vertical) o reciprocantes. Es necesario ubicar pantallas en el tanque para
prevenir los cortocircuitos.
SEDIMENTACIÓN:Los sedimentadores que pueden emplearse son el de flujo horizontal y
flujo vertical.
Sedimentadores de flujo horizontal yde flujo vertical: Para determinar el número de
sedimentadores debe tenerse en cuenta el tamaño de la planta, las etapas, la forma, las
condiciones del terreno y su operación.14
12
Técnico Del Sector De Agua Potable y Saneamiento Básico RAS – 2000. SeccionII. Título C.
Sistemas de potabilización.
13
Ibíd., p 57.
14
Ibíd., p 61.

15
FILTRACIÓN: “El objetivo básico de la filtración es separar las partículas y
microorganismos objetables, que no han quedado retenidos en los procesos de
coagulación y sedimentación.” 15
La filtración se define como la velocidad de paso del agua a través del medio filtrante,
medida como carga superficial, qf, es decir:
En donde, A= Área superficial Q= Caudal que entra al filtro
En la siguiente tabla se presentan la clasificación de los filtros.16
Según la velocidad
de filtración
Según el medio
filtrante
Según el sentido del
flujo
Según la carga
sobre el lecho
Rápidos
120-360
m
3
/m
2
/dia
1. Arena
(h=60-75cm)
2. Antracita
(h=60-75cm)
3. Mixtos:
Antracita (35-50cm)
Arena (20-35cm)
4. Mixtos: Arena,
Antracita, Granate.
Ascendentes
Descendentes
Flujo mixto
Por gravedad
Por presión
Lentos
7-14 m
3
/m
2
/día
Arena
(h=60-100cm)
Descendente
Ascendente
Horizontal
Por gravedad
Tabla 4 Clasificación de los filtros.
Fuente. ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 2.
Velocidad de filtración: Para el diseño deben adoptarse las siguientes tasas:
o Para lechos de arena o antracita sola con Te de 0.45 mm a 0.55 mm y una
profundidad máxima de 0.75 m, la tasa debe ser inferior a 120 m3
/(m2
.día)
o Para lechos de antracita sobre arena y profundidad estándar, la tasa máxima es de
300 m3
/(m2
.día)
o Para lechos de arena sola o antracita sola de tamaño grueso, con profundidad mayor
de 0.9 m, la tasa de filtración máxima es de 400 m3
/(m2
.día)17
Factores que influyen en la filtración18
:Existe una larga lista de factores que en una
forma u otra influyen en el proceso de filtración. Podríamos enumerar los siguientes:
15
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 1. 3 Edición.
2000. p 363
16
Ibíd., p 364
17
REPÚBLICA DE COLOMBIA, MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento
Sistemas de potabilización. p 77

16
1. Tipo de medio filtrante.
2. Velocidad de filtración.
3. Tipo de suspensión.
a. Características físicas (volumen, densidad, tamaño).
b. Características químicas (pH, potencial zeta).
4. Influencia de la temperatura.
5. Dureza del floc.
La selección del método de lavado depende de las consideraciones económicas o de
operación. El fondo de los filtros debe estar diseñado de modo que permita una
distribución uniforme y satisfactoria del agua de lavado en toda el área del lecho filtrante.
Técnicas de lavado:
Flujo ascendente. El sistema debe diseñarse de forma que la velocidad del agua
que se inyecta por los drenes produzca expansión del lecho del 20 al 40%. La
velocidad de lavado debe estar por encima de las velocidades de fluidización del
70% superior del lecho.
Flujo ascendente y lavado superficial. El agua debe inyectarse a presión sobre la
superficie del lecho filtrante. Puede emplearse el equipo de brazos giratorios tipo
Palmer, o de rociadores fijos. Deben emplearse tasas de flujo de 80 a 160
L/(min.m2) con presiones de 15 a 30 m.
Lavado simultáneo con agua y aire. La unidad debe diseñarse de forma que la
tasa de aire inyectado a través de boquillas sea de 0.3 a 0.9 m3/(m2.min). El agua
debe aplicarse a una velocidad de máximo 0.3 m3/(m2.min) y producir una
expansión máxima del 10% del lecho filtrante. Debe emplearse un sistema de
drenaje que permita la inyección de aire y agua simultáneamente.
Flujo ascendente y lavado subsuperficial. Este sistema se recomienda para filtros
con medio de arena y antracita, y cuando existe tendencia a que las partículas
floculadas penetren profundamente.19
DESINFECCIÓN:Este proceso se refiere a ladestrucción de los organismos causantes de
enfermedades o patógenos presentes en ella, los principales son20
: Bacterias,
Protozoarios, Virus, Tremátodos.
18
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 2 . 3 Edición.
2000. p 401
19
Sistemas de potabilización. p 79.
20
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 2. 3 Edición.
2000. p 636

17
Velocidad de desinfección21
:El proceso de desinfección se realiza progresivamente,
con mas o menos velocidad a través del tiempo y se considera terminado cuando el 100%
de los organismos que se trata de destruir han muerto.
Factores que influyen en la desinfección22
: Por tratarse de una reacción, depende de:
1. Relación concentración-tiempo
2. Temperatura
3. Potencial hidrogeno o pH
4. Número y tipo de organismos.
CLORACIÓN: Para la desinfección y el tratamiento de aguas se puede emplear:
Cloro gaseoso generado a partir de la vaporización de cloro líquido almacenado
bajo presión en cilindros
Hipoclorito de sodio (líquido)
Hipoclorito de calcio (sólido en forma granular).
Son varios los compuestos que pueden ser empleados en la cloración del agua, por lo
que en el momento de su selección se recomienda tener en cuenta lo siguiente:
Cloro gaseoso (Cl2)
Hipocloritos:
a) Hipoclorito de calcio (Ca(ClO)2): Tiene la ventaja de ser más fácil su
manipulación que el cloro gaseoso en pequeñas comunidades, tiene una alta
solubilidad, de fácil transporte, no es tóxico a menos que sea ingerido, no
requiere de equipos complejos para su dosificación. Este producto tiene un alto
costo y sufre alteraciones una vez abierto el recipiente.
b) Hipoclorito de sodio (NaClO): Es de fácil manejo, no es tóxico a menos que sea
ingerido, fácil transporte, no requiere de equipos sofisticados para su
aplicación. Tiene la desventaja de tener poca estabilidad, una baja
concentración de cloro activo (2.5 - 15%, la concentración más común 10%).
Cal clorada: Tiene la ventaja de fácil manejo, no es tóxica, de fácil transporte,
buena solubilidad en el agua, no requiere equipos sofisticados para su
dosificación. Genera residuos calcáreos, baja estabilidad, debe ser almacenado
21
Ibíd., p 639
22
Ibíd., p 641

18
lejos del calor y la luz solar. Para su aplicación debe contarse con un depósito
para la preparación de la solución.23
Selección del desinfectante:En la selección del desinfectante deben satisfacerse los
siguientes criterios:
Debe destruir o inactivar, dentro de un tiempo dado, las clases y número de
microorganismos patógenos que pueden estar presentes en el agua que se va a
desinfectar.
De ser posible no debe introducir ni producir sustancias tóxicas, o en caso
contrario éstas deben mantenerse bajo los valores guía o los exigidos
El desinfectante debe ser razonablemente seguro y conveniente de manejar y
aplicar en las situaciones en que se requiera su uso.24
Concentración residual de cloro:La muestra debe tomarse cerca de la salida del tanque
de contacto o de almacenamiento del agua filtrada. Es necesario medir el contenido de
cloro residual, si este contenido está por debajo del valor deseado, se debe ajustar la
dosificación del cloro y después de 1 hora repetir la operación hasta el ajuste requerido.25
5.2 MARCO CONCEPTUAL:
Según el RAS 2000, titulo C y Jorge Arboleda Valencia:26
Agitación hidráulica: Movimiento obtenido al aprovechar la energía del agua
para producir turbulencia.
Agitación mecánica: Movimiento obtenido mediante dispositivos mecánicos
(paletas, aspas, etc.) para producir turbulencia.
Agua dura: Agua que contiene cationes divalentes y sales disueltas en
concentraciones tales que interfieren con la formación de la espuma del jabón.
Agua potable: Agua que por reunir los requisitos organolépticos, físicos,
químicos y microbiológicos, en las condiciones señaladas en el Decreto 475
de 1998.
Alcalinidad: Capacidad del agua para neutralizar los ácidos. Esta capacidad
se origina en el contenido de carbonatos (CO3
2-
), bicarbonatos (HCO3
-),
hidróxidos (OH-) y ocasionalmente boratos, silicatos y fosfatos. La alcalinidad
23
Ibíd., p 83.
24
Ibíd., p 86.
25
Ibíd., p 89.
26
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la purificación del agua Tomo 1- 2. 3 Edición.
2000.

19
se expresa en miligramos por litro de equivalente de carbonato de calcio
(CaCO3
).
Análisis físico-químico del agua: Pruebas de laboratorio que se efectúan a
una muestra para determinar sus características físicas, químicas o ambas.
Análisis microbiológico del agua: Pruebas de laboratorio que se efectúan a
una muestra para determinar la presencia o ausencia, tipo y cantidad de
microorganismos.
Análisis organoléptico: Se refiere a olor, sabor y percepción visual de
sustancias y materiales flotantes y/o suspendidos en el agua.
Carbón activado: Forma de carbón altamente adsorbente, usada para
remover material orgánico disuelto causante del mal sabor, color y olor del
agua.
Caudal de diseño: Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos,
dispositivos y estructuras de un sistema determinado.
Coagulación: Aglutinación de las partículas suspendidas y coloidales
presentes en el agua mediante la adición de coagulantes.
Coagulantes: Sustancias químicas que inducen el aglutinamiento de las
partículas muy finas, ocasionando la formación de partículas más grandes y
pesadas.
Desarenador: Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos
que están en suspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación.
Dosificación: Acción mediante la cual se suministra una sustancia química al
agua.
EscherichiaColi (E-Coli): Bacilo aerobio gram-negativo que no produce
esporas, pertenece a la familia de los enterobacteriaceas y se caracteriza por
poseer las enzimas Galactosidasa y Glucoroanidasa.
Filtración: Proceso mediante el cual se remueven las partículas suspendidas
y coloidales del agua al hacerlas pasar a través de un medio poroso.
Floculación: Aglutinación de partículas inducida por una agitación lenta de la
suspensión coagulada.
Mezcla rápida: Agitación violenta para producir dispersión instantánea de un
producto químico en la masa de agua.

20
Mezcla lenta: Agitación suave del agua con los coagulantes, con el fin de
favorecer la formación de los flóculos.
Número de Froude: Relación entre las fuerzas inerciales y la fuerza de
gravedad. Fr = V2/ (L*g) donde V es la velocidad, L la longitud característica y
g la constante de la gravedad.
Número de Reynolds: Relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas de
fricción.
Pérdida de carga: Disminución de la energía de un fluido debido a la
resistencia que encuentra a su paso.
Período de diseño: Tiempo para el cual se diseña un sistema o los
componentes de éste, en el cual su(s) capacidad(es) permite(n) atender la
demanda proyectada para este tiempo.
Prueba de jarras: Ensayo de laboratorio que simula las condiciones en que
se realizan los procesos de oxidación química, coagulación, floculación y
sedimentación en la planta.
Punto de muestreo: Sitio específico destinado para tomar una muestra
representativa del cuerpo de agua.
Resalto hidráulico: Discontinuidad de la superficie del agua en la cual el flujo
pasa de una manera abrupta de un régimen rápido (supercrítico) a un régimen
tranquilo (subcrítico) y depende del número de Froude.
Sedimentación: Proceso en el cual los sólidos suspendidos en el agua se
decantan por gravedad, previa adición de químicos coagulantes.27
5.3 MARCO LEGAL:
Las disposiciones legales nacionales aplicables al proyecto son las siguientes:
CONSTITUCIÓN POLITICA
Artículo 366. El bienestar general y el mejoramiento de la calidad de vida de la población
son finalidades sociales del Estado. Será objetivo fundamental de su actividad la solución
de las necesidades insatisfechas de salud, de educación, de saneamiento ambiental y de
agua potable.
27
Sistemas de potabilización., p 7.

21
Artículo 367. La ley fijará las competencias y responsabilidades relativas a la prestación
de los servicios públicos domiciliarios, su cobertura, calidad y financiación, y el régimen
tarifario que tendrá en cuenta además de los criterios de costos, los de solidaridad y
redistribución de ingresos.Los servicios públicos domiciliarios se prestarán directamente
por cada municipio cuando las características técnicas y económicas del servicio y las
conveniencias generales lo permitan y aconsejen, y los departamentos cumplirán
funciones de apoyo y coordinación.La ley determinará las entidades competentes para
fijar las tarifas.
Artículo 370. Corresponde al Presidente de la República señalar, con sujeción a la ley,
las políticas generales de administración y control de eficiencia de los servicios públicos
domiciliarios y ejercer por medio de la Superintendencia de Servicios Públicos
Domiciliarios, el control, la inspección y vigilancia de las entidades que los presten.
RECURSO AGUA
Resolución 2115 de 2007. Resolución del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial 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
humano.
Decreto 1575 de 2007. Decreto del Ministerio de Protección Social por el cual se
establece el sistema para la protección y control de la calidad del agua para consumo
humano.
Decreto 1541 de 1978. Por el cual se reglamenta la Parte III del Libro II del Decreto - Ley
2811 de 1974: "De las aguas no marítimas" y parcialmente la Ley 23 de 1973.
Decreto 3930 de 2010. Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9ª de
1979, así como el Capítulo II del Título VI -Parte III- Libro II del Decreto-ley 2811 de 1974
en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones.
Ley 373 de 1997. Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del
agua. Modificada por la Ley 812 de 2003, publicada en el Diario Oficial No. 45.231, de 27
de junio de 2003, "Por la cual se aprueba el Plan Nacional de Desarrollo 2003-2006, hacia
un Estado comunitario".
Decreto 155 de 2004. Por el cual se reglamenta el artículo 43 de la Ley 99 de 1993 sobre
tasas por utilización de aguas y se adoptan otras disposiciones.
Decreto 4742 de 2005. Por el cual se modifica el artículo 12 del Decreto 155 de 2004
mediante el cual se reglamenta el artículo 43 de la Ley 99 de 1993 sobre tasas por
utilización de aguas.

22
Resolución 240 de 2004. Por la cual se definen las bases para el cálculo de la
depreciación y se establece la tarifa mínima de la tasa por utilización de aguas
Ley 9 de 1979. Por la cual se dictan Medidas Sanitarias.
RAS – 2000. Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico.
Sección II. TÍTULO B Sistemas de Acueducto.
SERVICIOS PÚBLICOS
Ley142 de 1994.Por la cual se establece el régimen de los servicios públicos domiciliarios
y se dictan otras disposiciones.
Ley 715 de 2001. Por la cual se dictan normas orgánicas en materia de recursos y
competencias de conformidad con los artículos 151, 288, 356 y 357 (Acto Legislativo 01
de 2001) de la Constitución Política y se dictan otras disposiciones para organizar la
prestación de los servicios de educación y salud, entre otros.
Ley 99 de 1993: Creación del ministerio del medio ambiente y reorganización del sector
público encargado del manejo del medio ambiente.
Resolución 2320 de 2009, Ministerio De Ambiente Vivienda Y Desarrollo Territorial: 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.
NIVEL LOCAL
ACUERDO No. 029 – 2005 (Noviembre 30 de 2005). Por medio del cual se adopta el
esquema de ordenamiento territorial del municipio de Bituima Cundinamarca.

23
6 METODOLOGÍA
6.1 Tipo de investigación: Cuantitativa experimental.
Según el ICONTEC, una investigación cuantitativa28
parte de un problema definido por
el investigador y busca validar o no una hipótesis determinada; dentro de este
clasificación se encuentra el subgrupo experimental, el cual tiene como objetivo
principal explicar la relación de causa-efecto entre dos o más variables, además de
ello implica que el investigador actúe sobre el estado de algunos sujetos de estudio
mediante tratamientos que desea evaluar.
6.2 Diseño Metodológico:
El parámetro de diseño que se tuvo en cuenta y bajo el cual se seleccionaron los días
a muestrear es el caudal, este parámetro es elegido debido a que el funcionamiento
de la planta depende principalmente de éste.
Variables:
o Dependiente: Calidad del agua para consumo humano.
o Independiente: Caudal, temperatura, clima, características de la fuente
captada, eficiencias de cada unidad de la planta de tratamiento,
coagulantes y floculantes, ubicación de la PTAP y población.
Aspectos operacionales y conceptuales:
Fase 1: DIAGNÓSTICO:Durante esta fase se realizaron visitas periódicas al
municipio y principalmente se desarrollaron las siguientes actividades:
ACTIVIDAD DESCRIPCIÓN RECURSOS NECESARIOS Días
Inspección de la
PTAP
Revisión de dimensiones,
materiales, estado de las
unidades componentes de la
PTAP, observación de eventos
no comunes en el agua
(turbulencias, elementos
flotantes, entre otros), correcto
funcionamiento de las
unidades, ubicación y demás
Investigador 1, investigador
2, contacto, transporte fuera
de Bogotá, GPS, guantes,
cofias, tapabocas, bata,
hospedaje, alimentación,
demás papelería, transporte
dentro de la ciudad y hojas
carta.
5
28
ICONTEC, Compendio tesis y otros trabajos de grado, Quinta actualización. Bogotá: Instituto
colombiano de normas técnicas y certificación (ICONTEC), 2002.

24
condiciones que influyan sobre
la PTAP.
Recopilación de
información
técnica de la
PTAP
Estudio del diseño actual de la
planta, teniendo en cuenta los
planos e información adicional
(memorias de cálculo),
compilación de datos
poblacionales actuales y
cálculo de la población futura,
además de las instalaciones
de seguridad, laboratorio y de
control-dosificación.
de Bogotá, computador,
libros, impresora, cartucho
negro, cartucho de color,
dentro de la ciudad y hojas
carta.
8
Pruebas
hidráulicas
Vaciar cada una de las
unidades componentes de la
PTAP y posteriormente dejar
fluir agua dentro de ellas
evaluando las características
de funcionamiento, con el fin
de identificar problemas de
construcción/operación de las
mismas.
Investigador 1 , investigador
de Bogotá, recipiente
plástico, botellas plásticas,
guantes, cofias, tapabocas,
bata, hospedaje,
alimentación, demás
papelería y transporte dentro
de la ciudad.
3
Muestreos Recolección de muestras
representativas tanto en la
fuente superficial de la cual se
abastece el municipio como
del efluente de la PTAP.
Investigador 1 , investigador
de Bogotá, recipiente
plástico, recipientes de
vidrio, botellas plásticas,
botellas de vidrio ámbar,
conos Inhof, peachímetro,
multiparámetro, GPS,
guantes, cofias, tapabocas,
bata, kits, nevera, hielo,
hospedaje, alimentación,
beackers, demás papelería y
transporte dentro de la
ciudad.
8
Caracterizaciones
fisicoquímicas y
microbiológicas
Se realizarán las siguientes
pruebas en laboratorio de las
muestras recolectadas: Color
aparente, turbiedad, pH, cloro
residual, alcalinidad total,
calcio, fosfatos, magnesio,
molibdeno, manganeso, zinc,
dureza total, sulfatos, hierro
total, cloruros, nitratos,
aluminio, fluoruros, COT,
coliformes totales,
escherichiacoli y prueba de
2, recipiente plástico,
recipientes de vidrio,
peachímetro,
multiparámetro, guantes,
cofias, tapabocas, bata, kits,
beackers, laboratorio,
computador, libros, demás
papelería, transporte dentro
de la ciudad, instrumentos y
reactivos para
caracterizaciones
20

25
jarras.
Y se realizaran in-situ, pruebas
de pH, conductividad, OD,
temperatura y sólidos
sedimentables.
fisicoquímicas y
microbiológicas.
Tabla 5.Actividades primera fase
Fuente. Las autoras.2011
Lo anterior nos permitió conocer las eficiencias y elementos que están afectando la
potabilización del agua.
Fase 2: DISEÑO DE ALTERNATIVAS:Durante esta fase se desarrollaron diseños
del sistema de tratamiento para el agua potable del municipio, basados en los
resultados de las caracterizaciones realizadas además del cumplimiento de los
estándares de calidad mencionados en la normatividad vigente, lo que permitió
ejecutar el balance de cargas y la determinación de las unidades a implementar.
Principalmente se desarrollaran las siguientes actividades:
Tabla No.6.Actividades segunda fase
Fase 3: EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS:
Recopilación de
información de las
unidades y
normatividad
Compilación de
información relativa a las
unidades de tratamiento
de agua potable y
normatividad vigente en
cuanto a calidad de agua.
Investigador 1, investigador 2,
director, contacto, laboratorio,
computador, libros, impresora,
cartucho negro, cartucho de
color, demás papelería,
transporte dentro de la ciudad y
hojas carta.
5
Determinación de
puntos críticos y
unidades a
reformar
Análisis de unidades o
puntos críticos del sistema
de tratamiento de agua
potable.
cartucho negro y hojas carta.
4
Balance de carga Realización del balance
de carga a partir de los
datos recopilados.
cartucho negro y hojas carta.
3
Elaboración de
alternativas
Realización de diseños
del sistema de tratamiento
de agua potable.
computador, libros, papel bond
pliego, plotter, impresora,
cartucho negro, hojas carta,
dentro de la ciudad, carpetas de
presentación y sobres de
manila.
36

26
A partir de los diseños realizados para el tratamiento de agua potable se eligióel
diseño económicamente viable y ambientalmente sostenible. Esta selección estuvo
sujeta al área disponible, unidades de tratamiento existentes y eficiencia de las
mismas.
Tabla No.7.Actividades tercera fase
Muestra e instrumentos:
MUESTRAS:
Se tomarán muestras tanto en la fuente superficial como en el efluente, para ello
se han establecido:
o Fuente superficial: se tomarán 2 muestras puntuales in-situ, distribuidas de la
siguiente manera: 1 en el mes de Julio y 1 en el mes de Agosto, tomadas los
días viernes (mayor consumo de agua potable) y los días miércoles (menor
consumo de agua potable).
o Efluente: Se tomarán muestras in-situ en cada una de las unidades, durante
los 2 muestreos programados para la fuente superficial.
Fundamento: En cumplimiento con lo establecido en la resolución 2115 de 2007 y
con el artículo 20 del Decreto 475 de 1998, para una población de 2.565
habitantes dentro de lo cual se conoce que la cantidad de habitantes servidos en la
cabecera municipal son 39829
más 146 habitantes de una vereda cercana que
también se ve beneficiada por este servicio, se estiman convenientes este número
de muestreos.
Además de lo anterior, reconociendo que las condiciones climáticas son un factor
importante dentro de la práctica de los muestreos, se tuvieron como puntos de
referencia para la selección de la semana a muestrear que fueran semanas en las
cuales habían prevalecido parámetros como el brillo solar o la precipitación, para
asemejarlo con períodos de verano e invierno respectivamente, esto con el objeto
de analizar el caudal de la fuente en los períodos mencionados e identificar el
29
Censo 2005. Sistema de consulta de información censal.
http://190.25.231.242/cgibin/RpWebEngine.exe/PortalAction?&MODE=MAIN&BASE=CG2005AMP
LIADO&MAIN=WebServerMain.inl
ACTIVIDAD RECURSOS NECESARIOS Días
Identificación de aspectos
económicos y ambientales de
cada alternativa
Investigador 1, investigador 2, computador, libros,
impresora y cartucho negro. 3
Comparación y
recomendación
Investigador 1, investigador 2, computador, libros,
impresora, cartucho negro y hojas carta.
4

27
aumento o disminución de contaminantes por el arrastre de compuestos a causa
de la precipitación.
Para finalizar, teniendo como base el registro de consumo y demanda del año
2008 (ANEXO A), se encontró que el día de la semana que representa mayor
consumo es el día viernes y el que representa menor consumo es el día miércoles.
INSTRUMENTOS:
Recipientes plásticos, recipientes de vidrio, botellas plásticas, botellas de vidrio
ámbar, conos Inhof, peachímetro, multiparámetro, GPS, guantes, cofias,
tapabocas, bata, kits, nevera, hielo, hospedaje, beackers, laboratorio, computador,
libros, papel bond pliego, plotter, impresora, cartucho negro, cartucho de color,
demás papelería, transporte dentro de la ciudad, hojas carta, carpetas de
presentación, sobres de manila, demás instrumentos para caracterizaciones
fisicoquímicas y microbiológicas.

28
7 RESULTADOS
7.1 FASE I:DIAGNÓSTICO
Durante esta fase se realizaron visitas periódicas al municipio con el fin de identificar las
falencias de la planta de tratamiento de agua potable y realizar las caracterizaciones del
afluente y del efluente, así como la recopilación de información referente a la
investigación. A continuación se muestra un esquema general de la PTAP:
Figura 3.Esquema general de la PTAP de Bituima
7.1.1 Caracterización del afluente:
La caracterización del afluente se llevó a cabo en la quebrada el Silencio ya que
actualmente esta fuente es la que abastece la población urbana del municipio de
ESC.
1:100

29
Bituima - Cundinamarca. A continuación se mencionan las características de los
muestreos realizados:
FECHA TIEMPO Q (L/s) INSTRUMENTOS
25 Julio 24 h 333
Decámetro
Cronometro
Flotador
Micromolinete OTT
10 Agosto 6 h 299
Tabla 8.Tabla resumen metodología de muestreo quebrada el Silencio
Se realizaron dos muestreos, el primero el día 25 de julio y el segundo el día 10
de agosto durante 24 y 6 horas respectivamente; los días de la semana del 20 al
25 de julio se caracterizaron por presentar cantidades medias de precipitación, lo
que permite asemejar las condiciones con temporadas de invierno; los días de la
semana del 8 al 10 de agosto se caracterizaron por presentar cantidades altas de
brillo solar, lo que permitió asemejar las condiciones con temporadas de verano.
Con los muestreos realizados se concluyó que el caudal promedio es de 333L/s
para temporadas de invierno y 299L/s para temporadas de verano.
La variación del caudal en el primer muestreo fue menor al 5% (muestra cada
hora)es decir el caudal es constante, por ello para las caracterizaciones
fisicoquímicas y microbiológicas de la fuente, se realizó un muestro simple puntual;
ya que no hay una gran variación en los parámetros a analizar(ANEXO B).
Teniendo en cuenta la captación que se está realizando actualmente de la fuente
(3.5 L/s) se concluyó que ésta es capaz de abastecer a la población del casco
urbano del municipio de Bituima – Cundinamarca tanto en temporadas de invierno
como en verano.
Durante el diagnóstico se ha podido evidenciar que se capta más agua de lo
establecido en la concesión debido a las pérdidas que se han encontrado a lo
largo de la red de distribución, aunque es importante reconocer las pérdidas que
se tienen en la red no es objeto de discusión o mejoramiento dentro de este
proyecto de investigación.
Figura 4,5: Medición de la velocidad superficial.
Fuente: las Autoras.
Figura 6: Medición con el
micromolinete. Fuente: las Autoras.

30
7.1.2 Caracterizaciones fisicoquímicas y microbiológicas del Afluente:
Debido a que el caudal es el parámetro que nos permite conocer el número de
muestras a analizar se determinó que solo una muestra diaria es representativa
del afluente, ya que no existe una gran variación del caudal (menor al 5%) que
conlleve a cambios de los diferentes parámetros a analizar.
Con el fin de confirmar si el agua captada posee las características exigidas por la
norma para su tratamiento y posterior consumo, se obtuvieron los resultados de
las 2 muestras tomadas que se presentan en la tabla 9, además de ello se
relacionó con la resolución 2115/07 con el fin de reconocer los tratamientos
necesarios para esta agua captada.
Parámetro
Unidades
Método
Analítico
Muestreo
1
Muestreo
2
Valor
máximo
permisible
Decreto
1594/84*(Articul
o
38
y
39)
Valor
máximo
permisible
Resolución
2115/07
Color UPC
Comparaci
ón visual
4 4 75 15
pH Unidades
SM 4500
H+ - B 8,39 8,24 5-9 6,5 – 9
Nitratos
mg/L NO-
3N
sm 4500
NO3 E 0,5 0,4 10 10
Nitritos
mg/L N-
No-2
sm 4500 b
0,007 0,007 10 0,1
Turbiedad NTU
SM 2130 -
B 0,25 0,20 10 UJT* 2
Sulfatos
mg/L
SO4-2
SM 4500
(SO4)-2 - E 46 46 400 250
Dureza
mg/L
CaCO3
SM 2340 -
C 289,1 280,8 - 300
Alcalinidad
Total
mg/L
CaCO3
SM 2320 -
B 14 13 - 200
Hierro mg/L Fe
SM 3500
Fe - B 0,03 0,03 - 0,30

31
Parámetro
Unidades
Método
Analítico
Muestreo
1
Muestreo
2
Valor
máximo
permisible
Decreto
1594/84*(Articul
o
38
y
39)
Valor
máximo
permisible
Resolución
2115/07
Cloruros mg/L Cl¯
SM 4500
Cl - B 7 7 250 250
Fosfatos
mg/L
PO4¯
3
HACH
0,57 0,57 - 0,50
Calcio
mg/L
CaCO3
54 50 - 60
Conductivida
d 25°C
micromho
s/cm
SM 2510 -
B 470 470 - 1000
Coliformes
Totales
UFC/100
ml
Sustrato
definido
230 230
20.000
(microorgani
smos/100ml)
0
E. Coli NMP/100
Sustrato
definido
145 145 0
Tabla 9.Resultados de pruebas fisicoquímicas realizadas en el afluente.
*Aunque el decreto 1594/84 ha sido derogado por el decreto 3930 /2010 y no se han establecido
valores máximos permisibles en cuanto a agua superficial, los artículos mencionados del decreto
1594 siguen en vigencia.
Se puede reconocer con esto que uno de los parámetros críticos a disminuir son
fosfatos, Coliformes totales y E.Coli ya que sus valores son mayor alos
permisibles, además de esto se pudo observar que los valores de pH, turbiedad,
alcalinidad, dureza y nitratos aumentaron en condiciones de precipitación continua.
Con los datos mencionados se identifica la buena calidad que tiene esta fuente de
agua, por lo cual requiere un tratamiento que incluya desinfección ya que los
coliformes totales se disminuyen en mayor medida a través de este procedimiento.

32
7.1.3 Inspección de la Planta de Tratamiento de Agua Potable:
Durante la inspección a la PTAP se definieron los siguientes hallazgos a mejorar
en la planta de tratamiento de agua potable:
a) ASPECTOS OPERATIVOS:
• Ausencia de un operario permanente en la planta de tratamiento de agua
potable, lo que puede estar generando problemas en las unidades.
b) ASPECTOS TECNICOS:
UNIDADES Y DISPOSITIVOS:
• Los dosificadores funcionan por temporadas ya que la mayoría del tiempo de
operación de la planta permaneces taponados por el coagulante.
• Las unidades de filtración adicionales no se encuentran en funcionamiento.
Figura 7,8,9: Equipos usados para la caracterización fisicoquímica.
Fuente: las Autoras. 2011
Figura 10: Cercamiento de la PTAP.
Figura 11: Distribución general de la PTAP.

33
EMPLAZAMIENTO DE UNIDADES:
• En la canaleta de entrada a la planta se dosifican: Sulfatode Aluminiotipo B,
hipoclorito de calcio y Cal.
• El punto de aplicación del coagulante no es el correcto, debido que en esta
zona no se presenta una mezcla rápida del mismo, además de esto la mezcla
con los demás químicos que se aplican puede influir en la eficiencia del
coagulante.
• Turbulencias en las cámaras de floculación que indican posibles conexiones
entre ellas.
• La cámara anterior al sedimentador no cumple una función dentro del
tratamiento y puede generar rompimiento de los flocs.
OPERACIÓN DE LA PLANTA:
• No se monitorea constantemente el caudal a la entrada y salida de la planta de
tratamiento de agua potable.
• No se observa la formación de flocs durante el tratamiento.
• Solo hay un operario para la planta y su permanencia en la planta no es
constante durante los días.
Figura 12: Canaleta Parshall y Dosificación.
Figura 13,14: Floculador tipo Alabama.

34
7.1.4 Recopilación de información técnica de la Planta de Tratamiento de Agua
Potable:
Gracias al personal de la empresa de servicios públicos del municipio y al jefe de
planeación de la alcaldía municipal se pudo realizar un compendio de la
información referente al rediseño de la PTAP del municipio, con base en ello se
apreció que aunque se contó con los datos básicos, algunos de ellos no son
confiables tales como: el caudal en temporadas de invierno y verano, la tasa de
crecimiento poblacional, los porcentajes de remoción y el diseño de las unidades
en función de los parámetros más críticos a disminuir.
Además de esto el rediseño se realizó con base en una fuente de agua (Río
Contador) diferente a la actual (quebrada el silencio),no cumple con el número de
Froude en la canaleta Parshall, la velocidad con la que trabajan los codos del
floculador no se encuentra dentro del rango establecido según el RAS 2000, y por
últimoa causa de que han existido varias modificaciones en el RAS 2000, es
necesario recalcular el caudal de diseño que según la Resolución 2320/09, la
dotación máxima para el municipio de Bituima- Cundinamarca es de 90L/hab-día.
7.1.5 Caracterización del efluente:
De acuerdo con los aforos de caudal realizados a la entrada y a la salida de la
planta, se cuenta con que esta recibe en la canaleta Parshall 3,5 L/s y en el tanque
de almacenamiento 3,3 L/s, estos datos representan una pérdida de caudal
general del 5,7% dentro de la PTAP, teniendo en cuenta esta información se
analizaron 18 muestras (3 réplicas a la entrada/salida de cada una de las
Figura 15: Sedimentación.
Figura 16: Sedimentador.
Figura 17: Filtros II.

35
unidades; ver ANEXO E) obteniendo de esto 3 resultados que se promediaron y se
exponen en la siguiente tabla:
MUESTRA
DUREZA
(mg/L CaCO3)
TURBIEDAD
(NTU)
FOSFATOS
(mg/L PO4¯ 3
)
ALCALINIDAD
(mg/L CaCO3)
Entrada a la PTAP 289 0.20 0.57 75
Entrada al floculador 297.6 0.20 0.57 75
Salida del floculador 297.6 0.20 0.50 69.1
Salida del
sedimentador
256.5 0.20 0.50 67.5
Salida del filtro I 256.5 0.20 0.50 67.5
Salida del filtro II 256.5 0.20 0.50 67.5
Tabla 10.Resultados de pruebas en cada una de las unidades realizadas en la Universidad de La
SalleFuente. Las autoras.2011
El parámetro de E.Coli no se realizó directamente en el laboratorio de la Universidad
de la Salle ya que la secretaria de salud de Cundinamarca necesitaba los análisis,
esta entidad se encargó de realizar los análisis y muestreo arrojando valores de
15UFC/100cm3
para los coliformes totales y 0 UFC/100cm3
para E.Coli(método de
sustrato definido), con estos resultados encontramos que debido a la importancia de
estos parámetros dentro del tratamiento de agua potable la PATP no está cumpliendo
con el parámetro coliformes totales. Conexo con esta información se puede observar
en la tabla 10 que la alcalinidad y la dureza aumentan al llegar a la salida de la
canaleta Parshall, esto se debe a la adición de CAL que se hace al inicio del
tratamiento; con el fin de evaluar las eficiencias por unidades de la PTAP se muestra a
continuación los resultados obtenidos según las pruebas, encontrando:
Porcentaje de remoción en Floculador Sedimentador Filtro I Filtro II
Dureza 0 % 11,8 % 0% 0 %
Turbiedad 0 % 0 % 0 % 0 %
Fosfatos 12% 0 % 0 % 0 %
Alcalinidad 7.8% 2.3 % 0 % 0 %
REMOCION PTAP GENERAL DE
E.COLI 100%
COLIFORMES TOTALES 93,5%
Tabla 11.Porcentajes de remoción en cada una de las unidades de la PTAP para los parámetros críticos.
Según la Tabla 11 Podemos observar que aunque las eficiencias de remoción por las
unidades no son altas, la planta en general cumple con la remoción o disminución de
la concentración de los principales parámetros que implican riesgo para la población,
es decir que la PTAP está realizando un tratamiento que cumple con la mayoría de los
parámetros exigidos por la normatividad.

36
7.2 FASE II: DISEÑO DE ALTERNATIVA
7.2.1 Teniendo en cuenta la revisión bibliográfica, las pruebas hidráulicas, fisicoquímicas
y microbiológicas realizadas, se han identificado como principales aspectos a
modificar:
Cambio de coagulante:Según los resultados obtenidos de los muestreos
realizados durante esta investigación y con base en los muestreos realizados
por la CAR a la fuente, se ha reconocido que el pH de la fuente varía
alrededor de las 8 unidades, además de lo anterior según las pruebas de jarras
realizadas en el laboratorio, las pruebas realizadas con el coagulante sulfato
férrico demuestran una mayor formación de flocs,
disminución de fosfatos y por lo tanto una mejor
eficiencia en este proceso, en comparación con la
prueba de jarras realizada para el coagulante
sulfato de Aluminio Tipo B los flocs formados con
este coagulante no son tan grandes y toman más
tiempo en formarse que los flocs formados con el
sulfato férrico.
Conexo con lo anterior se encuentra que según el rango de pH para que el
sulfato de aluminio genere una óptima coagulación debe estar entre 6.5 a 7.5
unidades aproximadamente y el agua a tratar en la planta tiene un pH
alrededor de las 8 unidades.
En cuanto a lo expuesto se propone reemplazar el coagulante por Sulfato
férrico, aplicando una concentración de 5,0mg/l; ya que el rango de pH para
una buena coagulación se encuentra en un rango más amplio, de 5.5 a 9
unidades.
Figura 19: Prueba de Jarras con Fe2(SO4)3
Figura 18: Concentración 65mg/L Fe2(SO4)3

37
Interrumpir el paso de agua en la tubería de desfogue del floculador
durante la operación del mismo:
Uno de los problemas más críticos en esta unidad es la conexión errada de la
primera a la ultima cámara del floculador, a partir de algunas pruebas y
reconocimientos de esta estructura se logró identificar una conexión indebida
en las tuberías de desfogue de lodos, lo cual por la diferencia de energía y
presión de la primera a la ultima cámara conlleva a que exista un equilibrio de
las mismas (al traspasarse el agua de cámara a cámara).
Figura 20: Diagrama general del floculador

38
Tanque de contacto con cloro:
Esta unidad es indispensable en la PTAP ya que actualmente la dosificación
deldesinfectante se presenta al iniciar el tratamiento, lo que genera una
disminución en la eficacia del mismoy un impacto en la reacción debidoa la cal
que se aplica en el mismo instante que el desinfectante.
7.2.2 Cálculos de las unidades y rediseños:
A continuación se describen los cálculos para cada una de las unidades y
verificación de los diseños actuales de la planta de tratamiento de agua potable,
teniendo en cuenta que la población a abastecer es la del casco urbano del
TANQUE DE
CONTACTO DE
CLORO
Figura 21: Ubicación tanque de contacto de cloro

39
municipio de Bituima – Cundinamarca. En la tabla No.1 se observa la población
censada en el año 2005 y 200330
AÑO DEL CENSO POBLACIONAL 2003 2005
Población total 2932 2565
Población urbana 345 408
Población rural 2587 2157
Hombres 1544 1430
Mujeres 1388 1135
Tabla 12.Población censada
Fuente. Datos censo DANE 2003-2005
Modificado: Por las Autoras.
Proyección de población:Población futura a 25 años por el método de
Crecimiento Aritmético. A partir de la siguiente fórmula,
Donde,
Pf= Población del año que se quiere proyectar (hab)
Puc= Población del último año censado (hab)
Pci= Población del censo inicial (hab)
Tuc= Año del último censo
Tci= Año del censo inicial
Tf= Año al cual se quiere proyectar la información
Reemplazando,
30
BARRERA MEDINA, Guillermo (Alcalde Municipal). Plan de Desarrollo Municipal de Bituima
2008-2011. Colombia. Alcaldía de Bituima: Cundinamarca. 2008. p. 13-18.

40
Análisis del caudal de diseño:31
Nivel de complejidad del casco urbano del municipio de Bituima Cundinamarca
ASIGNACIÓN DEL
NIVEL DE
COMPLEJIDAD
NIVEL DE COMPLEJIDAD POBLACIÓN
EN LA ZONA URBANA (HABITANTES)
CAPACIDAD
ECONOMICA DE
LOS USUARIOS
BAJO Menor a 2.500 habitantes BAJA
MEDIO. Entre 2.501 y 12.500 hab. BAJA.
MEDIO ALTO. Entre 12.501 Y 60.000 MEDIA.
ALTO. Mayor a 60.000 habitantes ALTA.
Tabla 13.Nivel de complejidad
Fuente. RAS 2000. Título A.pág.25
Para la población proyectada (1196 háb.) para el 2030 el nivel de complejidad es bajo.
o Dotación
NIVEL DE
COMPLEJIDAD
DEL SISTEMA
DOTACIÓN NETA MÁX.
PARA POBLACIONES CON
CLIMA FRIO O TEMPLADO
(L/hab-día)
DOTACIÓN NETA MÁX.
PARA POBLACIONES CON
CLIMA CÁLIDO
(L/hab-día)
Bajo 90 100
Medio 115 125
Medio alto 125 135
Alto 140 150
Tabla 14.Dotación
Fuente. Resolución Número 2320 Del 27 De Noviembre De 2009,
Ministerio De Ambiente Vivienda Y Desarrollo Territorial
“Entiéndase por poblaciones con “Clima Frío o Templado” aquellas ubicadas a una
altura superior a 1.000 metros sobre el nivel del mar y por poblaciones con “Clima
Cálido” aquellas ubicadas a una altura inferior o igual a 1.000 metros sobre el nivel
del mar”32
Correcciones de la dotación neta:
El clima es uno de los factores que puede llegar a afectar la cantidad de agua
utilizada por los habitantes, por ello es necesario variar la dotación neta
establecida en la siguiente tabla.
31
Teoría y práctica de la purificación del agua, Jorge Arboleda Valencia, Acodal, pag 111
32
Resolución Número 2320 Del 27 De Noviembre De 2009,Ministerio De Ambiente Vivienda Y
Desarrollo Territorial

41
NIVEL DE
COMPLEJIDAD DEL
SISTEMA.
CLIMA CÁLIDO
MÁS DE 28 C0
CLIMA TEMPLADO
ENTRE 20 Y DE 28 C0
CLIMA FRIÓ
MENOS DE 20
C0
Bajo. 15% 10% Ninguna.
Medio. 15% 10% Ninguna.
Medio - alto. 20% 10% Ninguna.
Alto. 20% 10% Ninguna.
Tabla 15.Correciones de la dotación neta según el clima
Fuente. RAS 2000. Título B.pág.37
Teniendo en cuenta que el municipio de Bituima se localiza en una altitud
promedio de 1412m.s.n.m33
, su temperatura varía entre 20°C y 21°, su nivel de
complejidad es bajo, la dotación neta máxima es de:
o Cálculo de la dotación bruta:
“El porcentaje de perdidas técnicas máximas admisibles en la ecuación anterior no
deberá superar el 25%”34
o Caudal de diseño:35
Caudal Medio diario(Qmd)
Caudal Máximo Diario (QMD)medio alto: Teniendo en cuenta que el nivel de
complejidad es bajo, el coeficiente máximo diario según el RAS 2000 es
K=1,3
33
BARRERA MEDINA, Guillermo (Alcalde Municipal). Plan de Desarrollo Municipal de Bituima
2008-2011. Colombia. Alcaldía de Bituima: Cundinamarca. 2008. p. 16
34
Resolución Número 2320 Del 27 De Noviembre De 2009,Ministerio De Ambiente Vivienda Y
Desarrollo Territorial
35
Teoría y practica de la purificación del agua, Jorge Arboleda Valencia, Acodal, pag 111

42
Caudal Diseño (QDiseño)
QDiseño = QMD
QDiseño = 2.410 LPS
El cálculo que se realizó para el diseño de la planta de tratamiento arroja el
resultado de un caudal de diseño de 3,5L/s (año 2005), si se compara con
el cálculo actual 2,5L/s, se observa una diferencia de 1L/s, esto causado
por las modificaciones en el RAS 2000 y la Resolución 2320/09.
Al manejar un caudal mayor (3,5L/s) al caudal diseñado (2.5L/s) no existe
ningún inconveniente con las dimensiones de las unidades propuestas
aquí, ya que se podría tomar un porcentaje de sobredimensionamiento del
40%, pero es necesario disminuir el caudal captado ya que no se estaría
cumpliendo con la resolución 2320/09.
A continuación se realiza el cálculo para cada de las unidades teniendo en
cuenta el caudal de 3,5 L/s
Coagulación – mezcla rápida: Se identificó que los cálculos realizados para el
diseño actual de la canaleta Parshall no cumplen con el número de Froude ni con
la velocidad establecida en el RAS 2000, a continuación se describen las
modificaciones que se deben realizar:
o Resalto hidráulico:36
Deben tenerse en cuenta los siguientes parámetros:
 La velocidad mínima en la garganta debe ser mayor de 2 m/s.
 La velocidad mínima del efluente debe ser aproximadamente 0.75 m/s.
 El resalto no debe ser oscilante; es decir que el número de Froude (Fr)
no debe estar entre 2.5 y 4.5.
 El número de Froude debe estar entre 1.7 y 2.5 o entre 4.5 y 9.0.
 Ha/w debe estar entre 0.4 y 0.8. Donde Ha es la altura del agua y w es
el ancho de la canaleta.
36
RAS 2000 tituloC

43
 Debe disponerse de un dispositivo aguas abajo con el fin de controlar la
posición del resalto hidráulico.
o Dimensiones de la canaleta Parshall:
A: Longitud diagonal convergente, 45,7cm
B: Longitud sección convergente, 45,7cm
C: Ancho divergente, 17,8cm
D: Ancho convergente, 25,9cm
E: Altura convergente, 38,1cm
F: Longitud garganta, 15,2cm
G´: Longitud verdadera divergente, 30,5cm
K: Diferencia de altura entre la entrada y la salida, 2,5cm
N: Diferencia de altura entre entrada y punto más bajo resalto,
5,7cm
Teniendo en cuenta las dimensiones, la ecuación es:
547
,
1
1
1765
.
0 h
Q
Donde:
Q = caudal = 0.0035 m3
/seg
W = ancho de la garganta =0.152m
h1 = altura de la lamina del agua a la entrada de la canaleta= 0,08m
Ancho de la canaleta en la sección de medida (D”):
W
W
D
D )
(
3
2
"
m
m
m
m
D 319
,
0
152
,
0
)
152
,
0
403
,
0
(
3
2
"
Velocidad en la sección D”:
1
1
" h
D
Q
V
s
m
m
m
s
m
x
V 1370
,
0
319
,
0
*
08
,
0
10
5
,
3
3
3
1

44
o Carga hidráulica disponible o energía especifica (E1) en la sección de
medición:
o Velocidad del agua antes del resalto
E2 = E1 donde de Bernoulli:
2
2
2
2
2
h
g
V
E ; Donde m
V
W
Q
g
V
139
,
0
2 2
2
2
, remplazando:
w
Qg
E
V
g
V
2
*
*
2 1
2
3
2
451797
,
0
825050
,
3
* 2
3
2 V
V
Resolviendo por tanteo tenemos que la velocidad es
s
m
V /
8938
,
1
2
o Altura del agua antes del resalto:
2
2
2
V
W
Q
h
m
s
m
m
s
m
h 01215
,
0
8938
,
1
152
,
0
0035
,
0
3
2
o Numero de Froude:
g
h
V
F
2
2
485
,
5
81
,
9
01215
,
0
8938
,
1
s
m
m
s
m
F O.K.
o Altura conjugada o altura del resalto (h3):
N
h
g
V
E 1
2
1
1
2
m
m
m
s
m
s
m
E 194
,
0
114
,
0
08
,
0
8
,
9
*
2
1370
,
0
2
1

45
1
8
1
2
2
2
3 F
h
h
m
h 0883
,
0
1
485
,
5
*
8
1
2
01215
,
0 2
3
o Tirante a la salida o altura del agua al comienzo de la sección divergente:
K
N
h
h 3
4 = 0,06 m
0503
,
0
076
,
0
114
,
0
0883
,
0
4 m
h
o Extensión del resalto (L):
2
3 h
h
L
07615
,
0
01215
,
0
0883
,
0
L
o Velocidad de salida del resalto (V3):
3
3
Wh
Q
V
s
m
s
m
V 0549
,
0
0883
,
0
*
152
,
0
0035
,
0
3
3
o Energía especifica o carga hidráulica disponible a la salida (E3)
3
2
3
3
2
h
g
V
E = 0,11 m
m
E 0884
,
0
0883
,
0
81
,
9
*
2
0549
,
0 2
3
o Pérdida de carga [hf]:
3
1 h
N
h
hf = 0,03 m
m
hf 1056
,
0
0884
,
0
114
,
0
08
,
0
o Grado de sumergencia (S)
1
3
h
N
h
S
32125
,
0
08
,
0
114
,
0
0883
,
0
m
m
m
S
o Velocidad en la sección de salida (V4)

46
4
4
h
C
Q
V
s
m
s
m
V /
176
,
0
0503
,
0
394
,
0
/
0035
,
0
4
Floculador Alabama:37
Parámetros de diseño:38
o Número de cámaras: Se recomienda un número mínimo de 8 cámaras.
o Velocidad en el codo: En los codos la velocidad debe estar entre 0.4 m/s y 0.2
m/s.
o El gradiente de velocidad debe estar entre 20 s-1 y 70 s-1 de acuerdo con la
obtenida en la prueba de jarras y el tiempo de detención entre 20 y 40 minutos,
debe determinarse de acuerdo con las pérdidas hidráulicas.
o Tiempo de retención: Teniendo en cuenta que las dimensiones actuales de las
cámaras son: Ancho: 0,65m, Largo: 0,65 y Altura de la lamina del agua: 1,9m
3
min
802
,
0
9
,
1
*
65
,
0
*
65
,
0
*
*
m
m
m
m
V
H
A
L
V
cámara
a
la
cámara
min
5
,
30
85
,
1834
8
0035
,
0
802
,
0
/
3
3
s
s
m
m
t
numero
Q
V
t
retencion
camaras
camara
retencion
o Área del orificio de paso, teniendo en cuenta que aproximadamente el diámetro
del orificio es de 3” (0,076208m)
2
2
2
00456
,
0
)
2
0762
,
0
(
m
A
A
r
A
o
o
o
o Área del tubo de paso, cabe aclarar que el diámetro actual de los codos, de 3”
(0,7675m/s) no cumple con la velocidad establecida por ello es necesario
modificarlo por una tubería de 4” (0,1016m), a continuación se muestran los
37
Teoría y práctica de la purificación del agua, Jorge Arboleda Valencia, Acodal, pag 111
38
RAS 2000 Titulo C

47
cálculos realizados teniendo encuenta que el diámetro interno de 4 “es de
0,1143m:
2
2
2
01026
,
0
)
2
1143
,
0
(
m
A
A
r
A
c
c
c
o Velocidad del tubo de paso:
o Pérdidas de carga:
01026
,
0
00456
,
0
o Pérdida de carga total:
o Gradiente medio de velocidad para una temperatura del agua de 15°C:

48
1
6
26
,
55
)
106
.
233
(
*
)
/
10
139
,
1
(
08267
,
0
*
81
,
9
*
*
s
G
s
s
m
x
G
t
v
ht
g
G
o
Sedimentador:39
o Parámetros de diseño40
 La unidad debe diseñarse de manera que el tiempo de detención esté
entre 10 min y 15 min.
 La profundidad del tanque debe estar entre 4 m y 5.5 m.
 La carga superficial de la unidad debe estar entre 120 y 185 m3
/(m2
.día)
para placas angostas y de 200 a 300 m3
/(m2
.día) para placas
profundas.
 El número de Reynolds (Re) debe ser menor a 500, se recomienda un
Reynolds menor a 250.
Los cálculos que se muestran a continuación son tomados del diseño
realizado en el año 200641
para la PTAP ya que los cálculos y dimensiones
actuales cumplen con los parámetros establecidos en el RAS 2000
o Carga superficial [m3
/m2
-día]:
dia
m
m
A
Q
CS 2
3
/
144
o Velocidad del flujo [m/s]
s
m
sen
A
Q
V o
/
0014
,
0
60
0
o Número de Reynolds
38
,
101
0 d
V
NRE
o Longitud relativa [m]
39
Teoría y practica de la purificación del agua, Jorge Arboleda Valencia, Acodal, pag 111
40
RAS 2000 Titulo C
41
Plan Maestro de acueducto y alcantarillado. Alcaldia Municipal Bituima - Cundinamarca

49
m
d
l
L 5
,
1
06
,
0
2
,
1
o Longitud de transición [m]
m
N
L RE 32
,
1
013
,
0
´
o Longitud relativa en flujo laminar, corregida en la long. de transición [m]
´
L < m
L
L
L
L 68
,
13
´
0
o Velocidad crítica de asentamiento (según Yao) [m/s]
s
m
L
sen
V
S
V
o
o
sc /
0002
,
0
cos
0
Vsc = 16,18 m3/m2-día
o Tiempo de detención total en las celdas [min]
min
14
0
V
l
t
o Tiempo de retención en el tanque de sedimentación [min]
Q
vol
T , con H = 4,00 m (RAS; 4 < H <5,5 m) y volumen de = 8,4 m3
,
luego: T = 40,0 min
Filtros:
A partir del muestreo realizado en el lecho filtrante se determinó que existen 2
unidades de filtración (cada uno con lecho de 0,8m de antracita y 0,25 de falso
fondo), luego de ello se realizó el cálculo adecuado sobre la tasa de filtración para
cada unidad de filtración, arrojando el siguiente valor:
día
m
m
m
día
m
A
Q
Tfiltacion
2
3
2
3
/
210
72
,
0
/
2
,
151
Donde,
Q= 302,4 (m3/día) / 2 = 151,2 m3/día
A= 0,8 (m) x 0,9 (m) = 0,72 m2
“Para lechos de antracita sobre arena y profundidad estándar, la tasa máxima es
de 300 m3
/(m2
.día), siempre y cuando la calidad del floc lo permita”42
42
RAS 2000 titulo C pág. 81

50
Con lo anterior se concluye que los filtros cumplen con la tasa de filtración (máx.
300 m3
/(m2
.dia)), siempre y cuando se asegure una repartición del caudal
equitativa, es decir que a cada unidad ingresen 1,75 L/s ( ó 151,2 m3
/día). Se
sugiere que se realicen carreras de filtración verificando la capacidad de carga de
los filtros verificando que no se colmaten o la generación de turbiedad en el agua.
Cloración:
Para determinar la concentación óptima a aplicar al agua de desinfectante
deberealizarceel procedimiento de determinación de cloro residual con una
frecuencia de dos a tres semanas, de este procedimeitno de obtendra como
resultado una curva que se intepreta de la siguiente manera:
Figura 22: curva de cloro residual.
Fuente: capítulo 17. Ingeniería de los sistemas de tratamiento
y disposición de aguas.
Con esta gráfica se busca a partir de una super cloración (dosis mayores a 1mg/l),
encontrar el punto de quiebre de la gráfica, al encontrarlo se puede leer en el eje
X la concentración que refleja este punto, identificando asi la concentración óptima
a usar en el agua.
Dentro del proceos de cloración es indespensable contar con un tanque que
asegure el contacto con el agua, se deben realizar lossiguientes calculo con base

51
en la tabla C.8.2.B (Valores de Ct = K en mg-min/l para inactivación de quiste
Giardia por Cloro libre para log) del RAS 2000 del titulo:
Datos:
o Temperatura del agua 18º C
o Dosis de cloro a aplicar: mg/L (Dosis promedio aplicada)
o pH = 7.5
o Valor de K determinado = mg-min/L
Calculos:
o Tiempo de Detección = t = K/C= min.
o Volumen del tanque de cloración = Caudal * tiempo
Material de construcción: polietileno de óptima calidad que garantizan ser un
material liviano y resistente.
7.2.3 Descripción de alternativas:
2.1.1 Alternativa I: Adquisición de un tanque para el contacto con cloro, tubería
de desfogue para las primeras cuatro cámaras del floculador y construcción
de un bypass que evita el paso del agua por la cámara previa al
sedimentador que contiene piedras de rio.
2.1.2 Alternativa II: Adquisición de un tanque para el contacto con cloro,
electroválvula con vástago para evitar el intercambio de agua de la primera
a la última cámara del floculador y remoción de las piedras de la cámara
previa al sedimentador.
2.1.3 Alternativa III: Adquisición de un tanque para el contacto con cloro, tubería
de desfogue para las primeras cuatro cámaras del floculador y remoción de
las piedras de la cámara previa al sedimentador.
2.1.4 Alternativa IV: Adquisición de un tanque para el contacto con cloro, un
tapón tipo cónico que evite el intercambio de agua de la primera a la ultima
cámara del floculador y remoción de las piedras de la cámara previa al
sedimentador.

52
7.3 FASE III: EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS
7.3.1 Identificación de aspectos económicos y ambientales de cada alternativa
ANÁLISIS DE PRECIOS
OBRA: Alternativa I: Tubería floculador + bypass FECHA: Abril 17, 2011
MATERIALES
DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDAD V/UNITARIO V/PARCIAL
Codo 3" pvc presión 3 Un $ 90.000,00 $ 270.000
Tubería presión PVC RDE 21,
3"
6,27 m $ 36.768,00 $ 230.535,36
Unión z 3" pvc presión 4 Un $ 40.000,00 $ 160.000
Concreto impermeabilizado de
4000 psi, Muros
4 m³ $ 800.000,00 $ 3.200.000
Agua 8 L $ 1.000,00 $ 8.000
Tanque contacto cloro 1 Un $ 2.000.000,00 $ 2.000.000,00
Codos 4” 7 Un $ 90.000,00 $ 630.000,00
Demolición de estructura,
incluye cortada y sacada
3 m³ $ 400.000 $ 1.200.000
Pasamuro AC, ø4" ElxEL, L =
0.50 mt z=0.125mt
7 Un $ 227.331 $ 1.591.317
Retiro de sobrantes y limpieza
del lugar
3 m³ $ 19.771 $ 59.313
SUBTOTAL MATERIALES
$ 9.349.165
HERRAMIENTA Y EQUIPOS
TIPO TARIFA/H RENDIMIENTO V/UNIT.
Herramienta menor $ 250.000 1 $ 250.000
Vibrador de concreto $ 4.000.000 1 $ 4.000.000
Formaleta metalica $ 4.000 2 $ 8.000
SUBTOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO $ 4.258.000
MANO DE OBRA
TRABAJADORES HC-PRESTACIONES RENDIMIENTO V/UNITARIO
Cuadrilla albañilería (4) $ 530.000 4,00 $ 2.120.000
Cuadrilla instalación (2) $ 530.000 2,00 $ 1.060.000
Ingeniero encargado $ 1.500.000 1 $ 1.500.000
SUBTOTAL MANO DE OBRA $ 4.680.000
COSTO DIRECTO TOTAL 18.287.165,36
Tabla 16.Análisis de precios Alternativa
Fuente: Las Autoras.2011

53
OBRA: Alternativa II: válvula FECHA: Abril 17, 2011
MATERIALES
Válvula Ext liso de 3" sello
elástico
1,00 Un $ 560.000,00 $ 560.000,00
Guía de control con rueda de
manejo HF
1,00 Un $ 755.000,00 $ 755.000,00
Vástago de 190 cm 2,00 Un $ 350.000,00 $ 700.000,00
Cemento gris 5,00 Kg $ 150.000 $ 750.000,00
Agua 10,00 L $ 1.000 $ 10.000,00
Arena 3,00 m³ $ 390.000 $ 1.170.000
Tanque contacto cloro 1,00 Un $ 2.000.000,00 $ 2.000.000,00
Codos 4” 7,00 Un $ 90.000,00 $ 630.000
Demolición de estructura, incluye
cortada y sacada
3 m³ $ 400.000 $ 1.200.000
0.50 mt z=0.125mt
7 Un $ 227.331 $ 1.591.317
del lugar
3 m³ $ 19.771 $ 59.313
SUBTOTAL MATERIALES $ 9.426.320
SUBTOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO $250.000
MANO DE OBRA
TRABAJADORES HC-PRESTACIONES RENDIMEINTO V/UNITARIO
Cuadrilla albañilería
(4)
$ 530.000 4,00 $ 2.120.000
Cuadrilla instalación
(2)
$ 530.000 2,00 $ 1.060.000
COSTO DIRECTO TOTAL $ 14.356.320
Tabla 17.Análisis de precios Alternativa II
Fuente. Las Autoras. 2011

54
OBRA: Alternativa III: Tubería Floculador FECHA: Abril 17, 2011
MATERIALES
Codo 3" pvc presión 3 Un $ 90.000,00 $ 270.000,00
Tubería presión PVC RDE 21,
3"
6,27 M $ 36.768,00 $ 230.535,36
Unión z 3" pvc presión 4 Un $ 40.000,00 $ 160.000,00
Cemento gris 4 Kg $ 800.000,00 $ 3.200.000
Agua 8 L $ 1.000,00 $ 8.000,00
Arena 3 m³ $ 390.000 $ 1.170.000
Tanque contacto cloro 1 Un $ 2.000.000,00 $ 2.000.000
Codos 4” 7 Un $ 90.000,00 $ 630.000
Demolición de estructura,
incluye cortada y sacada
3 m³ $ 400.000 $ 1.200.000
0.50 mt z=0.125mt
7 Un $ 227.331 $ 1.591.317
del lugar
3 m³ $ 19.771 $ 59.313
SUBTOTAL MATERIALES $ 10.519.165,36
SUBTOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO $ 250.000
MANO DE OBRA
Cuadrilla albañilería
(4)
$ 530.000 4,00 $ 2.120.000
Cuadrilla instalación
(2)
$ 530.000 2,00 $ 1.060.000
COSTO DIRECTO TOTAL $ 15.449.165,36
Tabla 18.Análisis de precios Alternativa III

55
OBRA: Alternativa IV: Tapón FECHA: Abril 17, 2011
MATERIALES
Tapón para prueba sanitaria 1,00 Un $ 50.000,00 $ 50.000,00
Tanque contacto cloro 1 Un $ 2.000.000 $ 2.000.000
Codos 4” 7 Un $ 90.000 $ 630.000
Retiro de sobrantes y limpieza del
lugar
1 m³ $ 19.771 $ 19.771
Demolición de estructura, incluye
cortada y sacada
1 m³ $ 400.000 $ 400.000
Pasamuro AC, ø4" ElxEL, L = 0.50
mt z=0.125mt
7 Un $ 227.331 $ 1.591.317
SUBTOTAL MATERIALES $ 4.691.088
SUBTOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO $ 250.000
MANO DE OBRA
Cuadrilla instalación $ 200.000 1.00 $ 200.000
SUBTOTAL MANO DE OBRA $ 200.000
COSTO DIRECTO TOTAL $ 5.141.088
Tabla 19.Análisis de precios Alternativa IV
7.3.2 Comparación y recomendación:
ALTERNATIVA
COSTO DE
IMPLEMENTACIÓN
ASPECTO
AMBIENTAL
ASPECTOS DE CALIDAD
I
$ 18.287.165,36
Impacto al recurso
aire y al suelo por
reconstrucción del
floculador y
construcción del
bypass
-Eliminacióneficaz de
microorganismos.
- Disminución de fosfatos,
nitritos, turbiedad y
material sedimentable.
II
$ 14.356.320
Uso periódico de
energía
microorganismos.
nitritos, turbiedad y
- Disminución del impacto
del agua con piedras que
destruyan el floc.
III
$ 15.449.165,36
Impacto al recurso
aire y al suelo por
reconstrucción del
-Eliminación eficaz de
microorganismos.

56
Floculador turbiedad, nitritos y
destruyan el floc.
IV $ 5.141.088 -
microorganismos.
y material sedimentable.
destruyan el floc.
Tabla 20.Costos de implementación y aspectos ambientales de cada alternativa
La alternativa que se recomienda implementar con base en el análisis de precios y de
aspectos ambientales, es la alternativa II: Adquisición de un tanque para el contacto con
cloro, electroválvula con vástago para evitar el intercambio de agua de la primera a la
última cámara del floculador y remoción de las piedras de la cámara previa al
sedimentador.

57
8 CONCLUSIONES
 Con el diagnóstico del estado actual de la PTAP, calidad del efluente y afluente, se
identificaron las falencias y prioridades del tratamiento de agua potable del
municipio de Bituima- cundinamarca.
 Teniendo en cuenta las caracterizaciones, pruebas hidráulicas y eficiencias de las
unidades se diseñaron alternativas para el mejoramiento de la Planta de
Tratamiento de Agua Potable del municipio.
 Se evaluó y recomendó la alternativa de mejoramiento de la Planta de
Tratamiento de Agua Potable más viable con base en criterios económicos y
ambientales del municipio de Bituima, Cundinamarca.
 Las alternativas planteadas mejorarán la eficiencia de la planta y también la
calidad de vida de la población involucrada.
 Con la implementación del tanque de contacto de cloro se disminuye de manera
significativa los microorganismos presentes en el agua.
 La adopción del sulfato férrico minimiza costos de inversión en sustancias
adicionales para una correcta floculación.
9 RECOMENDACIONES

58
 Disminuir la cantidad de agua captada verificando el sistema de acueducto.
 Realizar un mantenimiento periódico de los macro medidores y registrar sus
lecturas continuamente.
 Realizar capacitaciones al operario para que pueda llevar un control de la calidad
de agua captada y tratada.
 Brindar elementos de seguridad ocupacional al operario de la PTAP.
 Realizar un mantenimiento exhaustivo de las unidades de la PTAP.
 Realizar un plan de prevención y contingencia por eventualidades climaticas.
 Adecuar el lecho filtrante con arena (0,30m), antracita (0,40m), grava (0,25m) y
falso fondo (0,25) según lo establecido en el diseño del 2006, cumpliendo así con
la tasa de filtración.
 Se debe asegurar una repartición del caudal equitativa en las unidades de
filtración nueva, es decir que a cada unidad ingresen 1,75 L/s ( ó 151,2 m3
/día).
 Realizar carreras de filtración verificando la capacidad de carga de los filtros
verificando que no se colmaten o la generación de turbiedad en el agua.
 La alternativa que se recomienda implementar es la alternativa II.

59
10 BIBLIOGRAFÍA
ROMERO, Jairo Alberto. Acuipurificación. Diseño De Sistemas De Purificación De Aguas.
Segunda edición. Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería.1997. 308 p.
ISBN: 958-96027-3-8
GARZÓN RODRÍGUEZ, Diana. Estudio de viabilidad para implementación de
nuevosprocesos en las plantas de tratamiento de agua potable fabricadas por una firma
de Bogotá, para su mejoramiento. Bogotá, Colombia. 2004, 60 h. Trabajo de grado
(Ingeniero Ambiental).Universidad De La Salle. Facultad De Ingeniería Ambiental.
ORTÍZ DÍAZ, Andrea. QUEZADA BERMUDEZ, Zoraida.Proyecto optimización planta de
tratamiento de agua potable: inspección de la "la esperanza", municipio de la mesa -
Cundinamarca .Bogotá. 1999, 90h. Trabajo de grado (Ingenieras Ambientales).
Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria.
HOSPITAL SAN VICENTE DE PAÚL. Perfil Epidemiológico de Bituima: Alcaldía Municipal
de Bituima. Bituima- Cundinamarca. 2008. 120 p. (Departamento de Planeación, Bituima –
Cundinamarca)
BARRERA MEDINA, Guillermo (Alcalde Municipal). Plan de Desarrollo Municipal de
Bituima 2008-2011. Colombia. Alcaldía de Bituima: Cundinamarca. 2008. 263p.
MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL –
GOBERNACIÓN DE CUNDINAMARCA. Esquema de Ordenamiento Territorial Municipio
de Bituima. [En línea].
<http://www.planeacion.cundinamarca.gov.co/BancoMedios/Documentos%20PDF/sig_doc
_2000%20bituima%20Documento%20res%C3%BAmen.pdf>. [Citado en 14 de Febrero de
2011].

PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf

PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf

Similar a PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf (20)

Más de VICTOR PERCY MAURY SALLUCA

Más de VICTOR PERCY MAURY SALLUCA (20)

Último

Último (20)

PROPUESTA_PARA_EL_MEJORAMIENTO_DE_LA_PLA.pdf