Agua: Composición, Propiedades y Condiciones

Generalidades del agua
Composición química
El agua es una sustancia, cual está compuesto un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno y se representa por la
formula H2O).
Propiedades del agua
• A temperatura ambiente, es un líquido incoloro, inodoro e insípido.
• A presión atmosférica estándar (1 atm), el punto de fusión es de 0°C y su punto de ebullición es de 100 °C.
• La densidad es de 1 g/mL.
• El calor específico es de 1 Cal/g°C.
• pH de 7.
• Se considera el disolvente universal.

Distribución del agua en la naturaleza
En total, la tierra contiene unos 1 368 000 000 km3 de agua.

Constituye gran parte de la materia viva:
• En el hombre representa aproximadamente el 70% del peso total de su cuerpo.
• Sin la presencia de agua en los organismos vivos es imposible que se verifiquen muchas reacciones
indispensables para la vida.
• Históricamente, el agua ha tenido gran influencia en el desarrollo de las ciudades, del trasporte, la
agricultura, la industria, para la limpieza y como solvente para muchos reactivos y también es
empleada como materia prima.
• El uso de agua es muy amplio, pues en la vida diaria es indispensable como bebida, para preparar los
alimentos, en la limpieza y en infinidad de actividades productivas .

Ciclo hidrológico del agua
EL AGUA EN EL MUNDO SE MANTIENE CONSTANTE, LO QUE CAMBIA ES SU DISPONIBILIDAD Y LA
CALIDAD, EL AGUA ESTÁ RECICLÁNDOSE CONTINUAMENTE Y ESO SE DEBE AL FENÓMENO LLAMADO
CICLO HIDROLÓGICO O CICLO DEL AGUA.
Los estados del agua se relacionan entre sí por un ciclo continuo de:
EVAPORACIÓN TRANSPIRACIÓN
CONDENSACIÓN PRECIPITACIÓN

Condición del agua
Agua cruda: es la que no ha
recibido ningún tratamiento
como el agua de los ríos,
quebradas, de un manantial o
del acueducto, es decir que no
se ha realizado ningún
procedimiento para su
potabilización
Agua tratada: es el agua que
se le realiza el tratamiento en
una planta de potabilización,
donde se adicionan
desinfectantes y coagulantes
para eliminar todas las
impurezas y bacterias que
contiene.
Agua potable: es el agua que
no implica ningún riesgo para
la salud del consumidor y no
produce daños en los bienes
materiales.
Agua contaminada: es el agua
que ha recibido bacterias o
sustancias tóxicas que la hacen
inadecuada para la bebida y el
aseo corporal, aunque su
apariencia sea la de agua
limpia.

Condición del agua
El agua lluvia al caer recoge del aire
partículas de polvo y gases; una vez en
el suelo se escurre por la superficie y
arrastra materia orgánica e inorgánica.
Lo mismo ocurre si esta se infiltra por
el suelo. Puede ocasionar daños en las
cuencas produciendo erosiones,
derrumbes y desplomes.
Contaminación natural
Esta se puede dar por: “residuales
domésticas (material fecal, grasas,
jabón, detergentes, limpiadores) o
residuos sólidos o basuras (papel,
residuos vegetales, sobras de comida,
latas, vidrios, telas y residuos químicos
utilizados en las viviendas como
hipoclorito, etc).
Contaminación artificial
El otro tipo de contaminación es la
generada por la industria y productos
agrícolas como fertilizantes,
matamalezas, herbicidas y pesticidas
que son utilizados para mejorar el
rendimiento y la calidad de las
cosechas.
Contaminación Industrial

Características del agua
EL AGUA ES UNA SUSTANCIA INCOLORA, INODORA Y NO TIENE SABOR. SIN EMBARGO, EL AGUA NO
SIEMPRE SE PRESENTA ASÍ, PORQUE SUS PROPIEDADES PUEDEN SER ALTERADAS Y EN ESTE CASO NO
SERÍA APTA PARA EL CONSUMO.
Las sustancias que contaminan el agua se presentan en una de estas formas:
Estos tipos de sólidos determinan tres tipos de características para el agua.
Sólidos gruesos flotantes.
Sólidos fácilmente
sedimentables.
coloides: sólidos disueltos

Condición del agua
CARACTERISTICAS FISICAS
Este aspecto físico del agua se considera por la apariencia, la cual puede percibirse por los sentidos.
Las características físicas del agua son:
TURBIEDAD
La turbiedad es el efecto óptico causado por la dispersión y absorción de los rayos luminosos que pasan a través del
agua que contiene pequeñas partículas en suspensión. Puede ser causada por el cieno o fango extraído del suelo, por
escorrentías superficiales que contienen materia suspendida orgánica y mineral.

Condición del agua
TEMPERATURA
Es importante por el efecto sobre las propiedades físicas, afecta la velocidad, las reacciones químicas y la
solubilidad de los gases, amplía sabores y olores, y determina el desarrollo de los organismos presentes. Se
determina con un termómetro y se expresa en grados centígrados ºC.

Condición del agua
OLOR
Las impurezas orgánicas disueltas producen olores y sabores indeseables, que son difíciles de evaluar por su
naturaleza sugestiva. Los olores en el agua son debidos a pequeñísimas concentraciones de compuestos volátiles. La
intensidad y lo ofensivo de los olores varían con el tipo; algunos son de tierra y moho, mientras que otros son
putrefactos, producidos por la polución con desechos industriales, tales como FENOI y los derivados del petróleo.
En las aguas superficiales el olor es causado por el plancton, estos organismos desprenden pequeños vestigios de
aceites esenciales volátiles.

Condición del agua
SABOR
Las sales metálicas como la del cobre, el zinc o el hierro causan sabores metálicos. El sabor está relacionado con el
olor y es causado por las mismas condiciones.
La materia mineral disuelta causa sabor en el agua. Los cloruros y sulfatos mayores a 250 mg/L (miligramos por litro),
hacen que el agua tenga sabor salado.
El sabor es una medida de aceptación del agua por el consumidor. Un sabor metálico o salino puede indicar polución
en abastecimiento de agua.

CONVERSION DE UNIDADES
https://www.youtube.com/watch?v=trA2dOF9eOo

Condición del agua
CARACTERISTICAS QUÍMICAS
Se relaciona con los compuestos químicos disueltos en el agua y que pueden modificar sus propiedades. Las
características químicas más comunes que se determinan en el laboratorio de la planta de un acueducto para el
control de la calidad del agua son:
ACIDEZ
La acidez de agua es una medida de la cantidad total de sustancias ácidas (H+) presentes. Se expresa como partes por
miligramo por litro de carbonato de calcio equivalente (CaCO3).
La acidez mineral o acidez fuerte se da cuando el pH es menor de 4.3 produciendo malos olores y sabores.
La acidez débil se encuentra cuando el pH del agua está entre 4.3 y 8.3. Este tipo de acidez no tiene ningún efecto en
la salud, pero trae problemas de corrosión en las tuberías. La acidez desaparece en el agua cuando el pH es mayor de
8.3.

Condición del agua
ALCALINIDAD
Es la capacidad que tiene el agua para reaccionar con un ácido. Se debe frecuentemente a la presencia de
bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos.
En las aguas naturales se debe a la disolución de rocas calizas que aportan bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos de
calcio, magnesio, sodio, hierro y otros elementos.
Cuando el pH del agua es mayor a 8.3 la alcalinidad se debe a bicarbonatos y a los carbonatos.
Cuando el pH del agua es menor a 4.3 no hay alcalinidad.
Se expresa por miligramos por litro de (CaCO3) carbonato de calcio.

Condición del agua
pH DEL AGUA
El agua siempre se ioniza en pequeñas proporciones, produciendo tanto iones de hidrógeno como iones de hidróxido.
El pH es la forma de medir el ion de hidrógeno (H+) o el ion de hidróxilo (OH-). El pH se mide en escala logarítmica, lo
que significa que cada que aumenta o disminuye 1 unidad, equivale a 10 veces el valor anterior.
El pH se determina por la comparación colorimétrica o por potenciometría, y se expresa en unidades de pH.

Condición del agua
DUREZA
La dureza del agua se debe a la presencia del calcio y magnesio principalmente y se manifiesta en el agua porque
reacciona con el jabón sin disolver ni producir espuma.
• La dureza también es temporal, cuando hay presencia de carbonatos y bicarbonatos de calcio, magnesio o
hidróxidos.
• La dureza es permanente cuando encontramos principalmente sales de calcio, manganecio, manganeso y hierro.
• La dureza la expresamos en miligramos por litro de carbonato de calcio (CaCo3).

Condición del agua
HIERRO
La presencia de hierro en el agua es objetable no desde el punto de vista fisiológico sino, en términos generales,
desde el punto de vista estético, de sabor y aun de olor. Al oxidarse el hierro deja sobre la ropa blanca y sobre los
artefactos de porcelana esa mancha típica amarilla rojiza desagradable y difícil de remover. También le imparte al
agua el color característico que resulta desagradable para ser usada en fines domésticos generales, incluyendo el
consumo humano.
En las muestras que se toman de la red, la determinación de hierro puede servir como base para demostrar el efecto
corrosivo que el agua puede estar teniendo sobre las redes y sobre las instalaciones metálicas del sistema de
distribución.

Condición del agua
CLORO RESIDUAL
La cloración en los abastecimientos públicos de agua presenta el proceso más importante para la obtención de agua
adecuada para el consumo humano. La desinfección es la eliminación parcial o total de los microorganismos
presentes en el agua. La eficiencia de la cloración depende de:
• La dosis de cloro que se adiciona al agua.
• El tiempo de contacto del cloro con el agua.
• La temperatura del agua.
• La calidad del agua.
• El pH del agua.

Condición del agua
SULFATOS
Por regla general, todas las aguas naturales contienen sulfatos, estos provienen de los suelos que son ricos o que
contienen cantidades apreciables de yeso y minerales similares. El ciclo biológico del azufre y los sulfatos también
pueden existir en el estado de oxidación de la materia orgánica, pero ellos a su vez servirían de fuente de energía a
cierto tipo de bacterias que usan el elemento en su metabolismo. Los sulfatos en fuentes superficiales pueden
provenir también de contaminaciones por residuos industriales como las curtiembres, plantas electrolíticas,
industrias textiles o en industrias que usen sulfatos, ácido sulfúrico o sus derivados.
Los límites de sulfatos que pueden darse para aguas destinadas a consumo humano se basan no solamente en
factores del gusto desagradable que pueden producir, sino también en los efectos laxantes que estos pueden tener.

Condición del agua
CARACTERISTICAS BACTERIOLÓGICAS
La variedad de bacterias existentes están distribuidas en la naturaleza y las que hay en el agua tienen
fundamental importancia sanitaria. El agua puede contener parásitos, bacterias, virus y protozoos que se
descargan en el agua con los desperdicios de tipo animal y humano, debido a la costumbre del hombre de
arrojar sus residuos a la corriente de agua más cercana.
Encontramos en el agua, bacterias patógenas que causan enfermedades al hombre y a los animales.
Entre las enfermedades adquiridas por medio hídrico se encuentran:
• La fiebre tifoidea.
• La disentería.
• El cólera.
• Diarrea o gastroenteritis.
• Erupciones cutáneas.
Del reino vegetal, los microorganismos mas importantes desde el punto de vista de la Ingeniería Sanitaria
son las algas y bacterias aunque la presencia de hongos, mohos y levaduras es un índice de la existencia
de materia orgánica enCdescomposición.

Condición del agua
ESCHERICHIA COLI
E. coli es el nombre de un tipo de bacteria que vive en el intestino. La mayoría de las E. coli no causan
problemas. Pero, algunos tipos pueden producir enfermedades y causar diarrea. El peor tipo de E. coli
causa una diarrea hemorrágica y a veces puede causar insuficiencia renal y hasta la muerte.
Se pueden adquirir infecciones por E. coli al consumir alimentos que contienen la bacteria. Los síntomas
pueden incluir:
• Náuseas o vómitos
• Fuertes cólicos abdominales
• Diarrea líquida o con mucha sangre
• Cansancio
• Fiebre

Condición del agua
ALGAS
Las algas contienen fundamentalmente clorofila necesaria para la actividades fotosintéticas y por lo tanto
necesitan la luz solar para vivir y reproducirse. La mayor concentración se da en los lagos, lagunas,
embalses, remansos de agua y con menor abundancia en las corrientes de agua superficiales.
Beneficios:
• Permiten crear una sombra en la superficie para bajar la intensidad de los rayos UV del sol.
• Sirve para bajar los niveles de nitratos que si son muy altos los peces morirían.
• El alga filtra el amoníaco.
• Es una fuente de comida excelente para los renacuajos y peces.

Condición del agua
Puntos que afectan el crecimiento de las algas:
• El estancamiento del agua. Cuanto más estancada está el agua, más algas crecerán).
• El nivel de pH. El alga mejora y crece a niveles altos de pH.
Componentes fundamentales para el desarrollo excesivo de las algas:
• La comida. El alga se alimenta principalmente de los nitratos y fosfatos del agua.
• La luz. El alga necesita luz sola directa para reproducirse y crecer.
• La temperatura. El alga crece más rápido en aguas cálidas que en aguas frías.

Condición del agua
Alga pincel (o de pelo) Son típicamente encontradas en
cascadas o salidas de filtros que son
lugares donde el agua se mueve
constantemente en contacto con algo
sólido y el aire. Crecen en forma de
pelos largos y finos que pueden
hacerse muy densos.
El control de estas algas es fácil, se
sacan simplemente pasando la mano
por donde se encuentran.
Alga de espuma Crecen en formas densas por lo
general en el fondo del estanque.
Estas algas cuando le da el sol directo
se aflojan del suelo y aparecen en
forma de espuma en la superficie.
Estas algas son las más difíciles de
eliminar si no se cuenta con bottom
drain. La forma de eliminarlas es
durante el día, cuando salen a la
superficie, utilizando una red fina.
Alga de hilo Se la considera la única alga buena.
Son cortas, atadas, parecidas a raíces
de plantas, generalmente son una
forma buena de algas en un estanque
ya que muchos peces se alimentan de
ellas.
La forma de sacar estas algas es
usando cualquier sistema de filtro
biológico
Algas unicelulares Es el tipo el más común y odiado de
algas en los estanques. Esta alga crece
cuando hay altas temperaturas, pH
alto, consume el oxígeno, se alimenta
de las sustancias en exceso de
nitratos, fosfatos y silicatos. Esta es la
alga que causa el agua verde.
La forma de eliminarla es con un buen
sistema de filtración y abundante
cantidad de plantas para no tener
exceso de nutrientes.

Normatividad
A continuación se presentan la principal legislación en Colombia sobre el agua potable:
DECRETO 475 DE 1998 Normas técnicas de calidad del agua potable
DECRETO NÚMERO 1575 DE 2007
Sistema para la Protección y Control de la
Calidad del Agua para Consumo Humano
RESOLUCIÓN NÚMERO 2115
Se señalan características, instrumentos
básicos y frecuencias del sistema de control y
vigilancia para la calidad del agua para
consumo humano
RAS TITULO B Reglamento Técnico del Sector de Agua
Potable y Saneamiento Básico

Normatividad
DECRETO 475 DE 1998

Normatividad
Criterios para elementos y compuestos químicos, diferentes a los plaguicidas y otras sustancias, que al
sobrepasar los valores establecidos tienen reconocido efecto adverso en la salud humana:

Normatividad
Criterios de calidad química para características con implicaciones de tipo económico o acción indirecta
sobre la salud.

Normatividad
El agua para consumo humano debe cumplir con los siguientes valores admisibles desde el punto de vista
microbiológico:

Normatividad
RESOLUCIÓN NÚMERO 2115
ÍNDICE DE RIESGO DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO – IRCA-. Es el grado de riesgo de
ocurrencia de enfermedades relacionadas con el no cumplimiento de las características físicas, químicas y
microbiológicas del agua para consumo humano. Para el cálculo del IRCA al que se refiere el artículo12 del Decreto
1575 de 2007 se asignará el puntaje de riesgo a cada característica física, química y microbiológica, por no
cumplimiento de los valores aceptables establecidos en la presente Resolución:
El valor del IRCA es cero (0) puntos cuando cumple con los valores
aceptables para cada una de las características físicas, químicas y
microbiológicas contempladas en la presente Resolución y cien puntos
(100) para el más alto riesgo cuando no cumple ninguno de ellos.

Normatividad
CÁLCULO DEL IRCA. El cálculo del índice de riesgo de la calidad del agua para consumo humano – IRCA, se realizará
utilizando las siguientes fórmulas:

Normatividad
Clasificación del nivel de riesgo en salud según el IRCA por muestra y el IRCA mensual y acciones que deben
adelantarse

Sistema Internacional de medida

Incidencias del saneamiento del agua en la salud
SANEAMIENTO AMBIENTAL: es el conjunto de acciones técnicas y socioeconómicas que garantizan la salud pública,
que tienen por objetivo alcanzar niveles crecientes de salubridad ambiental.
• Uno de los factores más importantes para el desarrollo social y económico de una sociedad de cualquier índole, es
el acceso al agua potable.
• El contacto de las personas con el agua no tratada tiene una fuerte incidencia en la salud.
• Al beber agua contaminada o tener un contacto físico con esta se pueden presentar todo tipo de enfermedades.
• Es de vital importancia en cualquier comunidad que exista un sistema de saneamiento del agua, abastecimiento
de agua potable y hábitos de higiene por parte de los usuarios.

ENFERMEDADES DE ORIGEN HÍDRICO
Existen una gran variedad de enfermedades relacionadas con el agua, estas generan un impacto negativo en el nivel
de bienestar de una sociedad, puesto que disminuyen los índices de salud y calidad de vida.
Usualmente estas enfermedades son originadas por las siguientes causas:
• Ausencia de un sistema de saneamiento y abastecimiento de agua potable.
• Permanencia de agua estancada cerca a la comunidad afectada.
• Falta de hábitos de higiene básicos por parte de las personas.
Las enfermedades de origen hídrico se pueden clasificar en las siguientes categorías:
• Enfermedades transmitidas por el agua.
• Enfermedades de origen vectorial.
• Enfermedades causadas por la falta de higiene.

ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR EL AGUA
Las enfermedades transmitidas por el agua tienen su origen en la contaminación directa sobre las fuentes hídricas. El
agua se considera contaminada cuando se le agregan sustancias químicas que alteran su composición de modo que
resulta perjudicial para el consumo por parte de los seres humanos y los animales.
Las principales fuentes de contaminación del agua son aquellas originadas por los seres humanos, como lo son:
Esta contaminación incide directamente sobre las personas que no tienen acceso al agua saneada, y por ende se ven
obligados a mantener un contacto con el agua contaminada
Vertimiento de
basuras
Productos
químicos
Desechos
orgánicos

Las principales enfermedades que son transmitidas por el agua contaminada y el contacto de las personas con esta
son:
Diarrea Hepatitis A y E Poliomielitis
Fiebre tifoidea Meningitis

ENFERMEDADES DE ORIGEN VECTORIAL
En lo que concierne a las enfermedades de origen hídrico, se denomina vector epidemiológico o simplemente vector
a cualquier organismo vivo no microbiano que comience su ciclo de vida en el agua contaminada o no contaminada y
que actúa como transmisor de enfermedades de un organismo a otro.
Mosquito Anopheles Mosquito Tse Tsé Mosquito Aedes

Las enfermedades más frecuentes transmitidas por vectores epidemiológicos son:
La Malaria Fiebre Amarilla Dengue

ENFERMEDADES CAUSADAS POR LA FALTA DE HIGIENE
Este tipo de enfermedades frecuentemente se conocen también bajo el término de enfermedades causadas por la
escasez de agua, porque prosperan en condiciones donde no se cuenta con una adecuada cantidad de agua limpia y
existe un saneamiento deficiente.
Dermatitis Tracoma Tuberculosis

Saneamiento del agua
Un sistema de saneamiento de agua está constituido por una red de alcantarillado que permite recolectar
todas las aguas residuales provenientes de las zonas residenciales e industriales dentro de un centro
urbano o una zona rural, además de una planta de tratamiento de aguas que cumple la función de sanear
el agua, para restaurar su composición química haciéndola consumible para las personas.

Saneamiento del agua
El agua residual está contaminada por diferentes elementos disueltos en ella, o partículas insolubles que
mantienen contacto con esta, formando una mezcla saturada de agentes contaminantes.
Agua Residual
Zona residencial
Industrias
Está contaminada por diferentes elementos disueltos en ella, o
partículas insolubles que mantienen contacto con esta,
formando una mezcla saturada de agentes contaminantes
Está contaminada por desperdicios alimenticios, grasas, materia
fecal, jabones, entre otros
La contaminación del agua contiene agentes químicos que son
utilizados en diversos procesos industriales.

Sistema de abastecimiento de agua
Un sistema de abastecimiento de agua está constituido por todas las instalaciones y estructuras que se
requieren para brindar a una población la cantidad de agua potable que demande.
Su función comprende el transporte y tratamiento del agua, desde su fuente natural hasta el lugar de su
utilización final por parte de los usuarios en zonas residenciales o industriales.
Los requisitos principales que pretende cumplir todo sistema de abastecimiento de agua son :
Cantidad Calidad Continuidad

Sistema de abastecimiento de agua
El proceso efectuado por un sistema de abastecimiento de agua involucra las siguientes etapas:
Captación del
agua
Conducción del
agua
Potabilización del
agua
Almacenamiento
de agua
Distribución de
agua

Fuentes de abastecimiento natural y captación
Se requiere de una enorme cantidad de agua para cumplir con la demanda de consumo habitual de una
población, es por esto que generalmente se recurre a tomar el agua de las fuentes naturales presentes en
el entorno de cada población, mediante la utilización de un sistema de captación del agua.
Un sistema de captación de agua está constituido por una serie de estructuras construidas en las fuentes
de abastecimiento con el fin de derivar un caudal de agua para abastecer a una población determinada.
Estas fuentes pueden ser clasificadas en tres grupos según su origen y ubicación: de origen atmosférico,
de ubicación superficial, y de origen y ubicación subterránea.

ATMOSFERICAS
Son las aguas lluvias que se recogen habitualmente de los tejados de las casas o edificios, almacenándose
en depósitos superficiales o subterráneos; por lo general se emplean para abastecimiento domiciliario.
Es importante establecer cuáles son las condiciones climáticas, geográficas y ambientales que rodean a la
fuente de agua atmosférica de donde se busca captar el agua de lluvia, puesto que en muchos casos la
calidad de esta, puede verse afectada negativamente por la incidencia de gases contaminantes
expulsados por las industrias.

SUPERFICIALES
El agua superficial es cualquier tipo de agua que se encuentra en los ríos, lagos, lagunas o en las cuencas de embalses
y mares, éstas se forman por escorrentías o por lluvias que han caído en el terreno y luego fluyen hacia un depósito
natural.
Este tipo de fuentes representan grandes abastecimientos, puesto que su volumen es abundante. La cantidad de
agua que se almacena en los depósitos naturales depende de la variación del clima; el incremento de las lluvias en las
épocas de invierno incide en la cantidad de agua presente en los lagos y los ríos.

Para el caso de la topografía del terreno, se tienen dos tipos de sistemas de captación:
SISTEMAS DE CAPTACIÓN POR
GRAVEDAD: son aquellos en los
que la fuente de agua está
ubicada a una altura superior a la
de la población a abastecer,
tomando como referencia el nivel
del mar.
SISTEMAS DE CAPTACIÓN POR
BOMBEO: en donde la fuente de
abastecimiento se encuentra a un
nivel inferior al de la población,
en esta ocasión se utilizan
bombas para trasportar el agua.

De acuerdo con el tamaño de la fuente de abastecimiento, existen diferentes sistemas de captación. A
continuación se exponen algunos de ellos.
Captación de manantiales
Las aguas que provienen de manantiales se captan
por medio de cajas o tanques que pueden ser de
mampostería o de concreto. Al proyectar el diseño
de estas captaciones se debe pensar en la
protección sanitaria del manantial, por lo general
se utiliza una serie de mallas para evitar la entrada
de animales y debe ser de fácil acceso para su
limpieza.

Torres de captación
Se utilizan para extraer el agua de presas, lagos y
ríos profundos, que presentan amplias
fluctuaciones en el nivel del agua. Su interior
puede ser seco o ahogado hasta el nivel de la
fuente.
Captaciones sumergidas
Estas se construyen debajo del agua y no están
sujetas a la acción de materiales flotantes. Poseen
el riesgo de ser obstruidas por sedimentación y
son difíciles de inspeccionar.

Captaciones flotantes
Se usan en ríos, estas estructuras flotantes tienen
gran variación sobre superficie y cuando las riberas
no garantizan la estabilidad de la estructura, sobre
esta plataforma flotante y móvil, se colocan los
equipos de bombeo.
Captación de ribera
Esta se realiza por tomas indirectas por bombeo en
cajas de mampostería, canales o pozos, los cuales
son conectados a la fuente por medio de tuberías
o canales.

SUBTERRANEAS
Este tipo de fuente corresponde a las aguas que se filtran en la tierra y posteriormente forman
yacimientos como manantiales. La captación del agua en estas fuentes se realiza por medio de pozos poco
profundos o de galerías filtrantes y pozos a gran profundidad.
La composición química del agua subterránea sufre fluctuaciones debido a que al cruzar las diferentes
capas terrestres, esta absorbe ácido carbónico que se mineraliza y ocasiona la pérdida de oxígeno,
haciendo de esta un agua no apta para el consumo humano. Por esta razón, se hace necesario realizar
procesos de tratamiento que permitan recuperar la composición química original del agua.

Introducción a PTAP
El tratamiento del agua generalmente se realiza en las PTAP: PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE. Una planta de tratamiento de agua potable es un conjunto de estructuras y sistemas de
ingeniería en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano, mediante
procesos físicos, químicos y algunas veces biológicos.

¿En qué consiste el tratamiento del agua?
El tratamiento del agua es el conjunto de operaciones y procesos a los que se somete el agua natural o
agua cruda, para convertirla en agua potable.
En términos simples, el tratamiento del agua consiste en aplicar una serie de barreras y procesos físicos y
químicos para retirar, remover e inactivar las sustancias nocivas que ésta contiene. El tratamiento del
agua puede incluir los siguientes procesos y operaciones.

Conceptos fundamentales
¿Qué es el caudal?
Es el volumen de agua que circula por las redes del acueducto o por uno de sus componentes (ej. bocatoma,
desarenador, tuberías, etc.) en una unidad determinada de tiempo; por ejemplo: litros por segundo, metros cúbicos
por día.
¿Cómo se mide el caudal?
Existen varios métodos para medir el caudal, según las características del sitio en donde se va a medir y los
instrumentos disponibles para ello. Los más comunes son:
a. Macro-medidores: son aparatos calibrados, que se instalan en las tuberías y leen directamente el caudal que está
pasando por ellas en cada instante.

.
c. Vertederos calibrados: son láminas con aberturas
triangulares, rectangulares o con otras figuras
geométricas, por donde se hace pasar el agua. El caudal es
proporcional a la altura de la lámina de agua cuando pasa
por la abertura
b. Canales calibrados: son canales construidos
especialmente, con medidas fijas, que relacionan el
caudal con la altura del agua que pasa por un punto
determinado del canal. Algunos se usan también para dar
turbulencia al agua y mezclar los químicos utilizados en el
tratamiento. El más usado en nuestro país es la canaleta
Parshall.

d. Método área-velocidad: se usa en canales abiertos, ríos o quebradas. Para hacer el cálculo el caudal es
necesario realizar dos medidas: el rea transversal por donde pasa el agua y la velocidad de la corriente.
El área se calcula midiendo con un metro el
ancho del río, quebrada o canal y
multiplicándolo por la profundidad. Las
unidades son metros cuadrados o
centímetros cuadrados.
Ejemplo: Cálculo del área de un canal si el
ancho es 0.5 metros y la profundidad 0.3
metros.
La velocidad del agua se mide con un correntómetro o
molinete, que es una hélice conectada a un registrador y
colocada en el extremo de una varilla. Cuando la varilla se
sumerge en el agua, la hélice gira impulsada por la velocidad
de la corriente y envía señales al registrador. El registrador
cuenta el número de vueltas que da la hélice en 30 segundos y
las convierte en velocidad del agua, es decir, en unidades de
metro por segundo.

El caudal se calcula multiplicando el área por la velocidad. Ejemplo: Si en el caudal anterior la velocidad medida fue
de 0.3 metros por segundo (m/s), para calcular el caudal que pasa por el canal, en metros cúbicos por segundo (m3/s)
y en litros por segundo (L/s), habría que hacer la siguiente operación:
Cuando no se dispone de molinete, la velocidad puede medirse tomando el tiempo que demora en recorrer una
distancia conocida, un objeto flotante como una naranja o una botella plástica de gaseosa a medio llenar con agua y
tapada, que se coloca dentro de la corriente de agua. El tramo en donde se mide la velocidad debe ser siempre recto.

e. Método volumétrico: cuando los caudales son pequeños y el agua cae libremente, como por ejemplo cuando se
descarga en un tanque por medio de una tubería superior, haga lo siguiente para medir el caudal:
1. Aliste un cronómetro y un balde marcado por dentro con medidas de volumen en litros.
2. Ponga el balde bajo el chorro de agua y en el mismo momento ponga a funcionar el cronómetro.
3. Espere a que el balde se llene hasta una altura determinada y retírelo del chorro, al mismo tiempo que detiene el
cronómetro.
4. Anote el volumen de agua recolectado en el balde y el tiempo empleado.
5. Al realizar la operación de dividir el volumen obtenido en litros y el tiempo en segundos que tarda en llegar al
nivel marcado, da como resultado el caudal de entrada al tanque.

Ejemplo: Medir el caudal que entra a un tanque de almacenamiento se mide con un
cronómetro el tiempo que demora en llenarse un balde hasta una altura marcada de 20
litros. La lectura marcada por el cronómetro es de 5 segundos.

¿Qué es la presión?
La presión es la fuerza que ejerce el agua sobre las paredes internas de las tuberías y elementos del acueducto.
Dependiendo de la presión que el agua tenga dentro de la tubería, el líquido podrá subir por encima del nivel de la
tubería, sin necesidad de ayuda adicional. Por eso la presión se expresa comúnmente en metros de columna de agua.
Para mantener una buena presión en el sistema de acueducto, las tuberías deben estar llenas de agua, no debe haber
tuberías rotas ni fugas en las uniones, ni tampoco escapes a través de las válvulas u otros accesorios.
También es necesario que existan salidas para los sedimentos acumulados en el fondo de las tuberías y para dejar
escapar las bolsas de aire que se forman dentro del sistema cuando hay bajas momentáneas de la presión.

Presión mínima: es aquella que le permite al agua llegar a todos los usuarios del servicio. Por reglamento no debe ser
menor de 10 metros de columna de agua. Eso significa que en las casas el agua que llega del acueducto debe subir,
sin ayuda de bombas, por lo menos una altura de 10 metros, es decir, puede llegar por sí sola al tanque instalado
encima del techo de una casa de tres pisos.
Presión máxima: es la máxima presión que pueden resistir las tuberías y los accesorios como válvulas, empaques y
uniones, sin que sufran deterioro. Es una especificación que establece el fabricante y depende de la resistencia de los
materiales de las tuberías y accesorios. Sin embargo, por reglamento, en Colombia la presión no debe ser mayor
de 60 metros de columna de agua (60 m.c.a.)

Presión estática: es la que ejerce el agua sobre las tuberías y accesorios cuando no hay consumo. Se presenta sobre
todo en las horas de la noche o cuando se aíslan tramos de tuberías. Cuando las presiones estáticas son elevadas, hay
mayores pérdidas en el sistema a través de las fugas, filtraciones y roturas no reparadas.
Presión de servicio: es la presión que se presenta en las redes, cuando por ellas fluye el caudal de diseño del sistema.
Es menor que la presión estática.

El sistema de acueducto
¿Qué es un acueducto?
Un acueducto es el conjunto de instalaciones y equipos utilizados para abastecer de agua a una población en forma
continua, en cantidad suficiente y con la calidad y presión necesarias para garantizar un servicio adecuado a todos los
usuarios.
¿Cuáles son los requisitos para que se llame acueducto?
Los requisitos son:
• El sistema debe suministrar agua potable.
• Debe entregar el agua a los usuarios o viviendas mediante conexión domiciliaria.
• Y debe establecer un sistema individual de medición de los consumos de cada usuario.

¿Y si no se cumplen los requisitos anteriores?
Entonces el sistema se denomina “Sistema de abastecimiento de agua”.
¿Cuántas clases de acueducto existen?
Según la topografía del terreno y la diferencia de altura entre el sitio de donde se toma el agua y la comunidad que la
va a consumir, en Colombia podemos distinguir principalmente dos clases de acueductos:
Acueductos por gravedad: estos acueductos
son típicos de la zona andina. Se aprovecha la
topografía del terreno para llevar el agua por
gravedad desde la bocatoma, localizada en
tierras altas, hasta las viviendas, que se
encuentran a una altura menor.
Acueductos por bombeo: utilizan como fuente las
aguas superficiales de los valles interandinos, de
las llanuras costeras y del interior y aguas
subterráneas. Emplean equipos de bombeo para
elevar el agua desde la captación hasta la planta de
tratamiento y de ahí hasta el tanque de
almacenamiento. Desde el tanque elevado, el agua
llega a las viviendas por gravedad.

Componentes de un sistema de acueducto
Los elementos que conforman un sistema de acueducto son once (11) y se definen a continuación:
1. Microcuenca: es el área que rodea un nacimiento de agua, incluyendo el suelo con su capa vegetal, el bosque y el
cauce.
2. Fuente: depósito o curso de agua superficial o subterráneo, natural o artificial, utilizado en un sistema de
suministro de agua
3. Captación: conjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una fuente de abastecimiento. Cuando la
fuente de abastecimiento es superficial, la captación se llama bocatoma.
4. Aducción: componente a través del cual se transporta agua cruda, ya sea a flujo libre o a presión. El agua cruda es
la que proviene de una fuente superficial o subterránea en estado natural; es decir, que no ha sido sometida a
ningún proceso de tratamiento.
5. Desarenador: tanque destinado a la remoción de las arenas y sólidos que están en suspensión en el agua,
mediante un proceso de sedimentación.
6. Conducción: componente a través del cual se transporta el agua potable desde la planta de tratamiento hasta el
tanque de almacenamiento, o directamente hasta la red de distribución.
7. Planta de tratamiento: es el conjunto de estructuras, obras, equipos y materiales necesarios para efectuar los
procesos que requiere el tratamiento de potabilización del agua. La planta de tratamiento se debe ver como una
industria, que utiliza como materia prima principal el agua cruda y cuyo producto final es el agua potable.

8. Tanque de almacenamiento: es una estructura cuya función básica es almacenar agua. El tanque de
almacenamiento es útil para compensar las variaciones de consumo en el día, mantener y compensar
las presiones en la red, así como para almacenar cierta cantidad de agua, que permita atender
situaciones de emergencia como incendios o interrupciones provocadas por daños del acueducto
aguas arriba del tanque.
9. Red de distribución: es un conjunto de tuberías y accesorios que conducen el agua desde el tanque
de almacenamiento hasta los puntos de consumo.
10. Acometida domiciliaria: es la derivación de la red de distribución que llega hasta el registro de corte
de un usuario.
11. Micromedidor: es el aparato que mide la cantidad de agua consumida por el usuario del acueducto
en un determinado tiempo, que por lo general es de un mes.

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¿Qué son la operación y el mantenimiento del sistema de acueducto?
La operación del sistema de acueducto comprende todas las actividades que realiza el operario para garantizar el
buen funcionamiento del sistema de acueducto y hacer que el agua llegue a las casas de los usuarios.
El mantenimiento comprende todas las actividades que hace el operario para que los equipos, las estructuras, los
accesorios y las redes estén siempre en buen estado. Existen dos clases de mantenimiento, a saber:
Mantenimiento preventivo: son las actividades
realizadas para:
• Que todos los elementos del sistema de
acueducto funcionen diariamente.
• Que el servicio se dé a los usuarios sin
interrupciones mayores.
• Se puedan atender las emergencias que se
presenten.
Mantenimiento correctivo: se hace para reparar fallas que
no son previsibles. El Operario debe tener en cuenta que:
• Cuando se presenta un daño, hay que repararlo en el
menor tiempo posible.
• Por lo general, el daño causa la interrupción normal del
suministro de agua y el deterioro del sistema de acueducto.
• Si no se repara oportunamente, no solamente el daño se
hace mayor, sino que puede poner en riesgo la estabilidad
de las vías y las viviendas.

En la siguiente tabla se marca con una cruz (x) si el mantenimiento que se indica es preventivo o correctivo.

El sistema de acueducto: BOCATOMA
¿Qué elementos componen una bocatoma o estructura de captación?
Los elementos que componen una bocatoma son, por lo general:
• Canales de derivación
• Compuertas
• Rejillas
• Equipos de bombeo y válvulas
Los equipos de bombeo se utilizan cuando es necesario impulsar el agua desde un punto bajo hacia una
planta de tratamiento o tanque de almacenamiento, localizados a mayor altura.

El sistema de acueducto: Bocatoma
Tipos de bocatomas
Las bocatomas se construyen de manera que puedan captar agua durante todo el año. Las hay de varios
tipos:
1. Bocatoma lateral: se construye en las orillas de
los ríos, cuando éstos son caudalosos y tienen
poca variación de nivel. Son muros laterales con
rejillas y compuertas que impiden el paso de
sólidos flotantes y permiten regular la entrada del
agua al canal o tubería de aducción.

2. Bocatoma de fondo:
se construye en ríos y quebradas pequeños,
poco profundos y de baja velocidad.
Generalmente se construye una pequeña
presa de ancho menor o igual que el río,
sobre la presa se construye un canal para
desviar el agua y sobre el canal se coloca
una rejilla.
3. Bocatoma flotante: se construye en
ríos, lagos y represas que tienen
variaciones de nivel. Se instalan sobre
estructuras ancladas al fondo y en una de
las orillas. Este tipo de captación necesita
equipos de bombeo.

4. Bocatoma móvil: se construye sobre estructuras
móviles a la orilla de los ríos con importantes variaciones
de nivel. Igual que las captaciones flotantes, trabajan con
equipos de bombeo.
5. Pozos: son perforaciones a determinada
profundidad, que se hacen en un terreno para captar
aguas subterráneas. Pueden ser profundos o poco
profundos. Los pozos poco profundos menos de 10
m se conocen con el nombre de aljibes.
6. Galerías de infiltración: son estructuras en
forma de túnel o tuberías con ranuras o
perforaciones, construidas por debajo del nivel
freático o por debajo del nivel del agua de un río o
quebrada, para captar el agua infiltrada en el
subsuelo.

Actividades de operación y mantenimiento preventivo en las bocatomas

Actividades de operación y mantenimiento preventivo en las bocatomas
Nuestra bocatoma
• Ancho total de la garganta del vertedero: 2.00 m
• Caudal de diseño: 30 L/s
• Longitud de rejilla 1.8 L/s

El sistema de acueducto: Desarenador
¿Qué es un desarenador?
El desarenador es una estructura de concreto o ladrillo, de forma rectangular, necesaria cuando la fuente es
superficial y arrastra sedimentos. Su función es remover las partículas pesadas que caen por gravedad cuando el agua
se deja en reposo.
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El desarenador está dividido en cuatro (4) zonas:
1. Zona de entrada: su función principal es reducir la velocidad que trae el agua desde la captación, mediante una
pantalla deflectora, para facilitar la eliminación de las partículas. Lateralmente se encuentra un vertedero o
tubería de rebose, que devuelve el caudal sobrante al río.
2. Zona de sedimentación: en esta zona las partículas pueden llegar al fondo del desarenador y sedimentarse. El
agua debe estar en reposo.
3. Zona de lodos: es la zona que recibe y almacena los lodos sedimentados.
4. Zona de salida: recoge el agua clarificada. Está constituida por una pantalla sumergida, un vertedero de salida y
un canal de recolección. Esta zona debe estar cubierta con una tapa, para evitar una posible contaminación.

¿Cuáles son las actividades de operación y mantenimiento preventivo de los desarenadores?
1. Regular el caudal de entrada.
2. Abrir periódicamente la válvula de limpieza, especialmente después de las crecientes, con la finalidad de evacuar
los lodos depositados en el fondo.
3. Retirar el material flotante.
4. Mantener limpia el área cercana al desarenador.
5. Limpiar la estructura (por dentro y por fuera) con agua y cepillo, cuando ésta se desocupe.
6. Revisar el funcionamiento de las válvulas.
7. Lubricar las válvulas.

¿Qué hacer con los sedimentos acumulados en el desarenador?
Estos sedimentos deben retornar al río o a la fuente de agua, aguas abajo de la estructura de captación,
siempre y cuando esto no cause daño alguno y lo permita la autoridad ambiental.
Otra alternativa para el manejo de los lodos es depositarlos en lechos de secado de lodos y llevarlos a
disposición a otro sitio, debidamente autorizado por la autoridad ambiental.
Nuestros desarenadores:
• Desarenador 1
• Largo: 10m
• Ancho: 3m
• Altura efectiva: 1.5m
• Desarenador 2:
• Largo: 3m
• Ancho: 2m
• Altura efectiva: 1.5m

El sistema de acueducto: Aducción y Conducción
¿Cuál es la diferencia entre aducción y conducción?
Tanto la aducción como la conducción son tuberías o canales por donde se transporta agua, pero mientras la
aducción transporta agua cruda a presión o a flujo libre, la conducción transporta agua tratada a presión.
Para las tuberías de aducción y conducción, se debe tener en cuenta que el diámetro mínimo utilizado debe ser de 2
pulgadas, cuando las tuberías trabajan a presión. La profundidad mínima de excavación es de 60 centímetros desde la
superficie hasta el lomo de la tubería.

¿Cómo fluye el agua por las tuberías de aducción y conducción?
Puede hacerlo a flujo libre, es decir por la acción de la gravedad, como es el caso del agua que se transporta por un
canal a cielo abierto.
También lo puede hacer a presión, es decir que el agua no está en contacto con la atmósfera y tiene una presión
mayor que la presión atmosférica, como por ejemplo cuando el agua que fluye por la tubería de conducción o
distribución.
¿Cuáles son los principales componentes de las líneas de aducción y conducción?
Una red de aducción o de conducción no está compuesta únicamente por tuberías sino que también tiene otras
estructuras y accesorios como cámaras de quiebre de presión, válvulas reductoras y reguladoras de presión, ventosas
y válvulas de purga.

¿Qué es una cámara de quiebre de presión?
Una cámara de quiebre de presión es una estructura en forma de tanque que recibe el agua a presión superior a la
atmósfera y la disminuye hasta el valor de la presión atmosférica. Así se evitan altas presiones en las instalaciones
ubicadas aguas abajo.

¿Qué son las válvulas reductoras y reguladoras de presión?
Son válvulas que alivian la presión en las tuberías, protegiendo las instalaciones ubicadas aguas abajo. Las válvulas
reguladoras de presión se usan para mantener una presión constante y controlada a un valor previamente fijado a la
salida de estos aparatos.

¿Qué son las ventosas?
En los puntos altos de las líneas de aducción o conducción, suele acumularse aire en la parte superior de la tubería. Si
ese aire no se expulsa, forma un tapón que puede impedir el paso del agua y provocar un rápido deterioro de las
instalaciones. El aire se expulsa a través de válvulas llamadas ventosas que son unas cámaras metálicas conectadas a
la tubería y tienen un orificio superior el cual está sellado por una pelota metálica o flotador. Cuando la cámara se
llena de aire, el flotador cae y deja salir el aire por el orificio.

¿Qué son las válvulas de limpieza o purga?
Son accesorios que se colocan lateralmente en los puntos más bajos de las redes, para que al abrirlas permitan la
salida de los sedimentos acumulados en las tuberías.

NUESTRA LINEA DE CONDUCCIÓN
• Tubería en PVC:
• Diámetro: 6”
• Longitud: 5259.89 m
• Diámetro: 10”
En este tramo existen 16 válvulas de lavado o purgas de 2” y 1” de diámetro y un número igual de válvulas ventosas
de ½”, al llegar a la PTAP existen válvulas de cierre en las dos líneas de conducción.

El sistema de acueducto: Canaleta Parshall
La canaleta Parshall es un elemento primario de caudal con una amplia gama de aplicaciones para medir el caudal en
canales abiertos. Puede ser usado para medir el flujo en ríos, canales de irrigación y/o de desagüe, salidas de
alcantarillas, aguas residuales, vertidos de fábricas, etc

La canaleta Parshall presenta tres zonas o secciones principales:
• Sección de convergencia.
• Sección de la garganta.
• Sección de divergencia.

Su funcionamiento esta basado en la asunción de que el flujo crítico se produce estrechando la anchura
de la garganta de la canaleta y levantando la base; este efecto obliga el agua a elevarse o a remansarse,
proceso que debido a la aceleración del flujo permite establecer una relación matemática entre la
elevación del agua y el gasto.

Debido a que la principal función de la Canaleta Parshall es medir cuaudal, es importante tener una
expresión matemática que relaciones esta variable con el resto de magnitudes medibles en el dispositivo.
Dicha expresión en términos generales es :
Donde:
Q: Caudal (L/s)
Ha: Profundidad del agua en una posición dada (cm)
C y n: Constantes que depende de las dimensiones del canal

Las relaciones profundidad-caudal para canaletas Parahall de diferentes tamaños, se representan
mediante las siguientes ecuaciones:
Estas ecuaciones se encuentran en unidades de:
Q: Caudal en pies^3/s
Ha: Profundidad en pies

Las cotas están dadas en centímetros.
𝑄 = 1.1218(𝐻)1.027 Ecuación de Caudal
Q= Caudal (L/s)
H= Nivel de agua en zona final de la garganta (cm)
Caudal en función del nivel del agua
Altura (cm) Caudal (L/s)
0 0
1 1.12
2 2.29
3 3.47
4 4.66
5 5.86
6 7.06
7 8.28
8 9.49
9 10.71
10 11.94
11 13.17
12 14.40
13 15.63
14 16.87
15 18.10
16 19.34
17 20.59
18 21.83
19 23.08
20 24.33
Altura (cm) Caudal (L/s)
21 25.58
22 26.83
23 28.08
24 29.34
25 30.59
26 31.85
27 33.11
28 34.37
29 35.63
30 36.89

El sistema de acueducto: Coagulación
La turbiedad y el color del agua son principalmente causados por partículas muy pequeñas, llamadas
partículas coloidales. Estas partículas permanecen en suspensión en el agua por tiempo prolongado y
pueden atravesar un medio filtrante muy fino. Por otro lado aunque su concentración es muy estable, no
presentan la tendencia de aproximarse unas a otras.
Para eliminar estas partículas se recurre a los procesos de coagulación y floculación, la coagulación tiene
por objeto desestabilizar las partículas en suspensión es decir facilitar su aglomeración. En la práctica este
procedimiento es caracterizado por la inyección y dispersión rápida de productos químicos.

La coagulación es un proceso que permite
incrementar la tendencia de las partículas de
agregarse unas a otras para formar partículas
mayores y así precipitar más rápidamente. Los
coagulantes son agentes que ayudan a la
precipitación. Muchas partículas, como los coloides
son sustancias tan pequeñas que no sedimentarán en
un tiempo razonable y además no pueden ser
eliminadas por filtración.
Coagulación: Desestabilización de un coloide
producida por la eliminación de las dobles capas
eléctricas que rodean a todas las partículas
coloidales, con la formación de núcleos
microscópicos.

Tamaño de las partículas en Suspensión.
Las partículas se clasifican de acuerdo a su tamaño; así las partículas con diámetro inferior a 1 micrómetro
(um) que corresponden a partículas de materias orgánicas o inorgánicas, se depositan muy lentamente.
Se observa fácilmente que a la misma densidad, las partículas mas pequeñas tienen un tiempo de
duración de caída mas grande, esto imposibilita la decantación sin la adición de un factor externo.
Los Coloides son suspensiones estables, por lo que es imposible sus sedimentación natural, son
sustancias responsables de la turbiedad y del color del agua.

Coagulantes
Los componentes son productos químicos que al adicionar al agua son capaces de producir una reacción
química con los componentes químicos del agua, especialmente con la alcalinidad del agua para formar
un precipitado voluminoso, muy absorbente, constituido generalmente por el hidróxido metálico del
coagulante que se está utilizando. Los principales coagulantes utilizados para desestabilizar las partículas
y producir el floc son :
a) Sulfato de Aluminio.
b) Aluminato de Sodio.
c) Cloruro de Aluminio.
d) Cloruro Férrico.
e) Sulfato Férrico.
f) Sulfato Ferroso.
g) Policloruro de Aluminio.
h) Polielectrolitos (Como ayudantes de floculación).

Factores que Influyen en la Coagulación
Es necesario tener en cuenta los siguientes factores con la finalidad de optimizar el proceso de
coagulación:
• pH.
• Turbiedad.
• Sales disueltas.
• Temperatura del agua.
• Tipo de coagulante utilizado.
• Condiciones de Mezcla.
• Sistemas de aplicación de los coagulantes.
• Tipos de mezcla y el color.

Influencia del pH.
El pH es la variable mas importante a tener en cuenta al momento de la coagulación, para cada agua
existe un rango de pH óptimo para la cual la coagulación tiene lugar rápidamente, ello depende de la
naturaleza de los iones y de la alcalinidad del agua.
El rango de pH es función del tipo de coagulante a ser utilizado y de la naturaleza del agua a tratar; si la
coagulación se realiza fuera del rango de pH óptimo entonces se debe aumentar la cantidad del
coagulante; por lo tanto la dosis requerida es alta.
Para sales de aluminio el rango de pH para la coagulación es de 6.5 a 8.0 y para las sales de hierro, el
rango de pH óptimo es de 5.5 a 8.5 unidades.

Influencia de la Turbiedad
Turbiedad: Es una forma indirecta de medir la concentración de las partículas suspendidas en un líquido; mide el
efecto de la dispersión que estas partículas presentan al paso de la luz; y es función del número, tamaño y forma de
partículas.
La variación de la concentración de las partículas permiten hacer las siguientes predicciones:
Para cada turbiedad existe una
cantidad de coagulante, con el
que se obtiene la turbiedad
residual mas baja, que
corresponde a la dosis óptima.
Cuando la turbiedad aumenta se debe adicionar la cantidad de coagulante no es
mucho debido a que la probabilidad de colisión entre las partículas es muy
elevada; por lo que la coagulación se realiza con facilidad; por el contrario
cuando la turbiedad es baja la coagulación se realiza muy difícilmente, y la
cantidad del coagulante es igual o mayor que si la turbiedad fuese alta.
Cuando la turbiedad es muy alta, conviene
realizar una presedimentación natural o forzada,
en este caso con el empleo de un polímero
aniónico.

Influencia de la Temperatura del Agua
La variación de 1°C en la temperatura del agua conduce a la formación de corrientes de densidad
(variación de la densidad del agua) de diferentes grados que afectan a la energía cinética de las partículas
en suspensión, por lo que la coagulación se hace mas lenta; temperaturas muy elevadas desfavorecen
igualmente a la coagulación.
Una disminución de la temperatura del agua en una unidad de decantación conlleva a un aumento de su
viscosidad; esto explica las dificultades de la sedimentación de un floc.

Influencia de la Dosis del Coagulante
La cantidad del coagulante a utilizar tiene influencia directa en la eficiencia de la coagulación, así:
• Poca cantidad del coagulante, no neutraliza totalmente la carga de la partícula, la formación de los
microflóculos es muy escaso, por lo tanto la turbiedad residual es elevada.
• Alta cantidad de coagulante produce la inversión de la carga de la partícula, conduce a la formación de
gran cantidad de microflóculos con tamaños muy pequeños cuyas velocidades de sedimentación muy
bajas, por lo tanto la turbiedad residual es igualmente elevada.
• La selección del coagulante y la cantidad óptima de aplicación; se determina mediante los ensayos de
pruebas de jarra.

Influencia de Mezcla
El grado de agitación que se da a la masa de agua durante la adición del coagulante, determina si la
coagulación es completa; turbulencias desiguales hacen que cierta porción de agua tenga mayor
concentración de coagulantes y la otra parte tenga poco o casi nada; la agitación debe ser uniforme e
intensa en toda la masa de agua, para asegurar que la mezcla entre el agua y el coagulante haya sido bien
hecho y que se haya producido la reacción química de neutralización de cargas correspondiente.

En el transcurso de la coagulación y floculación, se procede a la mezcla de productos químicos en dos
etapas. En la primera etapa, la mezcla es enérgica y de corta duración (60 seg., máx.) llamado mezcla
rápida; esta mezcla tiene por objeto dispersar la totalidad del coagulante dentro del volumen del agua a
tratar, y en la segunda etapa la mezcla es lenta y tiene por objeto desarrollar los microflóculos.
La mezcla rápida se efectúa para la inyección de productos químicos dentro de la zona de fuerte
turbulencia, una inadecuada mezcla rápida conlleva a un incremento de productos químicos.
Tipos de Mezcla: Las unidades para producir la mezcla pueden ser:
• Mezcladores Mecánicos : - Retromezcladores (agitadores)
• Mezcladores Hidráulicos: - Resalto Hidráulico: Canaleta Parshall y Vertedero Rectangular - En línea:
Difusores (tuberías y canales) Inyectores, etc.

Sistema de Aplicación del Coagulante
Se considera que una reacción adecuada del coagulante con el agua se produce cuando:
• La dosis del coagulante que se adicione al agua es en forma constante y uniforme en la unidad de
mezcla rápida, tal que el coagulante sea completamente dispersado y mezclado con el agua.
• El sistema de dosificación debe proporcionar un caudal constante y fácilmente regulable.

Remoción de Turbiedad.
La aplicación de una dosis creciente del coagulante al agua presenta diferentes zonas de coagulación
• Zona 1.-La dosis de coagulante no es suficiente para desestabilizar las partículas y por lo tanto no se
produce coagulación.
• Zona 2.- Al incrementar la dosis de coagulantes, se produce una rápida aglutinación de los coloides.
Zona 3 .- Si se continua incrementando la dosis, llega un momento en que no se produce una buena
coagulación, ya que los coloides se reestabilizan.
• Zona 4 .- Al aumentar aún mas la dosis, hasta producir una supersaturación se produce de nuevo una
rápida precipitación de los coagulantes que hace un efecto de barrido, arrastrando en su descenso las
partículas que conforman la turbiedad.

El sistema de acueducto: Floculación
Objetivo de la Floculación
En la segunda etapa de la mezcla que corresponde a una mezcla lenta tiene por objeto PERMITIR LOS
CONTACTOS ENTRE LOS FLÓCULOS, la turbiedad y el color, la mezcla debe ser lo suficiente para crear
diferencias de velocidad del agua dentro de la unidad pero no muy grande, ya que los flóculos corren el
riesgo de romperse; aún si el tiempo es no mas del tiempo óptimo de floculación.
Definición
La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la agitación de la masa coagulada
que sirve para permitir el crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de
aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.

Estos flóculos inicialmente pequeños, crean al juntarse aglomerados mayores que son capaces de sedimentar.
La floculación es favorecida por el mezclado lento que permite juntar poco a poco los flóculos; un mezclado
demasiado intenso los rompe y raramente se vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos. La floculación no solo
incrementa el tamaño de las partículas del flóculo, sino que también aumenta su peso.

Tipos de Floculación
Hay 2 tipos de floculación:
Floculación Pericinética
Esta producido por el movimiento natural de las moléculas del agua y esta inducida por la energía
térmica, este movimiento es conocido como el movimiento browniano.
Floculación Ortocinética
Se basa en las colisiones de las partículas debido al movimiento del agua, el que es inducido por una
energía exterior a la masa de agua y que puede ser de origen mecánico o hidráulico.
Después que el agua es coagulada es necesario que se produzca la aglomeración de los microflóculos;
para que esto suceda se produce primero la floculación pericinética luego se produce la floculación
ortocinética.

Parámetros de la Floculación
Los parámetros que se caracterizan la floculación son los siguientes:
- Floculación Ortocinética (Se da por el grado de agitación proporcionada: Mecánica o Hidráulica).
- Gradiente de Velocidad (energía necesaria para producir la mezcla).
- Número de colisiones (choque entre microflóculos).
- Tiempo de retención (tiempo que permanece el agua en la unidad de floculación).
- Densidad y tamaño de floc.
- Volumen de lodos (los flóculos formados no deben sedimentar en las unidades de floculación).

Floculadores Hidráulicos
En estos Floculadores de potencia o disipación de energía,
las partículas son arrastradas con el agua en el flujo a
través del tanque de floculación, no teniendo
prácticamente influencia la concentración de sólidos. Los
floculadores más utilizados han sido las chicanas, de flujo
horizontal (Q> 75 l/seg) o vertical (Q< 75 l/seg y limitados
por altura). Desventajas: El tiempo de floculación y
gradiente de velocidad son función del caudal y son de
difícil ajuste. La pérdida de carga puede ser significativa. La
limpieza suele ser difícil.
Floculadores Mecánicos
Estos Floculadores de potencia (mecánicos) se distinguen
básicamente por el tipo de movimiento giratorio y
alternativos u oscilantes. Los primeros son de paletas que
operan a bajas velocidades de rotación. Los segundos
consisten en sistemas oscilantes y se distinguen entre si
por la velocidad angular (floculador de listones o el
balancín) La floculación aumenta con el número de
cámaras en serie, se recomienda proyectar por los menos
tres cámaras. Es importante un buen diseño hidráulico de
las cámaras, a fin de eliminar los corto-circuitos.

Es un flocurador hidráulico horizontal de tabiques de super Board con capacidad de 4 m3
• Largo: 24 m
• Ancho: 2.66 m
• Altura de agua: 0.70 m
• Período de retención: 37 min
• Tabiques verticales: 2.4 m por 0.9 m
• Ancho: 2,5 cm
• Largo: 2.4 m
• Alto: 0.9 m
• Número de tabiques: 88

El sistema de acueducto: Prueba de Jarras
Las pruebas mas representativas para determinar el comportamiento de los coagulantes y floculantes a
escala pequeña es el Ensayo de “Prueba de Jarra”.
Definición
Es un método de simulación de los procesos de Coagulación y floculación, realizado a nivel de laboratorio
que permite obtener agua de buena calidad, fácilmente separable por decantación; los flóculos formados
con diferentes dosis del coagulante dan como resultado valores de turbiedad deferentes.

Objetivo
Determinar las variables físicas y químicas de los procesos de coagulación; floculación y sedimentación ;
tales como : selección del coagulante; selección del pH óptimo; gradientes y tiempos de mezcla rápida y
floculación y correlación de las velocidades de sedimentación y la eficiencia de remoción.
Formulas requeridas
1%=10000 ppm
1 ppm= 1 mg/L
1 ppm= 0.001 ml/L

El sistema de acueducto: Sedimentación
La Sedimentación
Es la remoción de partículas (flocs) formadas en la floculación, que se depositan en el fondo del sedimentador por la
fuerza de la gravedad, (por su propio peso).
Con la sedimentación se produce la clarificación del agua. Estructura en la cual se lleva a cabo la sedimentación.
La estructura en la que se lleva a cabo la sedimentación, es el sedimentador.
En las plantas convencionales el sedimentador es un tanque en el cual pueden observarse cuatro zonas.

En cada una de estas zonas se lleva a cabo una
función:
• La zona de entrada: Hace que se de un
tránsito suave entre el flujo del agua que
entra y el que se necesita en la zona de
sedimentación.
• La zona de salida: Contribuye a que se le de
un tránsito suave entre las zonas de
sedimentación y el flujo de salida que
también se le denomina efluente.
• La zona de lodo: Recibe el material
sedimentado que debe ser drenado
posteriormente.
• La zona de sedimentación: Es la parte del
tanque para el asentamiento, libre de
influencias de las otras dos zonas.

LA VELOCIDAD HORIZONTAL DEL FLUJO, POR DISEÑO DEBE SER INFERIOR A LA VELOCIDAD CON QUE SE DEPOSITAN
PARTÍCULAS (FLOCS), PARA QUE PUEDAN DEPOSITARSE Y NO SEAN ARRASTRADAS.
Tipos de sedimentación
La sedimentación puede ser Simple cuando las partículas que se asientan son discretas, o sea partículas que no
cambian de forma. tamaño o densidad durante el descenso en el fluido.
La sedimentación se denomina Inducida cuando las partículas que se sedimentan son ag1omerables, o sea. que
durante la sedimentación se aglutinan entre sí cambiando de forma y tamaño y aumentando de peso específico.
Nuestro sedimentador:
• Ancho: 4 m
• Profundidad útil: 2.60 m
• Profundidad total: 3.50 m
• Tiempo de detención: 2.11 h
• Carga superficial 29.53 m3/m2/día

El sistema de acueducto: Filtración
La Filtración
Consiste en retener las partículas suspendidas y coloidales, que no se sedimentaron, haciéndolas pasar a través de un
medio poroso. La filtración es una de las principales operaciones que se realizan en toda planta de tratamiento.
Hay varios objetivos que se logran a través del proceso de filtración y conviene conocerlos.
Los objetivos fundamentales de la filtración:
• Remoción de bacterias. La eficiencia en este aspecto depende de la granulometría de la arena (tamaño e los
granos de la arena; entre más fina sea esta, mayor será su eficiencia).
• Remoción de la turbiedad remanente (que permanece).
Estructuras para la filtración
Para llevar a cabo la filtración se utilizan unas estructuras llamadas filtros. Los filtros son estructuras que contiene un
medio poroso por donde pasa el agua sedimentada, en forma ascendente o descendente, dejando retenido en el
medio filtrante las partículas que no se removieron en el sedimentador.

Clases de filtros
Hay dos clases de filtración la lenta y la rápida y la diferencia está en la velocidad con que se lleva a cabo el proceso.

Materiales que se usan en los filtros:
GRAVA ARENA ANTRACITA

¿Qué es el retrolavado?
El retrolavado es la operación de mantenimiento más importante para el correcto desempeño de los
filtros y de la cama con un medio granular. Existen razones importantes, y no siempre detectables a
simple vista, por las que es necesario retrolavar las camas granulares. Entre ellas, las principales pueden
ser:
• Eliminar los sólidos retenidos entre los gránulos del medio.
• Eliminar biomasa excesiva.
• Eliminar burbujas que se forman debido a cambios de temperatura, o por atrapamiento de aire, y que
se atoran en la cama cuando el adsorbedor opera con flujo descendente.
• Evitar la cementación o petrificación de la cama.
• Si no se descompacta la cama con cierta frecuencia, llega el momento en el que ésta se petrifica y
después se quiebra, provocando así, la canalización del flujo a través de las grietas.

El sistema de acueducto: Desinfección
En todo el mundo, el mecanismo de desinfección más aplicado en los sistemas
de abastecimiento de agua es el que emplea el cloro y sus compuestos
derivados como agentes desinfectantes.
Aunque el cloro y sus derivados no son los desinfectantes perfectos, muestran
las siguientes características que los hacen sumamente valiosos:
• Tienen una acción germicida de espectro amplio.
• Muestran una buena persistencia en los sistemas de distribución de agua,
pues presentan propiedades residuales que pueden medirse fácilmente y
vigilarse en las redes después que el agua ha sido tratada o entregada a los
usuarios.
• El equipo para la dosificación es sencillo, confiable y de bajo costo. Además,
para las pequeñas comunidades hay dosificadores de “tecnología apropiada”
que son fáciles de usar por los operadores locales.
• El cloro y sus derivados se consiguen fácilmente, aun en lugares remotos de
los países en desarrollo.
• Es económico y eficaz en relación con sus costos.

Los productos de la familia del cloro disponibles en el mercado para realizar la desinfección del agua son:
• Cloro gaseoso.
• Cal clorada.
• Hipoclorito de sodio.
• Hipoclorito de calcio.
Para elegir cuál de estos productos se ha de emplear, así como el mecanismo para suministrarlo, el(los)
responsable(s) de esta selección deberá(n) basar su decisión en la respuesta a las siguientes interrogantes:
• ¿Qué cantidad de desinfectante se necesita?
• ¿Cuáles son las posibilidades de abastecimiento del producto?
• ¿Con qué capacidad técnica se cuenta para el uso, la operación y mantenimiento de los equipos?
• ¿Existen los recursos necesarios para evitar que los trabajadores estén expuestos a riesgos a la salud durante el
almacenamiento y manipuleo?
• ¿Se dispone de la capacidad económica y financiera para asumir los costos de inversión, operación y
mantenimiento?

Para responder estas preguntas será necesario realizar un diagnóstico de las condiciones técnicas, económicas y
sociales de la localidad.
1. La cantidad necesaria de desinfectante está en función del caudal de agua a tratar, la dosis requerida según la
calidad del agua y las normas de calidad de agua de bebida del país. Existe, sin embargo, una regla no escrita que
establece un límite entre el uso de cloro gas y otras formas. Tal frontera la marca el caudal de 500 m3/día. El uso
de cloro gas no es recomendable para caudales menores de 500 m3/día, lo que a una dotación de 100 litros por
habitante por día, típica del medio rural, significa que el cloro gas solo es recomendable para poblaciones
mayores de 5.000 habitantes.
2. El abastecimiento del producto es un factor que condiciona la selección del mismo, ya que en muchos casos las
zonas rurales se encuentran alejadas de las ciudades y son de difícil acceso, lo cual podría sugerir la necesidad de
emplear otro desinfectante o bien preparar hipoclorito de sodio en la localidad.
3. La capacidad técnica disponible debe ser considerada para la selección, ya que operar instalaciones de cloro
gaseoso requiere personal capacitado y competente, lo que es difícil de encontrar y remunerar en zonas rurales.
Así mismo, el acceso a energía eléctrica de manera continua y estable es requisito indispensable para el empleo
de bombas.

4. Dado que el cloro gaseoso es extremadamente peligroso, es importante disponer de medios técnicos y personal
capacitado para minimizar y controlar los riesgos inherentes a las instalaciones de este tipo, ya que una fuga no
detectada y controlada a tiempo podría ocasionar serios accidentes que podían poner en peligro vidas humanas.
5. Por último, en lo que se refiere a los costos de la desinfección, se habrá de tener en cuenta las circunstancias,
por ejemplo, podría convenir una solución más costosa si la fiabilidad, durabilidad, sencillez de la operación y
disponibilidad de los repuestos y suministros fueran mejores que los del sistema menos costoso. Generalmente,
conviene pagar un poco más si la inversión adicional asegura el éxito; a la larga puede que inclusive resulte más
económico.

Preparación de soluciones para productos no gaseosos

MANEJO SEGURO DEL CLORO
La exposición a cantidades concentradas del gas de cloro puede ser tóxica y puede causar irritación a la piel, los ojos,
la nariz, y las membranas mucosas. El gas de cloro no tiene que ser peligro serio si es que las personas que trabajan
con él están adecuadamente capacitadas en su manejo. Los siguientes son algunos consejos para asegurar el manejo
seguro del cloro.
• Proporcione instrucciones y supervisión apropiada a
los trabajadores encargados con la responsabilidad
del equipo.
• Proporcione aparatos respiratorios autocontenidos
apropiados en las áreas donde se almacene o se use
el cloro.
• Mantenga todos los aparatos respiratorios fuera del
área de cloro.
• Prepare planes de evacuación de las áreas donde
pueda haber fugas de cloro. Recuerde irse cuesta
arriba y contra el viento.
• Nunca almacene materiales flamables o
combustibles cerca de contenedores de cloro.
• Nunca aplique calor directamente a un contenedor de
cloro.
• Nunca intente soldar tubería “vacía” de cloro sin haberla
purgado primero.
• Instale duchas de seguridad e instalaciones para lavado
de ojos cerca del equipo de cloro.
• Si hay una fuga, las reparaciones deben hacerse por dos
personas por lo menos.
• Nunca rocíe agua en los contenedores con fugas; esto
puede empeorar la fuga.
• . Asegure los contenedores de cloro con cadenas, calzos,
o pernos.

Reglas de Seguridad para los Cilindros y Contenedores de Cloro CILINDROS DE 100 Y 150 LIBRAS
• Nunca exponga un cilindro a calor.
• Nunca trate de forzar un tapón fusible.
• Mantenga siempre la campana en su lugar, excepto cuando se está utilizando el cilindro.
• Nunca levante un cilindro por la campana.
• No conecte a un colector común dos o más cilindros que estén descargando líquido.
• Nunca deje caer o tirar un cilindro.

CONTENEDORES DE UNA TONELADA
• Nunca exponga un contenedor a calor excesivo.
• Nunca trate de forzar un tapón fusible.
• No mueva contenedores llenos de una tonelada con equipo clasificado de menos de dos toneladas.
• No conecte a un colector común las válvulas de líquido de dos o más contenedores.
• Almacene contenedores en áreas marcadas aparte y protegidas de fuentes de calor.
• No use o almacene contenedores cerca de tomas de aire o sótanos donde los gases pudieran
extenderse a otras áreas

Hoja de Datos del Gas Cloro
DESCRIPCIÓN :El gas tiene un color amarillo verdoso, no es
flamable, y está aproximadamente 2.5 veces más pesado
que el aire.
PELIGROS: El gas cloro puede ser tóxico y causar irritación en
la piel, los ojos, la nariz, y las membranas mucosas. El gas
cloro en líquido puede causar irritación y ampollas severas
en la piel.
PRECAUCIONES PARA LA SALUD: Use el gas cloro solamente
en áreas bien ventiladas. Soluciones oftálmicas, duchas, y
oxígeno deben estar a la mano. Aparatos respiratorios
independientes o de tipo SCBA también deben estar
disponibles.

ROPA DE PROTECCIÓN PERSONAL
Al manejar el gas cloro, la ropa protectora debe incluir:
(1) Careta de cara completa o gafas no-ventilados para químicos;
(2) guantes de hule resistentes a químicos;
(3) delantal o chaqueta; y
(4) mangas largas y pantalones.
(5) deben ser prohibidos los zapatos abiertos y los tenis al manejar el gas cloro.

EFECTOS A LA SALUD
Concentraciones bajas: sensación de ardor en los ojos, la nariz, y la garganta, rojez en la cara, estornudos
y tos. Concentraciones altas: tensión en la garganta y pecho – edema pulmonar. Mil partes por millón
(PPM) provoca rápidamente la muerte.
PRIMEROS AUXILIOS INHALACIÓN
(1) Saque a la víctima del área contaminada.
(2) Mantenga caliente a la víctima y en una posición inclinada con la cabeza y los hombros elevados.
(3) Administre respiración artificial, si es necesaria.
(4) Administre oxígeno en cuanto sea posible.
(5) Llame al personal de emergencias o a un médico inmediatamente.
CONTACTO CON LA PIEL
(1) Ponga a la víctima en una ducha, quitando toda la ropa contaminada.
(2) Lave el área afectada con jabón y agua.
CONTACTO CON LOS OJOS
(1) Lave los ojos con agua durante 15 minutos, manteniendo los párpados bien abiertos.
(2) (2) Llame al personal de emergencias o a un médico de inmediato.
(3) (3) Lave los ojos por un segundo periodo de 15 minutos si el personal de emergencia o el médico no
está disponible inmediatamente.

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