DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

PRESENTADO POR:

RAFAEL ENRIQUE MAESTRE VANEGAS

PRESENTADO A:

ING. ADALID CARMONA

UNIVERITARIA DE LA COSTA

FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

BARRANQUILLA, 27 DE MAYO DE 2012

TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción

2. Objetivos

3. Justificación

4. Marco teórico

5. Cálculos

6. Conclusión

7. Bibliografía

Anexo Censo 2005 Realizado por el DANE al Municipio de Ayapel Córdoba

1. INTRODUCCION

El agua es esencial para la vida y todas las personas deben disponer de un suministro satisfactorio

(suficiente, inocuo y accesible). La mejora del acceso al agua potable puede proporcionar

beneficios tangibles para la salud. Debe realizarse el máximo esfuerzo para lograr que la inocuidad

del agua de consumo sea la mayor posible. Las enfermedades relacionadas con la contaminación

del agua de consumo tienen una gran repercusión en la salud de las personas. Las medidas

destinadas a mejorar la calidad del agua de consumo proporcionan beneficios significativos para la

salud. Las normas sobre el agua de consumo pueden diferir, en naturaleza y forma, de unos países

o regiones a otros. No hay un método único que pueda aplicarse de forma universal. En la

elaboración y la aplicación de normas, es fundamental tener en cuenta las leyes vigentes y en

proyecto relativas al agua, a la salud y al gobierno local, así como evaluar la capacidad para

desarrollar y aplicar reglamentos de cada país.

Los métodos que pueden funcionar en un país o región no necesariamente podrán transferirse a

otros países o regiones. Para desarrollar un marco reglamentario, es fundamental que cada país

examine sus necesidades y capacidades. La finalidad de un tratamiento de agua principal es

obtener calidad del agua potable que es la protección de la salud pública.

2. OBJETIVOS

General

Diseñar los procesos de tratamiento necesarios para la producción de agua potable desde una

fuente de agua superficial en el municipio de Ayapel.

Específicos

Utilizar conocimientos hidráulico-mecánicos y aplicarlos para el diseño de una PTAP.

Determinar el diámetro apropiado para la tubería.

Determinar los caudales de diseño, la potencia de la bomba como del motor, la velocidad

en la cámara de aquietamiento, el diámetro de la tubería, entre otros.

Utilizar criterios para el diseño en normativas colombianas como el RAS 2000, el decreto

2320 de 2009 entre otros.

Establecer pautas para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia para consumo

humano.

Reportar los resultados de la evaluación (captación, coagulación, floculación,

sedimentación, filtración y desinfección) efectuando en una planta de tratamiento de agua

potable para el municipio de Ayapel Córdoba.

.

3. JUSTIFICACION

La alta incidencia de las infecciones intestinales y las numerosas muertes prematuras atribuibles al funcionamiento inadecuado de los sistemas de abastecimiento de agua y de las estructuras sanitarias exigen una acción urgente y cuidadosa. Estas deficiencias son responsables de que alrededor de 80.000 niños mueran cada año en América Latina.Las autoridades locales son las que tienen la mayor oportunidad y responsabilidad de eliminar los riesgos de salud que las aguas de mala calidad representan hoy en día para las poblaciones. El impacto de la reaparición del cólera en el tercer mundo sigue siendo muy grande, como también lo han sido los adelantos obtenidos mediante las actividades comunitarias para el control de la enfermedad.Las enfermedades hídricas aún están presentes. Se creía que la mejora de los sistemas de saneamiento y de suministro de agua potable, así como los avances en la higiene alimentaria habría eliminado el cólera, como así sucedió en Europa y América del Norte a finales del siglo XIX. En 1991 hizo su aparición una nueva epidemia en Perú. Hasta diciembre de 1997, se han contabilizado 1’207.313 casos en América, con un balance de 11.959 muertes. El cólera sigue siendo un grave problema en gran cantidad de países de África y de Asia. En este último continente, se registraron 50.000 casos en 1991, con un balance de 1.286 muertes y en África 153.000 casos, con un cómputo de 13.998 muertes. Estas cifras oficiales son, con toda probabilidad, inferiores al cómputo real. En todos los casos, el agua fue la responsable. Los riesgos relacionados con el consumo de un agua no potable son múltiples y tenerlos en cuenta forma parte de la responsabilidad de las autoridades elegidas para ello. Tradicionalmente, se hace una distinción entre los riesgos a corto plazo y los riesgos a medio o largo plazo. Una gran cantidad de gérmenes pueden ser la causa de epidemias de origen hídrico: históricamente, las Salmonellas y las Shigellas fueron las que se identificaron primero. Hoy en día, otros microorganismos como los Rotavirus, los Campylobacter o parásitos tales como Giardia se identifican también como responsables de las mismas. La mayoría de los trastornos ocasionados por estos gérmenes son de una gravedad moderada presentándose a menudo en forma de gastroenteritis asociada con diarreas, dolores abdominales o vómitos. Dichos trastornos son por lo general de corta duración. Pueden afectar a algunas personas o a comunidades enteras, dependiendo de la calidad o del tipo de germen presente en el agua. Junto a estas epidemias "benignas", aparecen ocasionalmente enfermedades de origen hídrico mucho más graves. La potabilización del agua es un grave problema que aqueja a cientos de habitantes tanto de zonas urbanas como rurales que requiere soluciones si no fáciles, sí eficaces y económicamente viables, esta investigación y análisis introduce a los principales procesos empleados actualmente en la potabilización del agua; desde aspectos generales sobre el diseño de una planta de purificación, pasando por procesos como la aireación, la mezcla rápida, la floculación, sedimentación, filtración y cloración, hasta el mantenimiento y operación de una planta potabilizadora de agua llegando así a un diseño que puede brindar soluciones al municipio de Ayapel Córdoba.

4. MARCO TEORICO

Municipio de Ayapel en Córdoba

Historia

Considerada La Capital Pesquera de Córdoba y La Capital Cultural del San Jorge, es la población

más antigua del departamento. Ubicada en en la parte oriental, dista 145 kilómetros de Montería.

Limita al norte con Pueblo Nuevo y el departamento de Sucre, por el este con Sucre, por el oeste

con Pueblo Nuevo, Buenavista y Montelíbano, y por el sur con Antioquia. La historia de su

fundación se remonta al cacique Yapel, de quién tomo su nombre. Hizo parte de la provincia de

Panzenú del Imperio Zenú, y allí se desarrollaron técnicas indígenas en la agricultura, tales como el

cultivo en terrazas y los sistemas de riego.

Fue fundada oficialmente por Alonso de Heredia el 25 de septiembre de 1535. Fue refundada 35

años después con el nombre de San Jerónimo del Monte por Juan de Rodas y Carvajal, quien 5

años más tarde la trasladó a la orilla de la ciénaga y le cambió el nombre al de Villa de San

Jerónimo de Ayapel, en memoria del cacique. Su mayor atractivo es la Ciénaga de Ayapel, la mayor

reserva hidrobiológica de Córdoba con 40.000 hectáreas, de la cual depende la subsistencia de sus

pobladores. En sus alrededores se han construido casas de veraneo, para quienes practican el

esquí acuático y la pesca deportiva. La imponente ciénaga enmarca la belleza de su iglesia, que

tiene uno de los pocos relojes de sol que se conservan en el país. Realiza anualmente las

tradicionales fiestas de toros en corraleja y el Festival de la Canción y de Acordeoneros. De Ayapel

han sido segregados los municipios de Montelibano y La Apartada, y parte de su territorio ha sido

cedido a Planeta Rica, Pueblo Nuevo y Buenavista.

Descripción Física:

Gran parte de su territorio está todavía por explotar, tanto en las estribaciones de la serranía,

como en las extensas llanuras que necesitan riego y tratamiento con fertilizantes.

Extensión total: 2098 Km2

Temperatura promedio: 28-30º C de clima cálido

Ubicación: 08°19′ ″ N 75°09′ ″ OCoordenadas: 08°19′ ″ N 75°09′ ″ O

Altitud: 20 msnm

Gentilicio: Ayapelense

Mapa de Ubicación del Municipio de Ayapel

Geografía

El territorio en su mayor parte es plano y cenagoso, y en su mayoría está por explorar. En su

jurisdicción se encuentran las ciénagas de Ayapel, Las Brisas, Los Bagres, Playa Tendida, Páticos,

Los Toros, Caimanera, Parva Danta, Los Cauchos, Cañaguate, La Ceiba, Atascase, Los Zapales de la

Miel y Los Pantanos de los Pájaros. Es una zona que presenta un drenaje mode­rado entre los

cuales se destacan el río San Jor­ge, los caños, quebradas y arroyos: Monteadero, Zambitos, La

Ceiba, Macho, Caño Barro, La Co­lorada, Las Escobillas y Quebradona, entre otras.

Límites del municipio:

Norte: con el departamento de Sucre. Este: departamentos de Sucre, Bolívar y Antioquía.Oeste:

Buenavista y Pueblo Nuevo. La cabecera municipal situada en una pequeña elevación sobre el lago

de su mismo nombre, tiene un clima cálido, atemperado por las brisas de la Ciénaga. Sur:

departamento de Antioquía y el municipio de La Apartada.

Economía

El cultivo del arroz en las tierras bajas y la extracción maderera en la sierra son las actividades

económicas de importancia. El departamento de Córdoba construyó la carretera que une a Ayapel

con la Troncal. En el Cedro de Playas Blancas, frente a Ayapel existen descascaradoras de arroz y

se mantiene activo el comercio con la región del bajo Cauca. La pesca de bagre pintado y

bocachico, antaño generosa, se ha visto mermada por el envenenamiento de mercurio debido a la

explotación aurífera irregular, la pesca con dinamita y el no respeto a las tallas mínimas de las

capturas, entre otras razones. Las grandes reservas acuíferas convirtieron a Ayapel en uno de los

principales centros comercializadores de pescado en la región, pero en los últimos años la merma

sensible del recurso pesquero se debe al uso de aparejos de pesca prohibidos, a las capturas

incontroladas violando los tamaños, las épocas y sitios de veda; el uso de dinamita, la

contaminación de la ciénaga y las corrientes fluviales con el vertimiento de aguas residuales y de

mercurio en la explotación de oro. La agricultura es la base de la economía, gracias a la fertilidad

de sus tierras, dedicadas a los cultivos de arroz secano, yuca, plátano, caña de azúcar, ajonjolí,

fríjol, cacao, ñame, verduras y frutales. Hay un importante programa frutícola con la siembra de

variedades de mango, importados de Tahití (Tommy, Alkins, Vandike, Kent y Keitty). Ayapel cuenta

con un área de 144.339 hectáreas que están cubiertas de pastos. La actividad de los hatos

ganaderos es la cría, levante y ceba de ganado vacuno; la producción de leche, queso y suero es

relativamente baja y sin ninguna tecnificación. No obstante existen latifundios dedicados a la

ganadería a gran escala y al cultivo del arroz, se destacan haciendas como Los pájaros, Hacienda

Los Nidos en otrora, Hacienda Costa Azul, Hacienda El Delta, entre otras. Se explota el oro de

aluvión, de excelente calidad, y la plata. Existen en su subsuelo promisorios yacimientos de níquel,

cobalto, hi­drocarburo y cromo.

Vías de comunicación

Aéreas: No tiene aeropuertos

Terrestres: Se utilizan Vehículos particulares como servicio público y buses que van directo

a Montería. también se puede coger servicio de taxis que parten de la población de La

Apartada

Fluviales: Posee una gran ciénaga donde por medio de ella entran y salen del municipio en

lanchas.

Procedimiento General de Diseño de los Sistemas de Potabilización

PASO 1 - Definición del nivel de complejidad del sistema

PASO 2 - Justificación del proyecto y definición del alcance

PASO 3 - Conocimiento del marco institucional

PASO 4 - Acciones legales

PASO 5 - Aspectos ambientales

PASO 6 - Ubicación dentro de los POT y desarrollo urbano

PASO 7 - Estudios de factibilidad y estudios previos

PASO 8 - Diseño y requerimientos técnicos

PASO 9 - Construcción y supervisión técnica

PASO 10 - Puesta en marcha, operación y mantenimiento

Procedimiento particular para el desarrollo de los Sistemas de Potabilización

• Dotación y caudal de diseño

– Dotación neta

– Pérdidas técnicas

– Dotación bruta

– Caudal medio diario

– Caudal máximo diario

– Caudal máximo horario

– Caudal de diseño

• Ubicación de la planta

• Diseño conceptual

– Nivel tecnológico apropiado

– Capacidad de operación y mantenimiento por parte de la comunidad

– Simplificación del sistema y nivel de financiación

• Estudio de recursos locales

• Adecuación hidráulica del sistema

Estudios de Tratabilidad

• Ensayos de laboratorio

– Prueba de Jarras

– Otros ensayos

• Adicionalmente en los ensayos de tratabilidad en pruebas de laboratorio debe

determinarse:

– Determinación del tipo de coagulación

• Ensayos de planta piloto

Pretratamiento

• Remoción del material flotante

– Rejillas y mallas

– Trampas de grasa y aceite

• Remoción del material suspendido

– Desarenadores

– Presedimentadores

– Prefiltros

– Microtamices

• Procesos de oxidación

– Aeración

– Oxidación química

Coagulación – Mezcla rápida

• Dosificación

– Coagulantes

– Productos auxiliares

• Selección del coagulante y productos auxiliares

– Unidades de dosificación

• Mezcla rápida

– Mezcladores hidráulicos

– Mezcladores mecánicos

Floculación

• Floculadores hidráulicos

– Floculador de flujo horizontal

– Floculador de flujo vertical

– Floculador Alabama

– Floculador de flujo helicoidal

• Floculadores mecánicos

Sedimentación

• Sedimentadores de flujo horizontal y flujo vertical

– Sedimentador de flujo ascendente o vertical

• Sedimentador de alta tasa

• Sedimentador con manto de lodos

• Remoción de lodos

– Mecánica

– Manual

– Hidráulica

Filtración

Los filtros se clasifican según la variable que se tome en consideración:

• VARIABLE CLASIFICACION

• Según la velocidad de filtración Rápidos o lentos

• Según el medio filtrante usado De arena, antracita o mixto

• Según el sentido del flujo Ascendente, descendentes o mixtos

• Según la carga sobre el lecho Por gravedad o presión

• Según la modalidad de lavado Convencionales o delavado mutuo

• Según la tasa de filtración Tasa constante o tasa variable declinante

Sistemas de lavo de flujo ascendente y lavado superficial

La remoción de partículas y microorganismos no deseados que no se han retenido en los procesos

de coagulación floculación y sedimentación, por esto quela filtración se caracteriza por la

velocidad del paso de a través del manto filtrante, medida como una rata o carga superficial, o sea

el cociente entre el caudal y el área filtrante: Q/AF

Desinfección

DESINFECTANTE FISICOS

• RAYOS ULTRAVIOLETA

• CALOR

DESINFECTANTES QUIMICOS

• CLORO

• OZONO

• BROMO

• YODO

• PLATA

Determinación de la Dosis

Sistema de aplicación del desinfectante

SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA DISEÑO DE AYAPEL CORDOBA

Diseño de Captación y Aducción

Captación de Aguas Superficiales

Las obras para captar este tipo de aguas se construyen de acuerdo con el tamaño de la fuente y la

topografía o forma del terreno. Dependiendo de la forma a captar se tiene: Toma por gravedad,

Toma por bombeo. De acuerdo con el tamaño de la fuente y si es corrientosa o está almacenada,

las captaciones se clasifican en:

Captación de Manantiales: Las aguas procedentes de manantiales se captan por medio de 1jas o

tanques que pueden ser de mampostería o de concreto. Al proyectar el diseño de estas 1ptaciones

se debe pensar en la protección sanitaria del manantial, por lo general se utiliza una malla para

evitar la entrada de animales y deberá 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: Las cuales se construyen bajo el agua y no están sujetas a la acción de

materiales flotantes. Tienen el riesgo de la obstrucción por sedimentación y son de difícil

inspección.

Captaciones flotantes: Estas se emplean en ríos que presentan grandes variaciones del nivel de

superficie o cuando sus riberas no garantizan la estabilidad de la estructura. Sobre una plataforma

flotante y móvil se instalan los equipos de bombeo. Los Tubos y conductos Están alojados en la

cortina de presas derivadoras o de almacenamiento y liados utilizando válvulas o compuertas de

control.

Captación de ribera: son tomas indirectas consistentes en cajas de mampostería, canales o pozos

conectador a la fuente por medio de tuberías o canales de la toma indirecta se extrae el agua

comúnmente mediante bombeo.

Aducción / conducción

La aducción/conducción se efectúa mediante una tubería que conduce el agua que sale del

desarenador hasta la planta de tratamiento o tanque de almacenamiento, en caso de no existir

tratamiento.

Mezclador Rápido Hidráulico Mezclador hidráulico: que utiliza la energía disipada en forma de pérdida de cargaen el flujo de agua a través de un conducto, canal o tanque de mezcla. Ej: mezcla en singularidades colocadas en conductos: resalto hidráulico, vertedero, canaletas Parshall, curva, expansión brusca, placa con orificios, válvula y cualquier otro que produzca una pérdida de carga localizada. CANALETA PARSHALL

La canaleta Parshall es un elemento primario de flujo con una amplia gama de aplicaciones para

medir el flujo 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 medida del

flujo esta basada en la asunción de que el flujo critico se produce estrechando la anchura de la

garganta de la canaleta y levantando la base.

Ventajas Canaleta Baja inversión

Más resistente que cualquier metal

Dimensiones estables

Es una canaleta prefabricada, se tiene seguridad en sus dimensiones, moldeada en una

sola pieza.

Construcción resistente

Resistente a la corrosión

Su fabricación en fibra de vidrio, permite soportar el ataque químico de líquidos

corrosivos.

Fácil instalación

Ligera y resistente; puede ser instalado en líneas de concreto

Superficie lisa

Esta característica minimiza la acumulación de suciedad.

Durable y más exacta que el concreto.

Indicador de nivel

Opcionalmente se suministra una regleta, la cual se localiza dentro del canal, para una

indicación rápida de flujo

Selección del tamaño de garganta apropiado.

La canaleta Parshall está constituida por tres partes fundamentales que son: la entrada, la garganta y la salida. La entrada está formada por dos paredes verticales simétricas y convergentes, el fondo es inclinado con pendiente ascendente. La garganta esta formada por dos paredes verticales paralelas, el fondo es inclinado con una pendiente descendente, la distancia de la sección de la garganta determina el tamaño del medidor y se designa por W. La salida está formada por dos paredes verticales divergentes y el fondo es ligeramente inclinado con una pendiente ascendente. En la canaleta Parshall se pueden presentar dos tipos de flujo. Un flujo a descarga libre para lo cual es solo necesario medir la carga Ha para determinar el caudal; un flujo en que se presenta la sumersión o ahogamiento para el cual se toman las cargas Ha y Hb.

Floculador de Flujo Horizontal El coagulante introducido da lugar a la formación del flóculo, pero es necesario aumentar su volumen su peso y sobre todo su cohesión. Se favorecerá el engrosamiento del flóculo por medio de: una coagulación previa tan perfecta como sea posible, un aumento de la cantidad del flóculo en el agua; conviene poner el agua en contacto con los precipitados ya formados por el tratamiento anterior (recirculación de fangos lecho de fango), tratando de conseguir la mayor concentración posible, una agitación homogénea y lenta del conjunto, con el fin de aumentar las posibilidades de que las partículas coloidales descargadas eléctricamente se encuentren con una partícula de flóculo, el empleo de ciertos productos llamados floculantes. Los floculantes, llamados también ayudantes de coagulación, ayudantes de floculación e incluso ayudantes de filtración, son productos destinados a favorecer cada una de estas operaciones. La acción puede ejercerse al nivel de la velocidad de reacción (floculación más rápida) o al nivel de la calidad del flóculo (flóculo más pesado, más voluminoso y más coherente). Los floculantes pueden clasificarse por su naturaleza (minera u orgánica), su origen (sintético o natural) o el signo de su carga eléctrica (aniónico, catiónico o no iónico). El agua tratada químicamente es enviada hacia un recipiente donde las partículas suspendidas pueden colisionar y formar partículas más pesadas llamadas flóculo. Una agitación suave y un tiempo apropiado de detención facilitan este proceso.

Sedimentador de Alta Tasa Se entiende por sedimentación la remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en el agua. Estas partículas deberán tener un peso específico mayor que el fluido. La sedimentación es, en esencia, un fenómeno netamente físico y constituye uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua para conseguir su clarificación. Está relacionada exclusivamente con las propiedades de caída de las partículas en el agua. Cuando se produce sedimentación de una suspensión de partículas, el resultado final será siempre un fluido clarificado y una suspensión más concentrada. A menudo se utilizan para designar la sedimentación los términos de clarificación y espesamiento. Se habla de clarificación cuando hay un especial interés en el fluido clarificado, y de espesamiento cuando el interés está puesto en la suspensión concentrada. La remoción de partículas en suspensión en el agua puede conseguirse por sedimentación o filtración. De allí que ambos procesos se consideren como complementarios. La sedimentación remueve las partículas más densas, mientras que la filtración remueve aquellas partículas que tienen una densidad muy cercana a la del agua o que han sido resuspendidas y, por lo tanto, no pudieron ser removidas en el proceso anterior. Las partículas en suspensión sedimentan en diferente forma, dependiendo de las características de las partículas, así como de su concentración. Es así que podemos referirnos a la sedimentación de partículas discretas, sedimentación de partículas floculentas y sedimentación de partículas por caída libre e interferida. Partículas floculentasson aquellas producidas por la aglomeración de partículas coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes químicos. A diferencia de las partículas discretas, las características de este tipo de partículas —forma, tamaño, densidad— sí cambian durante la caída. Se denomina sedimentación floculentao decantación al proceso de depósito de partículas floculentas. Este tipo de sedimentación se presenta en la clarificación de aguas, como proceso intermedio entre la coagulación-floculación y la filtración rápida.

Los decantadores o sedimentadores rectangulares tienen la forma y características detalladas en la figura, con la ventaja de que permiten una implantación más compacta, aunque su costo es más elevado. Normalmente, tienen una relación longitud/ancho comprendida entre 3 y 6 y una profundidad de 2,50 a 4,00 metros. La velocidad del agua se disminuye hasta que el material suspendido (incluyendo partículas floculadas) puedan asentarse fuera de la corriente de agua por gravedad. Una vez asentadas, las partículas se combinan para formar lodo el cual es retirado más tarde del agua clarificada del supernatant (líquido retirado del lodo establecido).

Filtración de Alta Tasa

La filtración es el proceso de retiro de sólidos suspendidos del agua mediante el paso del agua a través de una tela permeable o una cama de materiales porosos. El agua subterránea es filtrada naturalmente a medida que fluye a través de las capas porosas de la tierra. Sin embargo, el agua de la superficie y el agua subterránea bajo la influencia de agua superficial, está sujeta a contaminación de diversas fuentes. Algunos contaminantes plantean una amenaza a la salud humana y la filtración es uno de los más antiguos y simples métodos de retirarlos. Las leyes federales y estatales requieren que la mayoría de sistemas pequeños cuenten con una filtración de agua. Los métodos de filtración incluyen filtración lenta y rápida de arena, filtración de tierra diatómica, filtración directa, filtración de empaque, filtración de membrana y filtración de cartucho.

La filtración natural retira la mayoría de la materia suspendida del agua del subsuelo a medida que el agua pasa a través de las capas porosas de la tierra en los acuíferos. El agua de la superficie, sin embargo, puede estar sujeta a contaminación directa de tipo animal, humana e industrial que puede causar enfermedades o malestares en los humanos, por lo que el agua debe ser filtrada por un sistema de tratamiento construido. La filtración es usualmente una combinación de procesos físicos y químicos. La filtración mecánica retira algunas partículas atrapándolas entre los granos del medio del filtro (como arena). La adhesión es un proceso igualmente el filtro consiste de una cama de arena fina de aproximadamente 3 a 4 pies de profundidad soportada por una capa de 1 pie de grava y un sistema de drenajes inferiores. Los filtros son operados bajo condiciones sumergidas continuas, mantenidas ajustando una válvula de control localizada en la línea de descarga del sistema de sub drenaje. Procesos biológicos y químico/físicos comunes a varios tipos de filtros ocurren en la superficie de la cama del filtro. El lodo biológico o capa conocida como “schmutzdecke” sobre la superficie de la cama atrapa partículas pequeñas y degrada la materia orgánica presente en el agua sin tratar. Los filtros lentos de arena no requieren de coagulación/ floculación y pueden no requerir de sedimentación.

Las plantas pequeñas se diseñan típicamente con estructuras de hormigón moldeadas en el sitio que presentan cubiertas de madera o losas de hormigón. Las tuberías pueden ser ya sea de hierro fundido o cloruro de polivinilo (PVC). Los medidores de fluído son usados para monitorear la salida de cada filtro. En climas sujetos a temperaturas de congelación, los filtros usualmente deben estar cubiertos y provistos de calefacción, iluminación y ventilación. Los filtros que no se encuentren cubiertos en climas fríos, forman una capa de hielo que previene la limpieza durante los meses de invierno.

Sistema de Desinfección (cloro) En un principio, el empleo del cloro se basó en la idea de una relación entre enfermedades de origen hídrico y mal olor del agua (olor "séptico"). Si bien es anterior al descubrimiento de las bacterias responsables de la contaminación del agua, el uso del cloro para desodorización del agua ha resultado ser muy eficaz. Este descubrimiento empírico contribuyó a mantener la creencia de que el olor era el que provocaba enfermedades. Por esa razón, las primeras normas de potabilidad hacían referencia a las características organolépticas3: "el agua debe ser inodora, insípida, incolora y transparente". Los reactivos químicos más comunes son el cloro y sus derivados y el ozono junto con el bióxido de cloro. De todos ellos el cloro en forma de cloro gaseoso, de hipoclorito de sodio (lejía) o de hipoclorito de calcio (en polvo), es el biocida más empleado y el más antiguo (los diferentes productos clorados). La inyección de cloro, poderoso oxidante, en aguas cargadas de materias orgánicas da lugar a reacciones químicas particulares. En especial el amoníaco, el hierro, el manganeso y los sulfuros, reaccionan fácilmente con el cloro. Desde 1974 se ha prestado atención a las reacciones secundarias más complejas, en particular con ciertas materias orgánicas presentes de forma natural en el agua. Se trata esencialmente de los ácidos húmicos y de los ácidos fúlvicos. La consecuencia de estas reacciones secundarias es la producción de moléculas químicas particulares denominadas "organocloradas”. Algunas de dichas sustancias han resultado cancerígenas en animales de laboratorio. Al introducir el cloro en el agua, se irán produciendo sucesivamente diversas reacciones químicas. Es conveniente que estos mecanismos se conozcan a la perfección antes de proceder a una operación de desinfección.

La desinfección debe realizarse en aguas de una buena calidad química (en las que la demanda de cloro sea mínima), con objeto de limitar al máximo las reacciones secundarias, generadoras de subproductos. Por otra parte, la presencia de partículas coloidales protege a los microorganismos de la acción desinfectante del cloro.

La eficacia de la desinfección final es máxima cuando el agua ya ha sido tratada para eliminar toda turbiedad7 y, más exactamente para eliminar toda substancia que pueda reaccionar y "consumir" el cloro. Si los tratamientos previos no se aplican o no se pueden aplicar, o se aplican de forma errónea en un momento dado, una sobredosis de cloro permitirá obtener una desinfección correcta del agua, si bien, como consecuencia de ello, aparecerán subproductos de desinfección. Es muy importante asegurar que exista cloro libre en todos los puntos de la red de distribución de agua: en adición a la acción bactericida del agua tratada en esta forma, el hecho de encontrar cloro en el agua demuestra que no se ha introducido materia orgánica que consumiera el cloro, y por tanto, probablemente tampoco microbios tras el tratamiento. Por el contrario, la ausencia anormal del desinfectante en la red, debe hacer que los responsables apliquen de inmediato medidas de emergencia.

La desinfección con cloro se realiza en tres etapas sucesivas que difieren según el producto utilizado.

La dosis de cloro que se va a inyectar en la red corresponde a la cantidad de la demanda de cloro, íntimamente ligada a la calidad química y microbiológica del agua, y a la tasa residual deseada en el extremo de la red. Por ello, es conveniente que antes de iniciar la desinfección, se efectúen pruebas para determinar el consumo de cloro. Cuando la desinfección no tiene carácter de urgencia (caso de una cloración preventiva), la dosis que hay que introducir se puede ajustar agregando directamente cantidades cada vez mayores de cloro en la red, hasta obtener la concentración residual deseada en el extremo de la red. Pueden ser necesarios varios días para ajustar las dosis de cloro. En efecto, entre dos dosificaciones sucesivas se deben prever plazos apropiados, debido al tiempo que tarda el agua en llegar desde el punto de aplicación hasta el extremo de la red.

SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA PARA EL MUNICIPIO DE AYAPEL

6. CONCLUSIONES

Generales

Diseñé los procesos de tratamiento necesarios para la producción de agua potable desde una

fuente de agua superficial en el municipio de Ayapel.

Específicas

Utilicé conocimientos hidráulico-mecánicos y aplicarlos para el diseño de una PTAP.

Determiné el diámetro apropiado para la tubería.

Determiné los caudales de diseño, la potencia de la bomba como del motor, la velocidad

en la cámara de aquietamiento, el diámetro de la tubería, entre otros.

Utilicé criterios para el diseño en normativas colombianas como el RAS 2000, el decreto

2320 de 2009 entre otros.

Establecí pautas para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia para consumo

humano.

Reporté los resultados de la evaluación (captación, coagulación, floculación,

sedimentación, filtración y desinfección) efectuados en el diseño de una planta de

tratamiento de agua potable para el municipio de Ayapel Córdoba.

7. BIBLIOGRAFIA

Jairo Alberto Romero, Potabilización de Agua; Purificación de Agua. Escuela Colombiana

de Ingeniería. 2002

Francisco Unda Opazo. Teoría y diseño de plantas de tratamiento de agua potable.

Universidad Católica de Chile, 1963.

http://www.dane.gov.co

http://www.ayapel-cordoba.gov.co/index.shtml

(Mapa de Ayapel):

http://maps.google.com/maps?hl=es&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.,cf.osb&biw=128

0&bih=613&q=ayapel&um=1&ie=UTF-

8&hq=&hnear=0x8e5b84c61d181715:0x77509bff17a67249,Ayapel,+C%C3%B3rdoba&gl=c

o&ei=9RGNT7qLO5T-

8ATuuLX5DQ&sa=X&oi=geocode_result&ct=image&resnum=3&ved=0CDwQ8gEwAg

RAS 2000, Titulo B.

Decreto 2320 de 2009.

(Imágenes): http://www.bdigital.unal.edu.co/1078/1/oscarandresgarzonvaron.2003.pdf