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Tipo: Tesis
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Trabajo de grado para obtener el título de ingeniero civil
Asesor
La presente tesis la dedico a Dios en primera instancia, por darme vida, salud y
sabiduría a lo largo de mi carrera.
A mis padres, a quienes les debo todo lo que soy.
A mi padre Héctor Manuel López Moreno, gracias por estar a mi lado en esta
etapa tan importante, por tu apoyo moral e incondicional y tus sacrificios para que
nunca me hiciera falta nada, por forjarme como un ser perseverante, y hacer de mi
cada día con tu ejemplo una mejor persona. A mi madre Ninfa Puentes Millán
(q.e.p.d), pese al poco tiempo compartido juntas, este solo será uno de los tantos
logros que obtendré a tu nombre, sé que este momento hubiera sido tan especial
para ti como lo es para mí, gracias por darme la vida y con ello la oportunidad de
ser una profesional, a ustedes mi más grande amor y gratitud.
Daniela Marisol López Puentes
Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme
llegar hasta este momento tan importante de mi formación profesional. A mi madre,
por ser el pilar más importante y por demostrarme siempre su apoyo y cariño
incondicionalmente. A mi padre, a pesar de que ya no está a mi lado siempre fue
ese ejemplo a seguir un hombre que siempre creyó en su hija, y aunque nos
faltaron muchas cosas por vivir juntos, tengo la certeza que en este momento
estaríamos compartiendo la misma felicidad.
Jackeline Escarpetta Cruz.
A Dios, quien obro en nosotras haciéndonos crecer espiritual y mentalmente.
A nuestros padres Ninfa Puentes Millán, Héctor Manuel López Moreno, María Elcy
Cruz Molina y Federico Escarpetta, quienes con su amor y apoyo nos forjaron
como personas integras llenas de valores.
A nuestro tutor y docente, Oscar Efrén Ospina, quien con su paciencia y
dedicación nos guio y sirvió de apoyo mediante nuestro proceso formativo, del
cual obtuvimos las bases necesarias para desarrollar el presente trabajo.
A la empresa de servicios públicos de Viotá S.A.S E.S.P, quienes nos prestaron
sus instalaciones y aportaron información valiosa para el presente trabajo de
investigación
Agradecemos mucho la ayuda de nuestros docentes, compañeros y a la
Universidad Piloto de Colombia – seccional Alto Magdalena en general, por
permitirnos ser parte de una gran familia que entre clases y risas nos aportaron
miles de conocimientos y valores que nos ayudaron para ser unas grandes
ingenieras civiles.
9.12.7 Longitud relativa “Lr” en centímetros (cm)
9.12.24 Radio hidráulico del módulo de colmenas “Rh” en centímetros (cm).
10.3.3 Plantas y perfiles de excavación y relleno de lecho de secado PTAP
Lista de ilustraciones
Ilustración 1. Ubicación PTAP Viotá. Fuente: documentación alcaldía................... 21
Ilustración 2.Ubicacion Google maps PTAP. Fuente: documentación alcaldía de
Viotá..................................................................................................................................... 22
Ilustración 3. Ubicación PTAP alcaldía. Fuente: Google barth.................................. 22
Ilustración 4. Tipos de aguas meteóricas. Fuente: Tipo de aguas meteóricas
Google imágenes............................................................................................................... 27
Ilustración 5. Agua lluvia. Fuente: agua lluvia............................................................... 28
Ilustración 6. Agua superficial. Fuente: agua superficial Google imágenes............. 29
Ilustración 7. Formación de aguas subterráneas. Fuente: Google imágenes......... 30
Ilustración 8 Procesos de potabilización. Fuente: Aqua sistemas tecnología y
confort en agua.................................................................................................................. 34
Ilustración 9. Puntaje de riesgo IRCA. Fuente: art 15 res 2115 del 2007 ................ 36
Ilustración 10. procesos de potabilización. Fuente: Google imágenes..................... 40
Ilustración 11. Índice de riesgo de la calidad del agua para el consumo humano.
Fuente: IRCA...................................................................................................................... 45
Ilustración 12. Resultado de laboratorio análisis de agua potable. Fuente: aguaslab
Ilustración 13. Análisis de agua potable. Fuente: aguaslab S.A.S............................ 51
Ilustración 14.Resultado análisis agua cruda. Fuente: aguaslab S.A.S................... 52
Ilustración 15. Visita a la PTAP. Fuente: propia......................................................... 109
Ilustración 16. Muestra de PH. Fuente: propia........................................................... 109
Ilustración 17. Punto de muestra La vega. Fuente: propia....................................... 110
Ilustración 18. Punto de Desinfección. Fuente: propia.............................................. 110
Ilustración 19. Toma de muestra. Fuente: propia....................................................... 111
Ilustración 20. Almacenamiento agua cruda. Fuente: propia................................... 111
Ilustración 21. Tanque de preparación de desinfectante. Fuente: propia.............. 112
Ilustración 22. Laboratorio área de químicos. Fuente: propia.................................. 112
Ilustración 23. Test de jarras. Fuente: propia
Ilustración 24. Químicos.. Fuente: propia................................................................... 113
Ilustración 25. Coagulación. Fuente: propia................................................................ 114
Ilustración 26. Floculación. Fuente: propia................................................................. 114
Ilustración 27. Coagulación.. Fuente: propia............................................................. 115
Ilustración 28. Filtración y desinfección. Fuente: propia........................................... 115
Ilustración 29. Filtración sale a flote. Fuente: propia................................................. 116
Ilustración 30. Descargue de coagulantes sulfato de aluminio. Fuente: propia.... 116
Ilustración 31. Planta 2. Fuente: propia....................................................................... 117
Ilustración 32. Floculación planta 1. Fuente: propia.................................................. 117
Ilustración 33. Filtración planta1. Fuente: propia...................................................... 118
Ilustración 34. Canaleta parshal 1. Fuente: propia................................................... 118
Ilustración 35. Registro de lavado de la planta. Fuente: propia............................... 119
Ilustración 36. Transportador de cloro. Fuente: propia............................................. 119
Ilustración 37. Caja de macro medidores de salida de agua tratada. Fuente: propia
Ilustración 38. Formato de inspección de la PTAP.................................................... 121
Ilustración 39. Desarenado. Fuente: propiar............................................................... 122
Ilustración 40. Desarenador. Fuente: empresa de servicios publicos.................... 122
Ilustración 41. Desarenador. Fuente: Empresa de servicios públicos.................... 123
Ilustración 42. Desarenador estructura Viotá. Fuente: empresa de servicios
publicos............................................................................................................................. 123
Ilustración 43. Cabezal de entrega. Fuente: empresa de servicios públicos......... 124
Ilustración 44. Planos en planta. Fuente: propia........................................................ 124
Ilustración 45. Diseño lechos de secado. Fuente: empresa de servicios publicos
Ilustración 46. Excavación relleno lechos de secado PTAP. Fuente: empresa de
servicios publicos............................................................................................................. 125
Ilustración 47. Acueducto proyectado. Fuente: empresa de servicios publicos.... 126
Ilustración 48. Acueducto proyectado. Fuente: empresa de servicios públicos.... 126
Ilustración 49. Caja. Fuente: empresa de servicios públicos.
Lista de tablas
Tabla 1. Tipos de sedimentadores. Fuente: Lozano Rey Lozano B......................... 32
Tabla 2. Parámetros de referencia de diseño para sedimentadores. Fuente:
resolución 0330 de 2017 .................................................................................................. 33
Tabla 3. parámetros de potabilización. Fuente: RAS.................................................. 34
Tabla 4. Clasificación según el tipo de riesgo. Fuente. IRCA.................................... 37
Tabla 5. Tabla tipos de filtros. Fuente: Potabilización del agua, principios de diseño.
Tabla 6. Informe de características no aceptables por departamento según
municipio 2016. Fuente: Instituto Nacional de la salud............................................... 47
Tabla 7. Informe de características no aceptables por departamento según
municipio 2017 - 1028. Fuente: Instituto Nacional de la salud................................... 48
Tabla 8. Informe de características no aceptables por departamento según
municipio 2018 - 2019. Fuente: Instituto Nacional de la salud................................... 48
Tabla 9. Características no aceptables en el agua según Sivicap. Fuente: Sivicap.
Tabla 10. Tren de tratamiento de la PTAP Viotá - Cundinamarca. Fuente: propia 53
Tabla 11. Usuarios que abastece la planta del casco urbano de Viotá -
Cundinamarca. Fuente: Empresa de servicios públicos de Viotá............................. 54
Tabla 12. Datos correspondientes para la realización del método aritmético.
Fuente: propia.................................................................................................................... 55
Tabla 13. Datos correspondientes para la realización del método geométrico.
Fuente: propia.................................................................................................................... 57
Tabla 14. Datos correspondientes para la realización del método exponencial.
Fuente: propia.................................................................................................................... 58
Tabla 15. Datos correspondientes para el cálculo del método Wappaus. Fuente:
propia................................................................................................................................... 59
Tabla 16. Población futura promediada. Fuente: propia............................................. 60
Tabla 17. Dotación neta máxima. Fuente: Ministerio de vivienda
Tabla 18. Datos correspondientes para el cálculo de la dotación bruta. Fuente:
propia................................................................................................................................... 61
Tabla 19. Datos correspondientes para el cálculo del caudal medio diario. Fuente:
propia................................................................................................................................... 62
Tabla 20. Datos correspondientes para el cálculo del caudal medio diario. Fuente:
propia................................................................................................................................... 62
Tabla 21.Parametros de referencia de diseño de mezcla rápida. Fuente: resolución
0330 de 2017...................................................................................................................... 63
Tabla 22. Valores característicos de coeficiente de descarga................................... 64
Tabla 23. Datos correspondientes para la realización del caudal unitario. Fuente:
propia................................................................................................................................... 65
Tabla 24. parámetros de alta tasa.................................................................................. 91
The objective of this project is to evaluate the operation of the drinking water
treatment plant (PTAP) of the municipality of Viotá Cundinamarca, based on
physicochemical tests carried out on the water that enters the PTAP and the water
that leaves after passing through the processes that are immersed in it, to
determine if it is necessary to create an optimization plan to improve it.
The structure of the project is initially focused on making a current evaluation of the
operation of the PTAP, and proceeding to formulate the appropriate operational
processes for water purification, a task that took an extensive period of time in
which periodic visits were made to the plant.
Having the plans of the general location, location and designs of the elements that
make up the drinking water treatment plant, we proceeded to evaluate in detail the
functionality and quality of the equipment that is part of it, since at some point they
arrive to prevent correct operation and intervention to optimize it is necessary.
Optimization, design, drinking water, treatment plant, process.
El recurso hídrico, se caracteriza por ser una necesidad vital para la supervivencia
y vida de los seres humanos, por ello desde tiempos remotos se ha visto la
obligación de inventar diversos sistemas de tratamiento de agua, con el objetivo
de purificar este rico recurso, ya que por múltiples problemas que se presentan a
nivel mundial en relación con el medio ambiente, escasea el agua natural apta
para el consumo humano (Comite de Naciones Unidas, 2010). por otra parte, al
identificar la problemática que vive la población de Viotá, que a pesar de que ya
tienen una planta de tratamiento no cuentan con un servicio eficiente por lo tanto
requiere alternativas de mejoramiento para la misma.
También, “En el informe de la Organización Mundial estima que la población
urbana del país, paso de 68% en 1990 a un 76% en 2015 en el abastecimiento de
agua potable “ (Rodriguez, 2017). Es notoria la falta de agua potable en Colombia,
donde no solo es el espacio rural quien se ve afectado si no también lo Urbano,
donde a medida que pasa el tiempo la afectación va aumentando y cada vez es
más grave porque del mismo modo crecen las enfermedades generadas por el
agua, por la falta del buen manejo en la potabilización del agua.
“El agua es un determinante social de la salud y como tal se debe ser sujeto a la
vigilancia y el control con el propósito de garantizar la salud pública de la
población”. (Ministerio de Salud, 2016) , por esta problemática surge la idea de
diseñar el plan de optimización de la planta de tratamiento de agua potable en el
municipio de Viotá- Cundinamarca teniendo en cuenta que abastece el poblado
del casco urbano del mismo municipio, para así lograr una mejor calidad de agua.
En el mundo existen diversos proyectos dedicados a la evaluación y mejoramiento
del abastecimiento de agua potable en cada territorio. Es común encontrar que,
estos problemas se ocasionan por diferentes factores como la falta de fondos, una
planeación deficiente o una mayoración en la demanda de consumo. Por lo cual,
todos estos factores someten a las plantas de tratamiento de agua potable a
realizar algunos cambios en su sistema, para poder suplir las necesidades
generadas, y por ende cumplir con la demanda y los requisitos de calidad que son
exigidos por la normatividad correspondiente.
El agua en su estado natural no se considera apta para el consumo humano, esto
se debe a factores como la contaminación de las fuentes hídricas presentadas
de manera natural o antropogénica, creando enfermedades que repercuten en la
comunidad y pueden variar su nivel de afectación, llevándolas de los puntos más
leves a los más críticos según varié su nivel de contaminación.
En la actualidad se manejan algunos parámetros que determinan cuando el agua
es o no potable para su consumo. Colombia cuenta legalmente con la resolución
0330 del RAS (Reglamento de Agua potable y Saneamiento básico), la resolución
2115 del 2007 y el decreto 1575 del 200, en los cuales se estipulan los parámetros
proporcionados por la normatividad colombiana con el fin de realizar los estudios
que correspondan y así determinar el tratamiento específico, ya que en los
diferentes sitios de captación los niveles de contaminación suelen variar.
Con el paso del tiempo las plantas de tratamiento han variado sus diseños,
proporcionando avances significativos a la hora de potabilizar, en el caso de la
planta de tratamiento de Viotá, contamos con una planta de tratamiento
convencional, por lo cual los procesos de potabilización presentan deficiencias en
el momento de cumplir con los parámetros establecidos y a la hora de verificar la
potabilidad del agua que se debe utilizar para abastecer a la comunidad , por todo
esto , se debe evaluar el funcionamiento de la planta con el fin de que esta
trabaje de una manera óptima.
Este proyecto busca favorecer la población del municipio de Viotá para mejorar la
calidad del recurso hídrico que llega a sus hogares, mitigando enfermedades y
aportando vitaminas para el cuerpo al poder consumir un agua de calidad.
4.1 Objetivo general
Evaluar técnicamente la PTAP para conseguir diseñar el plan de optimización de
esta en Viotá-Cundinamarca teniendo en cuenta la RESOLUCION 2115 DEL 2007 ,
para lograr mejor el funcionamiento de la planta.
4.2 Objetivos específicos
Realizar inspección visual y técnica de la PTAP con el fin de recolectar la
información necesaria.
Evaluar condiciones de funcionamiento de la planta
Verificar los resultados de la calidad del afluente y del afluente de la PTAP.
Presentar alternativas de solución para la optimización que permitan el
mejoramiento de la calidad del agua y el aprovechamiento del recurso
hídrico.