Embed Size (px)
Citation preview
ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL EMBALSE DEL MUÑA PARA SU
POSIBLE TRATAMIENTO.
CAREN NIYETH FUNEME MAYORAL
20141081007
TRABAJO DE GRADO
DIRECTORA
VILMA HERNANDEZ MONTAÑA
INGENIERA QUÍMICA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTIÓN AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
BOGOTÁ D.C.
2017
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2
Resumen
Este documento representa el trabajo de grado de quien lo escribe, a través del mismo se busca
recuperar el sentido de pertenencia de los ciudadanos; ya que quizá, ninguno de nosotros
percibimos de la misma manera el deterioro medioambiental del cual hemos participado
activamente.
El propósito de este trabajo ha sido el de determinar cuál será la mejor alternativa de tratamiento
para las aguas contenidas en el embalse del Muña, ya que, a diario, estas llegan al río Magdalena,
donde las personas que residente en cercanía al río, utilizan sus aguas para satisfacer sus diversas
necesidades tales como la pesca, diversión, lavado entre otros. De acuerdo con lo anterior, el
agua ya en el río Magdalena no es apta para dichos usos, debido a que representa peligro para
aquellos que por accidente ingieren agua u otros productos provenientes de la zona de mezcla
del río Bogotá con el río Magdalena.
Por ello dentro del documento se encontrarán diversos temas consultados a fin de ampliar el
conocimiento acerca del tratamiento de agua y de esta manera tomar la mejor decisión en cuanto
al tipo de tratamiento, además de retomar los conceptos básicos que se deben tener en cuenta a
la hora de la aplicación del estudio.
Los parámetros analizados han sido producto de laboratorios extra clase en la Universidad
Distrital, tomados en el Laboratorio de Calidad de Agua presente en la Facultad de Medio
Ambiente y Recursos Naturales.
Palabras Clave: Caracterización del Agua, Tratamiento, Degradación de Materia Orgánica
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
3
Abstract
This document represents the work of degree of who writes it, through it is seeks to recover the
sense of belonging of citizens; since perhaps none of us perceive the same way environmental
deterioration which we have participated
The purpose of this work has been the determining what willbe the best alternative treatment for
water in the reservoir of the Muña , since every day , they come to the Magdalena river, where
persons resident in proximity to the used its waters to meet your various needs such as fishing, fun,
washing among others. Accordingly, the water already in the Magdalena river is not
suitable for such uses,because of that danger for those who accidentally swallowed water
or other products from the mixing zone the Bogotá River with the Magdalena river.
Therefore within the document consulted topic will be found in order to expand knowledge about
the treatment of water and in this way make the best decision in terms of the type of treatment, as
well as return to the basics that they should take into account when it comes to the implementation
of the study.
The parameters analyzed have been product of laboratories extra class in the University Distrital,
taken in the laboratory of Quality of water present in the faculty of environment and natural
resources.
Key words: Characterization of water, treatment and degradation of organic matter
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
4
Tabla de Contenido Resumen ............................................................................................................................................. 2
Abstract .............................................................................................................................................. 3
Introducción ........................................................................................................................................ 7
Definición del problema ..................................................................................................................... 9
Justificación ...................................................................................................................................... 12
1 Objetivos .......................................................................................................................................... 4
1.1 Objetivo General:...................................................................................................................... 4
1.2 Objetivos Específicos: .............................................................................................................. 4
2 Marco Referencial ........................................................................................................................... 5
2.1 Marco Normativo ..................................................................................................................... 5
2.2 Marco Histórico ...................................................................................................................... 10
2.2.1 Simbología del agua en las culturas pobladoras del altiplano Cundiboyacense. ................. 10
2.2.2 El agua en el mundo. ........................................................................................................... 11
2.3 Marco Geográfico ................................................................................................................... 13
2.3.1 Recorrido del río Bogotá ..................................................................................................... 13
2.3.2 El Muña ............................................................................................................................... 16
2.3.3 Factores Climáticos ............................................................................................................. 17
2.4 Marco Teórico ........................................................................................................................ 19
2.4.1 Técnicas de muestreo .......................................................................................................... 19
2.4.2 ¿Qué es un parámetro de calidad de agua? .......................................................................... 20
2.5 ¿Qué es tratamiento de agua residual? .................................................................................... 26
2.5.1 Proceso de Tratamiento ....................................................................................................... 27
2.5.2 Niveles de Tratamiento ........................................................................................................ 27
2.6 Reacciones Bioquímicas. ........................................................................................................ 28
2.6.1 Lagunas Anaerobias. ........................................................................................................... 28
2.6.2 Lagunas Facultativas ........................................................................................................... 29
2.6.3 Lagunas de Maduración. ..................................................................................................... 29
2.7 Líneas de Tratamiento ............................................................................................................ 29
2.7.1 Línea de Aguas .................................................................................................................... 29
2.7.2 Línea de Lodos .................................................................................................................... 30
2.7.3 Línea de Gases ..................................................................................................................... 31
3 Metodología ................................................................................................................................... 31
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
5
3.1 Gestión y Planificación Del Recurso Hídrico ......................................................................... 31
3.1.1 Necesidad de información ................................................................................................... 31
3.1.2 Programa de monitoreo y Delimitación del área. ................................................................ 32
3 Tabulación de los datos obtenidos por la CAR. ............................................................................. 34
4 Toma de muestras y mediciones en el laboratorio. ........................................................................ 35
4.1 Parámetros .............................................................................................................................. 35
4.2 Métodos de determinación ...................................................................................................... 51
5 Análisis de Resultados ................................................................................................................... 57
6 Propuesta de tratamiento para el embalse del Muña ..................................................................... 71
6.1 Propuesta de proceso a ser considerado para tratar el agua .................................................... 71
6.2 Lagunas para Tratamiento de Agua Residual ......................................................................... 73
6.2.1 Tratamiento Físico para el Muña ......................................................................................... 75
6.2.2 Tratamiento Biológico para el Muña ................................................................................... 76
6.2.3 Tratamiento microbiológico (patógenos) para el Muña....................................................... 79
6.2.4 Tratamiento Químico para el Muña .................................................................................... 80
6.2.5 Generalidades en la construcción de lagunas....................................................................... 86
Lista de Tablas
Tabla 2 Tabulación de los datos suministrados por la CAR desde 2009 hasta 2016 ................... 34
Tabla 3 Parámetros Analizados en la Universidad Distrital ......................................................... 36
Tabla 4 Tabulación de los datos obtenidos .................................................................................. 57
Tabla 5 Propuesta de tratamiento año por año .............................................................................. 72
Tabla 6 Dosificación de coagulantes ............................................................................................ 81
Tabla 7 Porcentaje de Remoción según la adición de Coagulantes.............................................. 83
Tabla 8 Generalidades de las Lagunas de Estabilización ............................................................. 86
Tabla 9 Porcentajes de eficiencia en las diferentes lagunas ......................................................... 87
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
6
Lista de Figuras
Ilustración 1 Municipios con sistemas de Tratamiento de AR en Colombia ............................... 13
Ilustración 2 Ubicación del embalse del Muña en el municipio de Sibaté ................................... 18
Ilustración 3 Niveles de Tratamiento de Agua Residual .............................................................. 26
Ilustración 4 Punto de muestreo ................................................................................................... 33
Ilustración 5 Efluente Torre Granda ............................................................................................. 33
Ilustración 6 Potencial de Hidrogeno (pH) ................................................................................... 59
Ilustración 7 Alcalinidad - Acidez ................................................................................................ 60
Ilustración 8 Conductividad ......................................................................................................... 61
Ilustración 9 Color (verdadero y aparente) ................................................................................... 61
Ilustración 10 Turbiedad............................................................................................................... 62
Ilustración 11 Solidos Totales ...................................................................................................... 63
Ilustración 12 Dureza Total .......................................................................................................... 64
Ilustración 13 Oxígeno Disuelto ................................................................................................... 65
Ilustración 14 DQO ...................................................................................................................... 66
Ilustración 15 DBO5 ..................................................................................................................... 67
Ilustración 16 Cloruros ................................................................................................................. 67
Ilustración 17 Sulfatos .................................................................................................................. 68
Ilustración 18 Nitratos .................................................................................................................. 69
Ilustración 19 Relación Fosfatos-Nitratos en la aparición de algas ............................................. 70
Ilustración 20 Tren de tratamiento en Lagunaje ........................................................................... 74
Ilustración 21 Relación en lagunas Anaerobias y Aerobias ......................................................... 76
Ilustración 22 Alianza Bacterias-Algas ........................................................................................ 78
Ilustración 23 Remoción de patógenos......................................................................................... 79
Ilustración 24 Test de jarras ......................................................................................................... 84
Ilustración 25 Mejor remoción de cargas ..................................................................................... 84
Ilustración 26 Vaso de precipitado con la dosificación de la jarra número 2 ............................... 85
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
7
Introducción
El agua es la base fundamental para el desarrollo de una ciudad o región, gracias a ella las
poblaciones han logrado satisfacer sus necesidades con el aporte y/o consumo de bienes y
servicios; realmente este líquido es el soporte básico de toda una civilización, gracias a este
recurso el ser humano obtiene:
● Base productiva (higiene, alimento)
● Sinergia productiva (generación de energía)
● Transporte (medio de comunicación)
● Sinergia alimentaria (riego)
Por esta razón, se hace indispensable que el recurso posea ciertas características específicas para
que sea apto para su consumo o utilización, en esto se basan los estudios de calidad de agua.
Básicamente se busca que los criterios físicos, químicos y microbiológicos se adapten a los
establecidos por la norma (establecida para el tipo de agua a analizar) para que de esta manera
dichos parámetros concuerden y se obtenga agua de calidad.
En el estudio de caso, se tomarán las muestras provenientes del río Bogotá en el embalse del Muña,
a fin de obtener la totalidad1 de contaminantes presentes en dicho cuerpo de agua, para ello se hace
necesario plantear un plan de acción enfocado a establecer el tratamiento adecuado para dicho tipo
de agua.
1 Contaminantes cuenca alta y media del río Bogotá
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
8
Como es bien conocido, el embalse del Muña ha logrado beneficiar a toda una región gracias al
almacenamiento de agua residual utilizada para la generación de energía eléctrica, pero detrás
de dicho proceso se encuentra la oposición de los habitantes de Sibaté (municipio donde reside
el embalse) debido a su cercanía con “la alcantarilla de Cundinamarca”, donde a diario llegan
miles de litros de agua residual, ocasionando malos olores, vectores e incluso enfermedades
gastrointestinales por la ingesta de alimentos regados con esta agua.
El proyecto tiene como base el muestreo del agua procedente del embalse del Muña, más
exactamente en su efluente (salida del agua del mismo), el objetivo es conocer realmente la
calidad del agua tras su paso por los diferentes sectores del embalse. Para el análisis de los
parámetros de calidad de agua se tiene en cuenta el transporte de la muestra desde Sibaté hasta
los laboratorios de Calidad del agua presentes en la Facultad de Medio Ambiente y Recursos
Naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas. En este lugar se analizarán los
factores que afectan continuamente al agua, como es el caso del pH, color, turbiedad,
conductividad etc.
Con base a los indicadores de calidad obtenidos y tras haberlos comparado con la normatividad
vigente se plantea generar el tratamiento que debe tener esta agua para así reducir las alteraciones
sociales, económicas y ambientales en la cuenca baja del río Bogotá.
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
9
Definición del problema
Desde comienzos del siglo XX, en el contexto de América Latina, comienzan a generarse
grandes alteraciones en la naturaleza, debido a que en este periodo de tiempo empiezan a surgir
grandes ciudades, donde el comercio y la explotación de bienes resultan ser el eje fundamental
para el desarrollo de una ciudad o región.2
De esta manera, a Bogotá le llega su acelerada expansión, debido a su oferta laboral, de bienes y
de servicios; se dice que para la década de los 60 en el siglo XX, esta ciudad solo se abastecía de
agua potable de aquellas cuencas que lo rodeaban; en este caso, las nacidas en los cerros
orientales como lo eran los ríos Bogotá y Tunjuelo. Con el transcurso de los años, la población
creció de manera acelerada, haciendo que a diario se necesitarán cada vez más recursos para
satisfacer dichas necesidades, y como el caudal arrojado por las cuencas de Bogotá no
suministraba la cantidad de agua necesaria para cubrir la totalidad de la demanda, se tuvieron
que generar alianzas con municipios cercanos para así poder suministrar agua potable a toda la
ciudad.
De esta manera surgen los proyectos de captación de agua en los macizos Chingaza y Sumapaz,
trayendo consigo obras de remodelación geográfica debido a la construcción de diques,
represas y embalses. Esta ampliación de caudal para Bogotá trajo consigo una gran pregunta
¿Qué hacer con el agua residual?
La utilización del agua, independientemente de cuál sea su uso (doméstico, industrial, agrícola
o recreacional) genera una cantidad considerable de residuos; se estima que del 100% de agua
utilizada, aproximadamente entre el 80 al 85% de está regresa en como un subproducto; el agua
residual como es bien conocida, ha aumentado de manera considerable durante las últimas 5
2 Plan Maestro de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
10
décadas en Colombia, debido al crecimiento acelerado de sus principales ciudades y sus
municipios aledaños.
Las altas cargas contaminantes que se concentran en los cuerpos de agua, han reducido
drásticamente la población de especies acuáticas, dejando estos espacios sin vida o por lo menos
sin fauna aerobia. Es por esta razón que el Río Bogotá se encuentra en un estado de total
deterioro, donde se suman los vertimientos de 46 municipios (vertimientos directos) y algunos
otros que vierten residuos a drenajes o desembocaduras diferentes (vertimientos indirectos).
El problema base del presente documento se plantea en el municipio de Sibaté, donde el agua
recogida de las cuencas alta y media llegan a parar al Embalse del Muña; este cuerpo receptor
ha traído consigo bastantes afectaciones al ambiente, la salud y a la economía propia del
municipio.
En el embalse, la velocidad con la que viaja el agua es demasiado pequeña, por lo tanto, existen
zonas “estancadas”, donde los residuos que llegan de aguas arriba por lo general tienden a
sedimentarse en él. Una de las razones por las que aún no ha sido posible brindar un tratamiento
adecuado a estas aguas se encuentra relacionado con el poco tiempo de retención hidráulica, lo
que afecta a la totalidad del embalse, pues habría que dividirlo en varias secciones para de esta
manera lograr que el lecho sea plano y que a su vez se puedan generar “estanques o lagunas”
por donde circule el agua y así retener el agua por mayor tiempo.
Con el paso de los años se han generado varios debates en cuanto al manejo y recuperación
hidráulica del río Bogotá; por este motivo, solo hasta que realmente las iniciativas y los planes
se cumplan, será posible minimizar esta problemática; pues no solamente basta con la inyección
de dinero para implementar las obras propuestas por las autoridades ambientales, sino que aún
hace falta un cambio de cultura orientado al cuidado del recurso hídrico, necesario para
proponer, realizar y finalizar cualquier tipo de proyecto dirigido a la reconstrucción de un cuerpo
de agua.
De acuerdo con la CAR, la contaminación presente en este lugar es alta, por esta razón son
continuas las alteraciones en toda la cuenca baja del río Bogotá, estas van desde la variación de
la calidad del recurso hídrico hasta la modificación del diseño paisajístico. Por este motivo es
imprescindible tomar las medidas necesarias para contrarrestar los efectos producidos por la
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
11
descarga de vertimientos y así mejorar la calidad del recurso.
Por consiguiente, el presente documento con base a los datos obtenidos por entidades
ambientales como la CAR y aquellos obtenidos en la universidad, tiene como finalidad
responder la siguiente pregunta:
¿Cuál será el tratamiento adecuado que deben recibir las aguas del embalse del Muña para
contribuir a mejorar la calidad del agua del río Bogotá?
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
12
Justificación
Desde la construcción del embalse del Muña, el municipio de Sibaté ha sido el afectado
directamente, bien fuese desde sus inicios recreacionales (turismo y recreación) hasta la
actualidad (retención de agua para generar energía eléctrica). Al embalse llegan a diario miles
de litros de agua con altas concentraciones de cargas orgánicas y metales pesados, provenientes
de las cuencas alta y media del río Bogotá, lo que a menudo genera que la comunidad presente
enfermedades de tipo respiratorio debido a la cercanía del municipio con el embalse.
Con base a los datos obtenidos de los muestreos realizados en el embalse y el análisis realizado
en los laboratorios de calidad de agua de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, se
pretende establecer un tratamiento secundario o terciario que sea capaz de disminuir las cargas
contaminantes (reducción de aproximadamente 80 al 90% de las cargas contaminantes y un
porcentaje de cargas patológicas) para así mejorar el bienestar de los habitantes de la cuenca
baja del río Bogotá.
Ya determinado el tipo de tratamiento que tendrán las aguas del Muña, se tendrá una visión
general de cómo el proyecto mejorará la calidad del agua, de tal manera que se reducirán las
altas concentraciones de cargas contaminantes y se contribuiría a mejorar el ambiente (olor-
paisaje- recurso hídrico-hábitat) y gracias a este Sibaté gozará de nuevo de un ambiente limpio
y sano
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
4
1 Objetivos
1.1 Objetivo General:
Evaluar la Calidad del agua del embalse del Muña, desde el punto de vista físico-
químico, de acuerdo con los requerimientos exigidos por las entidades del sector
ambiental y de la salud.
1.2 Objetivos Específicos:
• Realizar un diagnóstico de la situación actual de la calidad hídrica del embalse
del Muña.
• Determinar los parámetros que más se ven afectados en calidad del agua presente
en el embalse, de acuerdo a la normatividad del sector de salud y ambiente.
• Generar alternativas de solución para el tratamiento del agua del embalse del
Muña.
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2 Marco Referencial
2.1 Marco Normativo
Para Colombia el marco normativo en cuanto a regulación del agua potable ha estado presente
desde la Constitución política de 1991, haciendo en sí un deber del estado garantizar que la
población colombiana goce de un ambiente limpio y sano además de satisfacer las necesidades
de saneamiento ambiental y de agua potable3, siguiendo por la diversas leyes, decretos y
resoluciones emitidas por autoridades ambientales y del sector de la salud encargada de regular
la calidad del agua potable.
Así pues, se manifiestan aquellas normas que rigen en la calidad del agua y se deben tener en
cuenta para la realización de este proyecto.
3 Artículo 366 Constitución política de Colombia. 4 Constitución Política de Colombia 1991
NORMA DISPOSICIONES
Constitución Política de
Colombia 1991
Establece las actividades que debe realizar el Estado, y
enfatiza en la satisfacción de necesidad de su población
en temas de acceso al servicio de agua potable y
saneamiento básico.
Art 49 “El Estado debe prestar el servicio público de
saneamiento ambiental”
Art 79 y 80 “Es deber del Estado (...) controlar lo
factores de deterioro ambiental, imponer sanciones y
exigir la reparación de los daños causados”.4
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Decreto - Ley 2811 de
1974
Se dicta el Código Nacional de los Recursos Naturales
y Protección al Ambiente
Decreto 1594 de 1984
Establece los usos que puede tener el agua y las normas
de vertimiento a cuerpos puntuales o sistemas de
acueductos, así mismo las concentraciones máximas
permisibles de contaminantes.
Así mismo, en el artículo 74 parágrafo 1 determina
que las EMAR pueden exigir a los Usuarios, valores
más restrictivos en el vertimiento, cuando se
produzcan concentraciones en el cuerpo de agua
receptor que excedan los criterios de calidad para el
uso o usos asignados al recurso.
Ley 99 de 1993
Creación del ministerio de
ambiente y el Sina.
Por medio de la cual se ordena al sector público de la
gestión y conservación del ambiente y los recursos
naturales.
Determina en su artículo 65 numeral 9, que son
funciones del Distrito capital desarrollar programas de
disposición, eliminación y reciclaje de residuos
líquidos. En su artículo 66 determina que los grandes
centros urbanos tienen la responsabilidad de efectuar el
control de los vertimientos.
Ley 142 de 1994
Por la cual se establece el régimen de servicios públicos
domiciliarios y se dictan otras disposiciones referentes al
saneamiento básico
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Resolución 2115 de 2007
Por medio de la cual se señalan características,
instrumentos básicos y frecuencias del sistema de
control y vigilancia para la calidad del agua para
consumo humano
Resolución 506 del 2005
Expedida por la CAR, establece las actividades
referentes a la mejora paisajística y la calidad hídrica
del agua presente en el embalse del Muña, dando plazos
de cumplimiento a las empresas que están generando
energía eléctrica (EMGESA- EEB) a partir del salto
hidráulico proveniente de este embalse. Por otra parte,
propone el constante monitoreo de la calidad del recurso
hídrico apresado en aquel lugar (las concentraciones de
materiales pesados, sólidos suspendidos y sedimentados
presentes en el agua).
Decreto 3930 de 2010
Por medio del cual se establece los usos del recurso
hídrico, el ordenamiento del mismo y los permisos y/o
reglamentaciones para vertimientos a acuíferos y
alcantarillados.
Decreto 1575 de 2007
Se establece el sistema para la protección y control de la
calidad del agua para consumo humano, con el fin de
monitorear, prevenir y controlar los riesgos para la salud
humana causados por su consumo
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Resolución 3956 de
2009
La cual establece la norma técnica para el control y
manejo de los vertimientos realizados al recurso hídrico
en el perímetro urbano en Bogotá D.C, al tiempo que fija
los índices, factores, concentraciones o estándares
máximos para su vertido.
Resolución 3957 de 2009
Por la cual se establece la norma técnica para el control
y manejo de los vertimientos realizados a la red de
alcantarillado público en el distrito capital producto de
actividades industriales o comerciales y las
concentraciones permitidas para su vertimiento.
La Secretaría Distrital de Ambiente tiene la facultad de
expedir o tramitar las normas y reglamentos necesarios
para prevenir, controlar y mitigar los impactos
ambientales y preservar, administrar y conservar el
medio ambiente y los recursos naturales en el Distrito
Capital.
Resolución 0631 de 2015
Establece las concentraciones máximas permisibles de
contaminantes provenientes de los 8 sectores
determinados propiamente por la norma (Agroindustria,
Ganadería, Minería, Hidrocarburos, Elaboración de
productos alimenticios y bebidas, Fabricación y
manufactura de bienes, Actividades asociadas con
servicios y Otras actividades); con el propósito de
minimizar el impacto que el agua sin tratamiento alguno
le está ocasionando al ambiente, además de mejorar la
calidad del está en los diferentes tramos de los cuerpos
de agua donde los vertimientos son puntuales.
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Decreto Distrital 109 de
2009
El artículo 4, determina que corresponde a la
Secretaría Distrital de Ambiente orientar y
liderar la formulación de políticas ambientales y
de aprovechamiento sostenible de los recursos
ambientales y del suelo.
El artículo 5 establece las funciones de la Secretaría
Distrital de Ambiente donde está el ejercer el
control y vigilancia del cumplimiento de las normas
de protección ambiental y manejo de recursos
naturales, emprender las acciones de policía que
sean pertinentes al efecto, y en particular adelantar
las investigaciones e imponer las sanciones que
correspondan a quienes infrinjan dichas normas.
En el mismo artículo, se establece como
funciones el realizar el control de vertimientos y
emisiones contaminantes, disposición de
desechos sólidos y desechos o residuos peligrosos
y de residuos tóxicos, dictar las medidas de
corrección o mitigación de daños ambientales y
complementar la acción de la Empresa de
Acueducto y Alcantarillado de Bogotá - EAAB-
para desarrollar proyectos de saneamiento y
descontaminación, en coordinación con la Unidad
Administrativa Especial de Servicios Públicos.
10
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2.2 Marco Histórico
2.2.1 Simbología del agua en las culturas pobladoras del altiplano
Cundiboyacense.
La historia del agua en Colombia comienza con la cultura muisca, esta sociedad desde hace
cientos de años nos ha enseñado por medio de la transmisión de conocimientos la posición del
agua, no como recurso natural o tal vez económico, sino como un Dios. Para los primeros
pobladores de la sabana, del agua dependía éxito de las cosechas y por tanto el bienestar general
de la población, así que era asociado al origen de la vida. La diosa Sia o Sie como se le conocía,
era la encargada de dar vida a la naturaleza, por esta razón los muiscas la adoraban e incluso le
hacían ofrendas con el propósito de recibir salud en abundancia.
Con el paso del tiempo se comienzan a generar nuevas anécdotas, como en el caso de Bachué,
una mujer hermosa que surgió del agua con su hijo, cuyo propósito era el de poblar la tierra,
hasta que con el transcurso de los años se vieron obligados a volver a la laguna donde surgieron;
este cauce posteriormente fue venerado por los pobladores cercanos debido a la fertilidad que
aquella mujer les había heredado a aquellas tierras.
De manera similar comienza la historia de Bochica, este personaje fue el encargado de drenar
las aguas de la sabana de Bogotá por medio del Salto del Tequendama, lo cual produjo
satisfacción a los pobladores de aquel lugar. Y por último la diosa Rana, venerada por los
chibchas, esta cultura notó que cuando estaba o se ausentaba este pequeño animal se podían
deducir los periodos de lluvias o sequía5.
5 El agua en la historia de Bogotá
11
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
De esta forma se logra comprobar que la diosa agua o Sia ha estado presente durante la
transformación cultural que ha tenido el país. Así que solo basta decir una cosa, después del
culto que se le daba al agua, del posterior choque de culturas derivado de la conquista ¿Por qué
se le considera ahora como basurero? ¿O simplemente porque no se tiene la misma importancia?
2.2.2 El agua en el mundo.
Los primeros asentamientos humanos han establecido una ley general que ha permanecido
durante cientos de años “El agua es la base fundamental para el desarrollo integral de cualquier
ser vivo”6.
Por esta razón, a lo largo de la historia, las primeras comunidades se situaron cerca de los ríos o
arroyos con el propósito de obtener agua pura para satisfacer sus necesidades. Este líquido vital
ha sido uno de los mayormente explotados en todo el mundo, pues, aunque la tierra contiene
grandes cantidades de agua, se estima que aproximadamente solo el 3% del recurso es potable,
es decir, cumple con los criterios de calidad que establecen las normas en el sector de la salud.
Así pues, tras el uso o aprovechamiento del agua se generan residuos, que de acuerdo a su lugar
de origen tendrán una composición diferente, bien sea con residuos orgánicos, inorgánicos, con
dilución de metales, entre otros; se estima que del 100% de agua aprovechada cerca 85% de esta
regresa como agua residual. Por esta razón es indispensable proponer el tratamiento adecuado
para reducir o mitigar los impactos que genera este tipo de agua al ecosistema.
De esta manera surge el Saneamiento Básico, encargado de brindar soluciones integrales a las
problemáticas generadas tanto por residuos líquidos como por residuos sólidos producidos en
las labores diarias de una población. Tras la implementación de sistemas de alcantarillado
(compuestos por tuberías, colectores, PTAR´S etc.), se ha logrado reducir a un pequeño
porcentaje el vertimiento puntual a lagunas o arroyos; pero el problema ha hecho partícipes a
los principales afluentes del país, pues estos se han convertido en las “alcantarillas de las
6Autor
12
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
ciudades” generando a su vez el aumento de conflictos debido a problemas sanitarios y al
deterioro de la calidad del recurso hídrico.
Colombia es uno de los países que tiene el privilegio de contar con agua potable en la mayoría
de sus regiones, debido a la presencia de páramos, lagunas y arroyos dotados con gran cantidad
de agua pura, suficiente para suministrar a municipios y ciudades; pero, aun así, la pobreza, la
falta de autoridad, el consumo sin control y los bajos niveles de educación, hacen que
diariamente sea más complicado acceder a este recurso.
Pese a que han transcurrido varios años desde la construcción de los sistemas de alcantarillado
y puesta en marcha de algunas plantas de tratamiento de agua residual en todo el mundo, la
situación persiste. Es claro que en algunos lugares se han hecho varias propuestas para tratar el
agua de ciudades enteras, pero no solo basta una simple tecnología para reducir las cargas
contaminantes, es necesario conocer a fondo el tipo de sociedad, el estrato económico, el nivel
de educación, entre otros para determinar el nivel de compromiso de dicha población.
A pesar de que en Colombia existen varias PTAR, el tratamiento que se ofrece muchas veces
es primario, logrando tan solo “disminuir la cantidad de sólidos suspendidos y reducir un
pequeño porcentaje de materia orgánica”7. Según el informe Conpes 3177 de 2002 se estima
que las aguas residuales de los centros urbanos aproximadamente suman 67 m3/s, de los cuales
Bogotá representa el 15% de producción, seguido por Antioquia (13%), Valle del Cauca (10%)
y otros departamentos que aportan cada uno menos del (5%), este referente hace visible aún más
la problemática, debido a que en algunos municipios existen plantas o sistemas de tratamiento
pero desafortunadamente algunas se encuentran fuera de servicio por falta de mecanismos de
control o simplemente por falta de recursos económicos (ver figura 1)
Es por ello que, en una ciudad tan grande como Bogotá, se hace indispensable especificar un
tratamiento adecuado para los miles de litros de agua residual que se producen a diario en la ciudad.
Por esta razón vale la pena generar un planteamiento sobre cuál será la mejor opción para tratar
adecuadamente el agua del río Bogotá en su cuenca baja (embalse del Muña).
7 Fuente Informe Técnico sobre Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales en Colombia
13
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 1 Municipios con sistemas de Tratamiento de AR en Colombia
2.3 Marco Geográfico
2.3.1 Recorrido del río Bogotá
El Río Bogotá nace en el páramo de Guacheneque aproximadamente a 3.300 msnm, en este
santuario diariamente se desbordan millones gotas de agua; cada una de ellas proveniente de
lugares diferentes, por lo cual trae consigo una historia distinta de cómo fue su viaje hasta aquel
lugar. En este páramo ocurre una de las maravillas que dan lugar a la vida en el planeta; el agua
dulce, como es bien conocida, comienza su recorrido a medida que se van dando el fenómeno
de la precipitación en las zonas montañosas o de páramo, luego de pasar por musgos, líquenes,
encenillos y frailejones, las corrientes de agua son reguladas, aportando bien sea una cantidad
14
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
de agua a pozos subterráneos o simplemente dejándola correr por arroyos, lagunas o ríos.
A medida que el río Bogotá va dejando su lugar de nacimiento y se va adentrando en las zonas
pobladas es aprovechado por 26 acueductos veredales, ya que en este tramo sus aguas son
cristalinas y de excelente calidad, por esta razón los pobladores de las veredas cercanas utilizan
directamente sus aguas para satisfacer sus necesidades básicas; tal es la pureza del recurso en
este sector que tan solo 1 de los 26 acueductos derivados del río Bogotá necesita un proceso
extra de purificación8.
A pocos kilómetros abajo, el río comienza a recibir los primeros desperdicios de una sociedad
que aún no tiene conciencia sobre el daño que le produce a la naturaleza. Se estima que existen
por lo menos 150 curtiembres no legalizadas en los municipios de Chocontá y Villa Pinzón, los
cuales aportan diariamente grandes cantidades de materiales suspendidos y metales pesados que
poco a poco van robando el oxígeno y reduciendo la resiliencia del Río.
Aguas abajo, el río recupera un poco sus características, pues se empieza a mezclar con algunos
de sus tributarios, como los embalses del Sisga, Neusa y Tominé, además de contar con la
presencia de plantas de tratamiento de agua residual como las existentes en Chocontá y en
Sesquilé9, uniendo los aportes de los embalses y las PTAR´S tenemos una reducción de cargas
contaminantes presentes en el cuerpo de agua. Aunque este líquido ya no es totalmente puro,
una parte del recurso es aprovechado en la planta de tratamiento de agua potable Tibitoc y es
distribuido a un porcentaje de viviendas en la zona norte de Bogotá y la otra parte restante,
conocida como caudal ecológico sigue su transcurso por su lenta agonía hasta su muerte.
Desde la salida de Villa Pinzón pasando por Chocontá, Gachancipá, Tocancipá (ubicación de
Tibitoc) hasta Chía, se pueden utilizar las aguas para regadío de plantas, obviamente no con las
mismas características del nacimiento, pues, aunque ha sido poco el recorrido ya existe
vertimientos de tipo doméstico, industrial y agrícola.
Pasando por Chía hasta Bogotá se presentan en mayor cantidad los vertimientos puntuales al
8 Fuente Río Bogotá, una muerte en picada
9 Fuente Adecuación Hidráulica y Recuperación del Río Bogotá
15
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
cuerpo de agua; con la cantidad de habitantes de capital y sumando a aquellos que residen en la
cuenca media tenemos una suma suficiente de residuos, bastantes para dejar a este río sin ninguna
esperanza de vida, es más sin la posibilidad de auto-recuperarse en el camino, pues como
su velocidad es tan baja, las posibilidades de recuperar oxígeno en este tramo son mínimas.
En Bogotá el río es abordado por tres grandes tributarios: el río Salitre (drenando la zona norte
de la ciudad y mezclándose en la calle 80 con el río Bogotá), el río Fucha (drenando la zona
centro de la ciudad y mezclándose en la calle 13 con el río Bogotá) y el río Tunjuelo (drenando
la zona sur de la ciudad y mezclándose en Soacha con el río Bogotá), además de la unión con el
agua del canal de Torca, varios humedales presentes en el distrito capital y los lixiviados
procedentes del relleno sanitario Doña Juana.
Cada uno de estos tributarios aportan diariamente toneladas de materiales suspendidos,
sedimentados, basuras, coliformes fecales (E. Coli), metales pesados, etc. Por esta razón se
considera que los que más aportan a la contaminación del cuerpo de agua son los pobladores de
la cuenca media, pues su acelerado crecimiento ha hecho que los sistemas de saneamiento se
queden cortos a la hora de realizar sus trabajos, así pues, lo único que ha “reducido” la
contaminación ha sido la PTAR del Salitre, pero esta solo trata un porcentaje muy bajo del agua
residual (tan solo 4m3/s de 20 m3/s).
En cierto sentido el Río Bogotá en su paso por la capital es considerado como una de las más
grandes alcantarillas a cielo abierto existentes en Colombia. Pese a que han sido cambiadas todas
sus propiedades tras el recorrido aproximadamente de 260 km, aun este líquido posee un alto
valor, ya que al estar cerca al municipio de Sibaté, la mayoría del caudal del río Bogotá es
bombeado al embalse del Muña, esto con el fin de más adelante generar por lo menos el 75% de
energía que utiliza la capital, en trabajo conjunto con otras 7 estaciones de energía ubicada en la
cuenca baja.
Pasando por el Salto del Tequendama, sus aguas logran oxigenarse un poco, adicionalmente
algunos ríos logran diluir un pequeño porcentaje de contaminantes, pero este objetivo no logra
perdurar por mucho tiempo. En la confluencia con río Apulo, de nuevo el oxígeno disuelto del
agua del Rio Bogotá se reduce y se aumenta la cantidad de sólidos presentes.
16
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
En el municipio de Girardot es donde luego de un trayecto de aproximadamente 380 km se vierten
las aguas del río Bogotá al río Magdalena, heredando las problemáticas a los pobladores de las
veredas y municipios cercanos, lo que trae consigo múltiples enfermedades respiratorias e
intestinales y el deterioro del paisaje.
Así es como aquello que parece un momento tan claro y lleno de vida se puede transformar en
algo que acarrea muerte y enfermedad. A pesar de que han sido varios los intentos promovidos
por autoridades ambientales y políticas para rescatar esta vena vital de Colombia, aún hace falta
muchísimo tiempo para lograr transformar de fondo a una comunidad desenfocada en la
verdadera problemática el desinterés de un pueblo por sus recursos naturales.
2.3.2 El Muña
El embalse del Muña se encuentra localizado en el sector norte de la cuenca baja del río Bogotá.
Posee una red hidrográfica conformada principalmente por las quebradas Aguas Claras, Chóqua,
Grande, Honda y Hato Viejo. La subcuenca del Muña oscila entre los 3200 msnm hasta los 2500
msnm, presentando relieves montañosos oscilando entre ondulados, quebrados y escarpados.
La construcción del embalse del Muña se dio hacia el año de 1931 con el objetivo de almacenar
y regular los caudales provienes de los ríos Aguas Claras y Muña. Su localización se dio en la
zona norte del municipio (ver figura 2) para no alterar en gran cantidad a la población residente
en el municipio, no obstante, este proyecto tenía un ideal de trasfondo, como el almacenamiento
de agua en el “Alicachín” era insuficiente para generar la energía necesaria para abastecer a toda
una región, era imprescindible empezar a contar con un plan B.
Durante la construcción del embalse y puesta en marcha de la estación de bombeo, este espacio
fue arrendado para uso recreacional; entre las actividades que se ofrecían y se practicaban en
aquel lugar se destacaban la navegación y el deporte acuático. Con la llegada del Club Náutico
del Muña, la economía de Sibaté principalmente se basó en el turismo y la recreación de todo
un país.
17
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
En 1967 la empresa de energía de Bogotá (EEB) comienza a bombear las aguas del rio Bogotá
al embalse del Muña, alterando poco a poco las características físicas y químicas de aquel cuerpo
de agua10.Pero es hasta los años setenta cuando el grado de contaminación desprendido por el
rio Bogotá logró alterar al embalse, generando que las atracciones turísticas se dejaran de lado,
pues el riesgo de contagio de enfermedades epidérmicas o intestinales era y sigue siendo alto.
Al bombear agua del río Bogotá al Muña se obtiene un caudal mayor, lo que hace que la
producción de energía aumente y por ende se garantice la satisfacción de las necesidades de los
consumidores.
Así pues, durante los siguientes años se empezaron a realizar diversos comités encargados de
solucionar este problema desde la perspectiva socio-ambiental. Aunque han sido bastantes las
propuestas de mejoramiento y las leyes emitidas por las autoridades ambientales (como la res.
506 de 2005), aún hace falta que el culpable del deterioro de este embalse empiece poco a poco
a mejorar su calidad hídrica, pues de nada serviría restablecer las características propias del
Muña sin que anteriormente no se haya por lo menos minimizado las cargas contaminantes
procedentes de las cuencas alta y media del río Bogotá
Dicho embalse ocupa aproximadamente 715,46 ha, espacio suficiente para almacenar el agua
que se utilizará para la generación de energía eléctrica en las centrales Paraíso y Guaca ubicadas
en el municipio de Sibaté.
2.3.3 Factores Climáticos
Las condiciones climáticas propias de cada municipio o ciudad son determinantes en cuanto al
tipo de tecnología a aplicar y el periodo de retención hídrica, se deben tener presentes estos
valores para que el tratamiento a desarrollar ofrezca valores óptimos de remoción con gastos
mínimos.
10 El caso del embalse del Muña: inversión pestilente en manos de ENDESA
18
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Los factores como precipitación, evaporación, temperatura, humedad, velocidad del viento,
radiación y brillo solar influyen directamente en la contaminación de todo el municipio, estos
factores pueden trasladar las partículas contaminantes, aumentar la productividad de oxigeno
o diluir las cargas contaminantes como lo es en el caso del recurso hídrico.
Sibaté, según su orografía se encuentra ubica en una zona de baja montaña, por lo cual su
temperatura se encuentra entre los 12° a los 15°C ; en el año se presenta gran cantidad de lluvia
independientemente si se encuentra en periodos secos o húmedos, este municipio presenta un
régimen bimodal, donde los periodos de lluvia se presentan en los meses de abril (98 mm de
lluvia) y octubre (102 mm lluvia), mientras los periodos más secos se presentan en enero (24
mm de lluvia) y julio (42 mm de lluvia). La velocidad promedio del viento es de 1,8 m/s,
destacándose como los más altos en los meses de junio, julio y agosto con 1.9, 2.1 y 1.9 m/s
respectivamente.
11
Ilustración 2 Ubicación del embalse del Muña en el municipio de Sibaté
11 Tomado de http:// www.sibate-cundinamarca.gov.co/MiMunicipio/Paginas/Galeria-de-Mapas.aspx
19
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2.4 Marco Teórico
Para el presente estudio de caso se tendrán en cuenta algunos conceptos básicos, que servían como
base de estructuración del presente documento y a su vez determinará cada uno de los procesos a
tener en cuenta, sus resultados y posterior análisis de los mismos.
2.4.1 Técnicas de muestreo
El objetivo del muestreo es obtener una parte representativa de un cuerpo de agua (muestra) en
una botella o un frasco hermético, por medio del cual se puedan detallar algunas de las
características propias de aquel recurso con la simple observación (físicas) y determinar sus
propiedades específicas (físicas, químicas, microbiológicas) con el uso de instrumentos en
laboratorios especializados. Un buen muestreo determina el grado de exactitud y confiabilidad de
los resultados en los análisis fisicoquímicos o biológicos de la muestra12, para ello es necesario
proponer adecuadamente cuál será el tipo y los puntos de muestreo del lugar.
Existen dos tipos de muestreo:
o Manual: el muestreo manual se realiza cuando se tienen sitios de fácil acceso o
aquellos que por medio de ciertas adaptaciones puedan facilitar la toma de muestras. La
ventaja radica en que el encargado del muestreo puede observar los cambios en las
características físicas del agua.
o Automático: el muestreo automático es aconsejable cuando los sitios son de difícil
acceso y se tiene la facilidad de contar con un muestreador automático, La ventaja es que
las muestras serán más precisas pero su montaje y calibración son complejas13
12 Análisis y Estándares de Calidad de Agua, Técnicas de Muestreo 13 Técnicas de muestreo UNAD
20
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2.4.2 ¿Qué es un parámetro de calidad de agua?
El termino de calidad es amplio, ya que es un término relativo para los diferentes usos, este solo
tendrá la verdadera relevancia cuando se trate de agua potable. La calidad del agua es una
condición específica que permite que este líquido se pueda emplear en usos específicos; para ello
se encuentran los denominados indicadores de calidad, que se encargan de especificar el grado
de afinidad que posee una muestra de agua con los valores de calidad emitidos por la
normatividad específica de cada país.
Los parámetros de calidad representan las condiciones que posee un cuerpo de agua, para
este estudio se tienen en cuenta los siguientes parámetros:
2.4.2.1 Parámetros Físicos.
• Color
Cuando un cuerpo de agua presenta cierta coloración puede ser causada bien sea por
sustancias en solución (color verdadero) o suspensión (color aparente), por lo general, en
las fuentes de agua natural, el color se presenta por material vegetal en estado de
descomposición y la presencia de ciertos metales.
En sí, el color es la capacidad que tiene el agua para absorber cierta radiación, el
principal problema de este parámetro es la reducción de la transparencia del agua, este
factor hace que se genere el “efecto de barrera”, el cual reduce la cantidad de radiación
que traspasa el agua, haciendo que se disminuyan los procesos fotosintéticos acuáticos.
Su unidad de medida es U.P.C (unidades de cloroplatinato de cobalto) o Hazen Color.
• Conductividad.
Es una expresión numérica dada a la capacidad que tiene una muestra de agua para
conducir o transmitir calor, electricidad o sonido, esta capacidad depende de presencia de
21
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
iones metálicos, cantidad y la temperatura de la muestra. Las unidades de medida son
micro siemens/centímetro (µs/cm) y se obtiene mediante el uso de electrodo.
• Olor-Sabor.
Estos parámetros son determinados por medio de las propiedades organolépticas del
encargado de realizar el análisis, estos datos son determinaciones subjetivas ya que no
existen instrumentos ni unidades de medida.
El agua adquiere sabor a partir de la descomposición de material orgánico y la presencia
de algunos compuestos, así mismo la degradación de dicho material le confiere olores
ofensivos.
• Potencial de Hidrógeno (pH)
El Potencial de Hidrógeno o pH mide el carácter alcalino, ácido o neutro de un sistema
acuoso, es decir mide la “actividad” del ion Hidrógeno en una muestra determinada, la
escala de dicho parámetro está relacionada con una fórmula ya establecida que define
los rangos de concentración entre ácido (1-6), neutro (6.1-7.9) y base (8-14).
El pH está directamente relacionado con la vida acuática, este factor es el encargado de
regular los procesos biológicos de un cuerpo de agua, como los son la fotosíntesis, la
disponibilidad de nutrientes para seres acuáticos y el movimiento de metales pesados
que impiden el crecimiento de bacterias.
• Turbiedad.
Es la reducción de la transparencia del agua, ocasionada por la presencia de material
particulado sedimentable, suspendido y disuelto; dicho material interfiere en la absorción
de luz y crea “barreras” complejas, debido a que cualquier material puede alterar la calidad
del agua y a su vez la actividad fotosintética de las plantas acuáticas.
Unidad de medida es UNT o NTU unidades nefelométrícas de turbiedad.
• Solidos Totales.
Es un índice de la cantidad de sustancias presentes en el agua, bien sea sólidos
sedimentables, suspendidos y disueltos presentes en dicha muestra, este parámetro
22
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
3
proporciona información específica acerca de la calidad del agua; cuando se reduce este
patrón a su vez se disminuye las unidades de color y turbiedad del cuerpo de agua.
o Solidos Sedimentables: Son aquellos que después de un tiempo de espera
tienden a sedimentarse, es decir, a caer al fondo del recipiente, lago, laguna
etc.
o Solidos Suspendidos: Corresponde a la cantidad de material que es retenido en
una membrana luego de haber realizado una filtración al vacío, este factor es
determinante en la calidad del agua, puesto que la alta presencia de solidos
suspendido aumenta la turbiedad y por consiguiente se reduce el paso de luz al
cuerpo de agua (reducción actividad fotosintética)
2.4.2.2 Parámetros Químicos.
• Alcalinidad – Acidez.
Alcalinidad es la capacidad que tiene el agua para neutralizar los ácidos presentes en el
agua, por lo general se encuentran los carbonatos (HCO- 3) bicarbonatos, y algunas sales
débilmente ácidas ((Bicarbonato de Sodio (NaHCO3)) (Bicarbonato de Potasio
(KHCO3)).
Por otra parte, la acidez es la capacidad del agua para neutralizar bases o su capacidad
para reaccionar con iones hidroxilo
• Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5).
Esta prueba es una estimación de la cantidad de materia orgánica biodegradable que
contiene una muestra, la medición se hace de acuerdo a un supuesto “la cantidad de materia
orgánica contenida en la muestra es directamente proporcional a la cantidad de oxígeno
23
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
que requiere una población bacteriana para digerirla”14. Esta prueba puede predecir la
capacidad de un cuerpo de agua para asimilar descargas.
• Demanda Química de Oxígeno (DQO).
Es la cantidad de oxígeno que consumen los diversos microorganismos en el agua para
degradar la materia orgánica presente en una muestra de agua, es similar a la DBO5,
pero se diferencia que en esta prueba se utilizan soluciones ácidas para oxidar
completamente la carga orgánica presente en la muestra de agua.
• Dureza.
Está determinada por el contenido de iones de Calcio, Magnesio, estroncio y Bario en
forma de carbonatos o bicarbonatos. Se divide en tres tipos:
o Dureza Cálcica: mide la concentración de iones de calcio en una muestra
o Dureza Magnésica: mide la concentración de iones de Magnesio en una muestra
o Dureza Total: mide la concentración de todos los iones metálicos que se
encuentren en la muestra
• Oxígeno Disuelto (O.D).
Es la cantidad de oxígeno presente en un cuerpo o muestra de agua, este pequeño detalle
es el que da las condiciones para la existencia de vida acuática. Este factor indica el grado
de biodegradación de materia orgánica y aconseja sobre el estado del agua; por ejemplo,
cuando existen valores altos de oxígeno disuelto, se logra establecer que existe poca o nula
presencia de material particulado y por supuesto cuando los valores de oxígeno son bajos
se determina la presencia de material contaminante.
14 Guía de prácticas laboratorio de calidad de agua. Ing. Vilma Hernández
24
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Cloruros (Cl -).
Es el contenido de las sales disueltas en el agua, estás en forma de CaCl2, FeCl2, FeCl3,
MgCl2, KCl, etc., el alto contenido de dichas sales proporciona el "sabor salado" al agua.
Este factor interfiere en el crecimiento y desarrollo vegetal en los cuerpos de agua y
puede corroer u oxidar las tuberías por donde pasa el líquido.
• Hierro (Fe).
El hierro es uno de los compuestos más abundantes en el planeta, aunque en los cuerpos
de agua suelen encontrarse en bajas cantidades, por lo general el contenido de este
elemento es fácilmente reconocible debido a su color rojizo en el agua, olor y sabor
particular. El hierro en estado puro se corroe por la acción del aire, razón por la cual es
más fácil encontrar hierro soluble, este metal prolifera por la baja concentración de
oxígeno disuelto en el cuerpo de agua.
Cuando se tiene hierro, las tuberías o sistemas de recolección y transporte se “tapan” poco
a poco y hacen que este metal se obstruya con el paso del líquido, lo que incurre a mayores
gastos de energía (bombeo) o incurre a que el mantenimiento sea más frecuente.
• Sulfatos (SO4-).
Los sulfatos son componentes utilizados en cualquier actividad, desde la apareciendo de
manera natural en aguas subterráneas debido a la disolución de materiales sulfatados
presentes en los suelos y rocas; por otra parte, esta concentración aumenta por la
producción y uso de materiales como: fertilizantes, pesticidas, colorantes, jabón, papel,
vidrio, fármacos, etc.
El consumo de agua con altas concentraciones de sulfatos (> 600 ppm) produce un efecto
laxante y deshidrata a la persona que lo ingiere dicho líquido.
NUTRIENTES
25
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
La actividad y el crecimiento de microorganismo se encentran controlados por la
concentración de nutrientes en el agua, es por ello que la biomasa algal se encuentra
determinada por la siguiente ecuación:
la relación existente en los microorganismos es que por cada 106 de carbono, más 16
de nitrógeno, más 1 de fosforo (gr, kg, l, etc.) se logra obtener un organismo
• Fosfatos (PO4 -).
Los compuestos de fosfato suelen encontrarse en las aguas residuales provenientes de
fertilizantes, excretas humanas y animales y detergentes o productos de limpieza. Las
altas cargas de fosforo en el agua puede dar lugar a la eutrofización del cuerpo de agua,
se estima que tan solo 1 gr de Fosfato puede provocar el crecimiento de 100g de algas.
• Nitratos (NO3 -).
El Nitrógeno es un elemento fundamental para la formación de los aminoácidos que
conforman las proteínas elementales para los procesos biológicos de los seres vivos. En
el ciclo del nitrógeno se tienen 4 formas básicas:
Nitrógeno orgánico – Nitrógeno Amoniacal – Nitrito – Nitrato
En el agua residual, el nitrógeno se transforma por una serie de procesos, empezando por
Nitrógeno Orgánico a amoniacal mediante la descomposición por bacterias, continuamente el
Nitrógeno Amoniacal se oxida y se convierte en Nitritos y por último este se oxida a Nitratos,
este último es un agente oxidante y reductor, razón por la cual se encuentra en cuerpos de agua
con bajas concentraciones de oxígeno disuelto
𝑶𝒓𝒈𝒂𝒏𝒊𝒔𝒎𝒐 = 𝟏𝟎𝟔 𝑪 + 𝟏𝟔 𝑵 + 𝟏 𝑷
26
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2.5 ¿Qué es tratamiento de agua residual?
El tratamiento de cualquier tipo de agua consta en un conjunto de operaciones físicas, biológicas
y químicas que buscan eliminar la mayor cantidad posible de contaminantes antes de su vertido,
de forma que los niveles de contaminación que queden en los efluentes tratados cumplan los
límites legales existentes y puedan ser asimilados de forma natural por los cauces receptores15
Los procesos de tratamiento poseen niveles de complejidad, los que dependen de los
objetivos que se deseen cumplir, y para ello se debe por lo menos tener en cuenta las
siguientes características.
▪ Parámetros. DBO5, DQO sólidos totales, pH, nutrientes etc.
▪ Calidad del efluente
▪ Costo y disponibilidad de terreno
▪ Tecnologías disponibles
Independiente del tipo de tratamiento que se le dé al agua, se diferencian los siguientes niveles
ver figura 3)16
Ilustración 3 Niveles de Tratamiento de Agua Residual
15 Manual de Depuración de aguas Residuales Urbanas
16 Manual de Tecnologías Sostenibles en Tratamiento de Aguas
27
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
El tratamiento de agua residual se divide en:
2.5.1 Proceso de Tratamiento
Dentro de cada etapa de tratamiento se dan los siguientes procesos:
• Físicos: en estos se aprovecha la naturaleza de los materiales para retirar los
mismos (solidos gruesos, sedimentables, suspendidos y grasas)
• Químicos: se dosifican reactivos químicos para eliminar o remover material
suspendido o sedimentable y reducir el material contaminante que queda tras haber
realizado el proceso físico, por lo general se produce FLOC que luego se remueven
manual o mecánicamente.
• Biológicos: en este proceso se utilizan organismos para degradar la carga contaminante
orgánica, dichos procesos se dan de acuerdo a la disponibilidad de oxigeno (anaerobio
– aerobio)
2.5.2 Niveles de Tratamiento
Para la eliminación de carga contaminante se diferencian varios niveles de tratamiento,
dentro de los cuales se diferencian los siguientes:
• Preliminar
En esta etapa se remueven cierta cantidad de sólidos en las aguas residuales, mediante
procesos físicos de sedimentación en espacios determinados para dichas operaciones. Se
estima que se remueve aproximadamente 100% de carga contaminante gruesa, flotante y
sedimentable.
28
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Dichos niveles de reducción se consiguen tras el uso de rejillas, tamices y
desarenadores (se puede dar en este procedimiento se puede atrapar los aceites y
grasas)
• Primario
Consiste en remover aproximadamente entre el 40 y el 60% de la carga contaminante
disuelta en el agua residual mediante condiciones físicas, estas remociones se realizan
mediante la sedimentación de cargas contaminantes debido a procesos físicos (acción de la
gravedad) o procesos químicos (adición de sustancias para generar coagular y/o flocular la
materia)
• Secundario
Consiste en remover el 85 y 95% de la carga contaminante remanente del tratamiento
primario, esta remoción se da mediante condiciones biológicas. Dicho proceso se utiliza
para convertir la materia orgánica coloidal y disuelta mediante el uso de microorganismos
en floc biológico sedimentable y solidos inorgánicos de fácil remoción (degradación y
decantación de materia)
• Terciario
Se encarga de remover el 99,99% de la carga contaminante remanente del tratamiento
secundario y eliminar en un 99,99% la cantidad de patógenos, en este proceso se pueden
dar condiciones físicas, químicas y/o biológicas encargadas de la desinfección del agua
completa del agua residual.
2.6 Reacciones Bioquímicas.
2.6.1 Lagunas Anaerobias.
o Hidrólisis: en la primera etapa se realiza la conversión de compuestos orgánicos
insolubles en compuestos sencillos solubles (polímeros en monómeros)
29
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
o Acidogénesis: Los monómeros producidos en la etapa anterior son degradados por
bacterias generadoras de ácidos, provocando la aparición de ácidos Propiónicos
(CH3H6O2) y Butíricos (C4H8O2)
o Acetogénesis: algunas bacterias son las encargadas de metabolizar los ácidos
Propiónico y Butírico en ácido Acético (C2H4O2)
o Metanogénesis: producción de metano por parte de bacterias, debido a la
degradación de ácido Acético, agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2)
2.6.2 Lagunas Facultativas
En estas lagunas, se presenta una buena relación en cuanto a oxigenación y oxidación de
materia orgánica; las bacterias son las encargadas de degradar la materia en dióxido de
carbono (CO2), amonio (NH4+) y fosfatos (PO4
3-); en esta laguna la existencia de Nitratos
y Fosfatos determinaran el grado de crecimiento y desarrollo de algas y dependiendo de
la disponibilidad de dichos nutrientes se podrá ocasionar bien sea sobre-oxigenación u
oxigenación de algunas zonas de la laguna.
2.6.3 Lagunas de Maduración.
Estas lagunas presentan una condición especial, debido a su poca profundidad, se
garantiza que la columna de agua este siempre aireada, ya sea por fotosíntesis o por
re-aireación superficial. Además, la producción de CO2 es mínima, ya que la actividad
del fitoplancton se genera descenso de pH y por ende la reducción de CO2.
2.7 Líneas de Tratamiento
2.7.1 Línea de Aguas
Esta línea está comprendida por los tratamientos que se realizan en las aguas según
la tecnología utilizada (ya antes descritos), en esta línea se tiene
30
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
o Pretratamiento
o Tratamiento Primario
o Tratamiento Secundario
o Tratamiento Terciario o de Avanzada
2.7.2 Línea de Lodos
El tratamiento de aguas residuales conduce a la producción de lodos, este elemento surge
como un subproducto del paso del agua por las diferentes líneas de tratamiento de la
misma.
Este subproducto al igual que el agua se debe disponer de la mejor manera para reducir
la cantidad de impactos que puede llegar a producir
o Espesamiento: En este proceso se decantan o sedimentan los sólidos presentes en
el agua. La aparición de este subproducto se debe a los tratamientos que recibe el
agua, el aumento considerable de estos elementos conllevan a la reducción en la
eficacia del tratamiento, por esta razón se deben retirar y tratar
o Estabilización: Su objetivo es reducir la cantidad de material biodegradable
presente en el lodo, este proceso se puede dar mediante procesos químicos
(adición de sustancias para elevar pH) o biológicos (condiciones aerobias o
anaerobias por microorganismos).
o Acondicionamiento: Su objetivo es mejorar las características propias del lodo para
facilitar el proceso de deshidratación del mismo, en este paso se adicionan sustancias
químicas para generar flóculos y reducir la cantidad de agua presente
o Deshidratación: En este proceso se elimina la mayor cantidad de agua para obtener
solidos de fácil manejo, para ello se procede a hacer secados mecánicos, térmicos o por
lechos de secado
31
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
2.7.3 Línea de Gases
El proceso de descomposición de materia orgánica mediante procesos biológicos
genera cierta cantidad de gases como lo son CH4 y CO2 entre otros, las altas
producciones de este gas en las plantas de tratamiento pueden ocasionar contaminación
del aire, por ello se debe dar un uso adecuado, destacando la recolección y posterior
uso (generación energía eléctrica, biogás o quema del mismo cunado la producción es
despreciable)
3 Metodología
3.1 Gestión y Planificación Del Recurso Hídrico
La gestión del recurso hídrico tiene como base establecer una serie de protocolos, a través de los
cuales se obtendrán los resultados deseados, esto a fin de poder interpretar y a su vez presentar
propuestas de mejoramiento o solución para el estudio de caso. Para el estudio se tendrán en
cuenta la siguiente metodología:
3.1.1 Necesidad de información
Como ya se ha tratado anteriormente, el proyecto busca caracterizar el agua presente en
el embalse del Muña, según algunos parámetros físico-químicos de calidad de agua (ver
tabla 3, Parámetros analizados en la Universidad Distrital), en primera instancia se
consultó a manera informativa algunos conceptos básicos de calidad del agua presente en
el Muña en la oficina de Medio Ambiente y la Secretaria de Salud de Sibaté, dichas
32
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
dependencias no brindaron la suficiente información sobre la consulta realizada, pues ese
tema no correspondía propiamente a la alcaldía sino a entidades ajenas.
Por esta razón, la base de consulta fue el Laboratorio de Calidad de Agua de la CAR
Cundinamarca, quien se encarga de realizar muestreos y caracterizar el agua del embalse
anualmente, con base a dichos informes, se puede hacer la caracterización histórica “2009
- 2017” de la calidad del agua y así tomar decisiones adecuadas y con bases lógicas para
el estudio de caso.
3.1.2 Programa de monitoreo y Delimitación del área.
En este paso se propone realizar muestreos puntuales en el sector Torre Granada, ya que
es el efluente del embalse y por ende recibe la totalidad de las concentraciones de las
cargas contaminantes presentes en este lugar.
Para el caso del proyecto “Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su
posible tratamiento” el tipo de muestra utilizada es la puntual, ya que por diversos
aspectos (social, salud y seguridad) la toma de muestra resulta ser complicada, pues al ser
propiedad privada es complejo el ingreso de personal ajeno a la entrada la zona de estudio.
En la figura 4 se encuentra el área delimitada según los diferentes tramos del embalse,
mientras que en la figura 5 se establece el punto de muestreo según las condiciones de
acceso al embalse.
33
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 4 Punto de muestreo
Ilustración 5 Efluente Torre Granda
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
34
3 Tabulación de los datos obtenidos por la CAR.
Según la resolución 506 de 2005, emitida por la CAR, se establece que la Empresa de
Acueducto, Alcantarillado de Bogotá (EAAB E.S.P), la Empresa de Energía de Bogotá
(EEB E.S. P) y la Empresa Generadora de Energía Eléctrica (EMGESA S.A E.S. P) deben
realizar muestreos y presentar informes a la Corporación de los resultados obtenidos en
cuanto calidad del ambiente.
En este caso se presentan los informes brindados por el Laboratorio de la Corporación
Autónoma Regional de Cundinamarca CAR (ver tabla 2) acerca de la calidad del
agua del embalse del Muña según los puntos de muestreo estratégicos ya delimitados,
dichos informes se encuentran desde el año 2009 hasta el año 2016.
Tabla 1 Tabulación de los datos suministrados por la CAR desde 2009 hasta 2016
Para este proyecto solo se tabulan aquellos parámetros que pueden ser determinados
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
35
en los laboratorios de la Universidad Distrital; los datos representados en la tabla 2,
son aquellos que se han obtenido en el efluente Torre Granada.
Para algunos de los parámetros que se realizaron en este estudio, no se tienen
valores en las tablas emitidas por la Corporación, por esta razón la figura antes
expuesta contiene los parámetros que según resolución 0631 de 2015 son los
más importantes para este cuerpo de agua.
4 Toma de muestras y mediciones en el laboratorio.
4.1 Parámetros
El conocimiento de las características de las aguas residuales tiene importancia en la
proyección, construcción y funcionamiento de los sistemas de alcantarillado, tratamiento
y evacuación de las A.R, al igual que para la gestión misma de la calidad ambiental.17
Por esta razón es necesario determinar el grado de contaminación presente un cuerpo de agua,
aquí entran en juego los diversos parámetros de calidad del agua, quienes son los encargados
de brindar al analista datos específicos que demuestran la afectación que algún elemento o
componente le causa al recurso.
Para el análisis de la calidad de agua se tienen tres tipos de parámetros:
● Físicos: Sabor, Olor, Color, Turbidez, Sólidos en suspensión, Conductividad…
● Químicos: PH, Oxígeno disuelto, Cloruros Sulfatos, Nitratos, Fosfatos,
Hierro, Manganeso, Metales Pesados, DBO5, DQO…
17 Principales parámetros para medir las características de las aguas residuales
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
36
● Biológicos: Bacterias (coliformes fecales, E. Coli), virus, etc.
Los parámetros que se tendrán en cuenta para la elaboración de este proyecto serán los
expuestos en la tabla 3.
Tabla 2 Parámetros Analizados en la Universidad Distrital
PARAMETROS ANALIZADOS
IN SITU LABORATORIO
Temperatura Ambiente pH
Olor Conductividad
Color
Turbiedad
Solidos totales
Alcalinidad – Acidez
Dureza Total
Oxígeno Disuelto
Demanda Biológica de Oxigeno DBO5
Demanda Química de Oxigeno DQO
Cloruros
Fosfatos
Hierro
Nitratos
Sulfatos
51
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
4.2 Métodos de determinación
Para los diversos parámetros a medir en el laboratorio de calidad de agua, los métodos por
los cuales se determinarán son:
• Color
El método de determinación en este caso es mediante el uso del fotómetro, mediante el
cual se obtienen datos más precisos y sofisticado a la hora del análisis de color. Su
unidad de medida es el UPC: unidad de cloroplatinato de cobalto.
• Conductividad
Las unidades de medida son micro-Siemens/centímetro (µs/cm) y se obtiene por el uso
de electrodo.
• Olor
El olor es una característica propia de cada sustancia, para la determinación de este
factor se utilizan las propiedades organolépticas del individuo que realiza el estudio.
• Potencial de Hidrógeno (pH)
La determinación del pH en los laboratorios, se realiza con base al método 4500-H+
Método Electrométrico, donde se utilizan los pH-metros para obtener datos precisos y
así reducir el rango de variación a diferencia del papel indicador.
52
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Turbiedad
Se determina mediante el uso del Turbidímetro, el valor es obtenido por la
comparación entre una muestra patrón y la muestra específica. Unidad de medida es
UNT o NTU unidades nefelométrícas de turbiedad.
• Sólidos Totales
Su determinación será por el método gravimétrico, donde se debe evaporar una muestra
de agua en la plancha de evaporación y luego llevar dicha capsula a la estufa (103º C)
por 1 hora.
• Solidos Sedimentables
Este parámetro se determina mediante la utilización del cono de imhoff, dejando que
las solidos que se encuentran en la muestra de agua se sedimenten tras haber pasado
una hora en dicho cono
• Solidos Suspendidos
La determinación de los sólidos suspendidos se realiza mediante la filtración de una
muestra de agua en una membrana, dicha membrana se lleva a la estufa (103º C) por 1
hora
𝒑𝒑𝒎 𝑺𝑻 =𝑷𝟐 − 𝑷𝟏
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂∗ 𝟏𝟎𝟔
𝒑𝒑𝒎 𝑺. 𝑺𝒆𝒅 =𝒎𝒍 𝒓𝒆𝒔𝒊𝒅𝒖𝒐
𝒍 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
53
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Acidez
Para la determinación se utiliza como titulante Hidróxido de Sodio (NaOH) e indicador
3 gotas de Fenolftaleína
• Alcalinidad a la fenolftaleína
Para su determinación se utiliza como titulante Ácido Sulfúrico (H2SO4) e indicador 3
gotas de Fenolftaleína
• Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5)
Este proceso se hace mediante la incubación de una muestra de agua por 5 días a 20°C
en la incubadora, pasados los 5 días se realiza la siguiente operación:
𝒑𝒑𝒎 𝑺𝑺𝑻 =𝑷𝒃 − 𝑷𝒂
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂∗ 𝟏𝟎𝟔
𝒑𝒑𝒎 𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 = 𝒎𝒍 𝑵𝒂𝑶𝑯 ∗ 𝑵 ∗ 𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
𝒑𝒑𝒎 𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 = 𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 ∗ 𝑵 ∗ 𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
𝑫𝑩𝑶𝟓 = 𝑶𝑫𝒊 − 𝑶𝒅𝒇
𝑂𝐷𝑖 = 𝑂𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ; 𝑂𝐷𝑓 = 𝑂𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙
54
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Demanda Química de Oxígeno DQO
Para la determinación de la DQO se utiliza un oxidante fuerte ayudar a la degradación
de la materia orgánica, en este caso se utiliza como titulante el FAS (Sulfato de
Amonio Ferroso Estándar) de aproximadamente 0.05 N y la cantidad suficiente de
Ferroína.
• Dureza Total
Para su determinación se utiliza como titulante el ácido etilen-diamino-tetra-acético
(EDTA), ajuste de pH con Buffer pH 10 e indicador 1 gr de Negro de eriocromo T
• Dureza Cálcica
Para su determinación se utiliza como titulante el ácido etilen-diamino-tetra-acético
(EDTA), ajuste de pH NaOH e indicador Murexida.
𝑫𝑸𝑶 𝒑𝒑𝒎 = 𝑩 − 𝑴 ∗ 𝑵 ∗ 𝟖𝟎𝟎𝟎
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
𝐵 = 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝐴𝑆 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜
𝑀 = 𝑚𝑙 𝐹𝐴𝑆 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝒑𝒑𝒎 𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 = 𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝑬𝑫𝑻𝑨 ∗ 𝑵 ∗ 𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
𝒑𝒑𝒎 𝑴𝒈𝟏𝟐 = (𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 − 𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 𝑪á𝒍𝒄𝒊𝒄𝒂) ∗ 𝟎. 𝟐𝟒𝟑𝟐
55
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Dureza Magnésica
Se realiza la resta entre dureza total y dureza cálcica
• Oxígeno Disuelto
Su determinación será mediante la utilización de la sonda de muestreo digital por cable,
cuyos datos son precisos y confiables. Su unidad de medida son los mg/L o ppm (partes
por millón)
• Cloruros
Para su determinación se utiliza como titulante Nitrato de Plata (AgNO3), e
indicador Cromato de Potasio (K2CrO4)
• Hierro
Para la determinación de Hierro se toma 5 ml de muestra, se agregan 3 gotas de
Fe An, posteriormente de agita vigorosamente y se toma los datos en el obtenido
a través del espectrofotocolorímetro.
𝒑𝒑𝒎 𝑴𝒈𝟏𝟐 = (𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 − 𝑫𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂 𝑪á𝒍𝒄𝒊𝒄𝒂) ∗ 𝟎. 𝟐𝟒𝟑𝟐
𝒑𝒑𝒎 𝑪𝒍 = 𝑩 − 𝑴 ∗ 𝑵 ∗ 𝟑𝟓𝟒𝟓𝟒
𝒎𝒍 𝒅𝒆 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂
𝐵 = 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝐴𝑆 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜
𝑀 = 𝑚𝑙 𝐹𝐴𝑆 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
56
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Sulfatos
Para la prueba se toma 5ml de muestra, se le agrega una micro cucharada de reactivo
SO4- 1K, posteriormente se agita la solución hasta disolver completamente el reactivo
y tomar el resultado en el espectrofotocolorímetro
• Fosfatos
Para la determinación de fosfatos, en una muestra de 5 ml de muestra, se añaden 5 gotas
de reactivo PO4-1 y 1 micro cucharada de PO4-2. Luego agitar hasta que el reactivo se
haya disuelto y luego medir en el espectrofotocolorímetro.
• Nitratos
Para esta prueba se toma 5ml de muestra, se agrega una micro cucharada de reactivo
NO3- 1K y agitar vigorosamente durante 1 minuto, posteriormente esta solución se
agrega a un vial o tubo de ensayo que contiene ácido sulfúrico. Esta solución debe
dejarse enfriar por lo menos por 10 minutos y posteriormente se debe tomar los datos en
el espectrofotocolorímetro
57
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
5 Análisis de Resultados
Para el año 2017, los resultados obtenidos en los laboratorios de Calidad de Agua en
la Universidad Francisco José de Caldas fueron los siguientes:
Tabla 3 Tabulación de los datos obtenidos
Parámetro Unidad Método PromedioLimites
Permisibles
Temperatura
de la Muestra°C Electrométrico 15,6 15,9 15,75 N.A
pH Unidad Electrométrico 7,11 7,08 7,1 6,0 - 9,0
Color Hz Espectrofotocolorimétrico 836 836 836 75
Conductividad µS/cm Electrométrico 571 578 574,5 1000
Oxigeno Disuelto ppm Electrométrico 1,2 1,26 1,23
Turbiedad NTU Nefelométrico 36,37 36,37 36,37 2
Olor Organoléptico Ofensivo Ofensivo Ofensivo
Solidos Totales
disueltosppm Gravimétrico 826 826 826
Solidos
Sedimentablesppm Gravimétrico 15 15 15 5
Solidos Suspendidos ppm Gravimétrico 264 264 264 90
Acidez mg/L CaCo3 Volumétrico 66 66 66
Alcalinidad mg/L CaCo3 Volumétrico 224 224 224 200
Dureza Total ppm CaCo3 Volumétrico 850 850 850 300
Dureza Cálcica ppm CaCo3 Volumétrico 185 185 185
Dureza Magnésica ppm CaCo3 Volumétrico 665 665 665
Cloruros ppm Cl Volumétrico 56,73 56,73 56,73 250
Fosfatos ppm Espectrofotocolorimétrico <0,05 <0,05 <0,05 0,5
Hierro ppm Espectrofotocolorimétrico 1,62 1,62 1,62 10
Nitratos mg/l Espectrofotocolorimétrico 2,4 2,4 2,4 10
Sulfatos SO4 Espectrofotocolorimétrico 51 51 51 400
DBO5 mg/L O2 Incubación 5 días 90
DQO mg/L O2 Reflujo Cerrado 266,67 266,67 266,67 180
Parámetros
Efluente
Torre Granada
130,56
58
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Temperatura
Para el caso de la temperatura en la muestra se establece que no varía ampliamente en
cuanto a la temperatura ambiente del medio (15°C), en este caso se dice que las
condiciones de reacción química dentro del agua se dan de manera lenta.
Cuando la temperatura del agua y del medio en que se encuentran son elevadas, la
degradación de las cargas contaminantes es mucho más rápida, pero se tienen
concentraciones de oxígeno disuelto en concentraciones bajas. Para el caso del embalse,
el tiempo de retención deberá será bastante largo, para que de esta manera se puedan
descomponer mayor cantidad de materia orgánica, los tiempos se establecerán de acuerdo
al grado de tratamiento y la tecnología utilizada para tratar el agua.
• Olor
El olor del agua es una fuente de información de la cantidad de tiempo que ha estado
represado dicho líquido, el agua residual “fresca” tienen olor poco desagradable, pero a
medida que se van descomponiendo las cargas contaminantes, se van desprendiendo
gases como nitrógeno (N2), Oxigeno (O2), Dióxido de Carbono (CO2), Sulfuro de
Hidrogeno (S2H), Amoniaco (NH3) y Metano (CH4).
El olor procedente del embalse del Muña es ofensivo debido a las altas cargas orgánicas,
la descomposición de las mismas y el desprendimiento de gases generado en dicho proceso.
Límite
Máximo
Permisible
Según:
Resolución
3957/09
Resolución
0631/15
Decreto
1594/84
Resolución
2115/07
59
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• pH
En este caso el pH no es un indicador que influya ampliamente en las características
propias del agua, con un valor de 7.1, este parámetro permite la presencia de
microrganismos y/o micro invertebrados capaces de tratar el agua.
El rango de valores del pH no alcanza valores límite, (6,0 – 9,0), es más, oscila entre
rangos neutros de pH, aumentando la productividad del tratamiento.
Ilustración 6 Potencial de Hidrogeno (pH)
• Alcalinidad – Acidez
El resultado del pH refleja la relación existente entre acidez y alcalinidad, para la muestra
de agua este valor es neutro, lo cual que quiere decir que los iones hidrogeno se encentran
en la misma proporción que los iones hidroxilo
60
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 7 Alcalinidad - Acidez
En la muestra de agua el pH, tiende a ser un poco básico, es por ello que se dan los valores
de acidez (66 mg/l CaCO3) y alcalinidad (224 CaCO3), revelando que son óptimas las
condiciones químicas para la existencia de organismos en cuanto al valor del acidez y
alcalinidad del medio acuático.
• Conductividad
Este parámetro mide de manera indirecta la cantidad de iones en la solución. El valor de
la conductividad en agua destilada oscila entre 0,5 a 3 µs/cm; para el caso del agua
contenida en el embalse, el valor de la conductividad es de 574,5 promedio. Este valor
indica el grado de contaminación por presencia de nutrientes y la causa de la
eutrofización en el medio. Los valores mostrados en las tablas superan los límites
máximos permisibles (400 µs/cm), con un promedio de 515,55 µs/cm, mostrando la
sobrecarga de sales.
ALCALINIDAD - ACIDEZ
ALCALINIDAD
ACIDEZ
66
224
El pH reflejado es de la muestra es neutro, debido a que se presenta mayor concentración de ion carbonato en el agua.
Alcalinidad vs Acidez 224 (77,24%) - 66 (22,76%)
60
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 8 Conductividad
• Color
Este parámetro indica el grado de concentración de materia suspendida en una muestra o
en un cuerpo de agua, la materia contenida absorbe gran cantidad de luz emitida por el sol
y no permite el paso de la misma hacia el fondo del cuerpo de agua, reduciendo los procesos
de autodepuración.
Se obtuvo una conclusión acerca de este factor, en cuanto a Color Aparente (836 Hz) y
Color Real (410 Hz), tan solo con un proceso de pretratamiento (separación de sólidos y
filtración) se logran obtener valores considerables en la mejora del agua. De acuerdo con
el decreto 1594 de 1984, el color real (filtración de muestra) no debe exceder 75 HZ,
mientras que el color aparente para la resolución 2115 de 2007 para agua potable indica el
límite máximo permisible es de 15 HZ, lo que indica que los dos valores de color
sobrepasan los valores tanto para agua residual y obviamente para agua potable.
61
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 9 Color (verdadero y aparente)
Cuando se reduce color, este influye en la disminución de turbiedad, sólidos
suspendidos y sedimentados
• Turbiedad
Para el caso del embalse del Muña, la turbiedad obtenida fue de 36.37 NTU, lo que indica
que esta alta en relación con la norma (< 2 NTU). Este parámetro indica el grado de
efectividad que tienen los tratamientos preliminares y primarios, debido a la reducción
considerable de sólidos (suspendidos, sedimentables y disueltos) lo que contribuye al
posterior aumento de los rayos luz que penetran en el cuerpo de agua, lo que aumenta el
grado de oxígeno disuelto y ayuda en la eliminación de patógenos.
LÍMITE MÁXIMO COLORAPARENTE SEGÚN 2115/07
LÍMITE MÁXIMO COLORREAL SEGÚN 1594/84
836
41075 15
COLOR
MUESTRA
MUESTRA
LÍMITE MÁXIMO
LÍMITE MÁXIMO
↓ 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟 =↓ 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑒𝑑𝑎𝑑 = ↓ 𝑠 𝑠𝑢𝑠𝑝 𝑦 𝑠𝑒𝑑.
62
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 10 Turbiedad
• Solidos Totales
Para este caso, al valor de los Solidos Totales presentes en la muestra fue de 826 ppm, lo
que representa un alto contenido de materia en relación con la proporción de muestra
analizada.
La cantidad de solidos presentes en el embalse ha variado constantemente desde el 2009
hasta la actualidad, diciendo que cada vez se encuentra mayor cantidad se solidos
(sedimentados y suspendidos) debido a la disposición inadecuada de residuos en el rio
Bogotá.
El valor de solidos totales presentado en el 2016 es desconocido, ya que en los
informes realizados por la CAR Cundinamarca no se tiene valor alguno.
TURBIEDAD
MUESTRA
36,37 LÍMITE
2
LIMITE MAXIMO TURBIEDAD SEGÚN 2115/07
63
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 11 Solidos Totales
En cuanto a la cantidad de solidos suspendidos (264 ppm) y solidos sedimentables (15
ppm), se puede deducir que la cantidad presente de dicho material es alto en relación con
el límite máximo permisible (70 ppm) y (5 ppm) respectivamente, estos factores indican
la razón de que el embalse del Muña posea cierto olor (gases) y cierta coloración (oscura).
Los sólidos presentes en el cuerpo de agua reducen la cantidad de luz solar que penetra
en el mismo y por consiguiente reduce la presencia de microrganismos aerobios
encargados de oxigenar y desdoblar las cargas orgánicas.
• Dureza
En la muestra de agua analizada, el valor de Dureza Total (mediciones de todos los
iones presentes en la muestra) fue de 850 ppm CaCO3, mientras que el valor de la
Dureza cálcica (concentración de iones de calcio) fue de 185 ppm CaCO3.
La dureza total indica que el agua procedente del Muña es un agua muy dura >300 ppm
CaCO3, donde posiblemente se generen algunos inconvenientes debido a las
↑ 𝑺𝒐𝒍𝒊𝒅𝒐𝒔 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 = ↑ 𝑻𝒖𝒓𝒃𝒊𝒆𝒅𝒂𝒅 = ↑ 𝑪𝒐𝒍𝒐𝒓
64
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
obstrucciones que genera el calcio al pasar por una tubería.
Ilustración 12 Dureza Total
• Oxígeno Disuelto
La variación de O.D desde 2009 hasta 2017 varia gradualmente, obteniéndose picos en
cuanto a máxima concentración de oxígeno en 2012 (2,7 ppm) y 2017 (1,2 ppm);
mientras que los puntos con más baja concentración se presenta en 2009 y 2013 (0,0
ppm), dándose condiciones anóxicas a la salida de embalse. El valor mínimo de
concentración de oxígeno para un cuerpo de agua es de 2 ppm, obteniéndose en la tabla
de datos que tan solo con una excepción (2012), el agua presenta nivel por debajo del
límite mínimo establecido.
65
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 13 Oxígeno Disuelto
Las concentraciones de oxigeno indican la viabilidad de un tratamiento químico, ya que la
cantidad de microorganismos que pueden adaptarse a niveles bajos de oxigeno son muy
pocos.
• DQO
El rango de contaminación del total de cargas contaminantes (orgánicas e inorgánicas)
ha ido variando constantemente, obteniéndose para el año 2017 el valor de 253 ppm, un
valor que sobrepasa el límite máximo permisible (180 ppm) según la resolución 0631
de 2015. Los datos obtenidos desde el 2009 hasta la actualidad han demostrado el alto
contenido de cargas presentes en el agua.
↑ 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 ↓ 𝑂𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜
↓ 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 ↑ 𝑂𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐷𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜
66
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 14 DQO
• Demanda Biológica de Oxigeno (DBO5)
La DBO de un cuerpo de agua permite determinar el grado contaminación del mismo; para
el embalse, el valor obtenido 130,5 ppm sobrepasa el valor máximo permitido que es de
90 ppm según la res. 0631/ 2015.
El valor de 2017 es alto, en relación con los datos obtenidos en los demás años, incluso
según la resolución 0631 excede casi en un 45% el límite máximo permitido, advirtiendo
el grado de contaminación en el que se encuentra el embalse.
Según la normatividad, el grado de contaminación es medio debido a que se presenta
un valor de DBO5 <200 ppm
67
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 15 DBO5
• Cloruros
En aguas residuales domésticas, lo cloruros se deben al uso de sales como NaCl, CaCl2,
KCl, HCl entre otros. El valor obtenido para este parámetro fue de 56,73 pm Cl, indicando
que este tipo de agua se puede usar para riego.
Ilustración 16 Cloruros
CLORUROS
82,8
58,5 48,1
44,4 51,7 56,73
51 31,9
5,2
2009 2011 2013 2015 2017 2019
Valores Laboratorio UD
68
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Hierro
La presencia de hierro en el agua es detectable debido a su coloración rojiza en solución,
en la muestra de agua su presencia es mínima, se presenta con tan solo 1,62 ppm, razón
por la que no logra generar grandes cambios en el cuerpo de agua y además se encuentra
por debajo del límite máximo permisible (10 ppm)
• Sulfatos (SO4-)
En el embalse, la presencia de sulfatos en alta, debido a la presencia de residuos de jabón,
residuos industriales y por escorrentía de fertilizantes. Los valores obtenidos desde 2009
hasta la actualidad muestran valores mínimos (promedio 30,4 mg/l) en relación con el
valor máximo permisible (límite máximo permisible 400 mg/l)
El valor obtenido en 2017 (51 mg/l) indica una concentración alta en relación con los
demás años analizados, pero no es un factor determinante ya que no supera el valor límite.
Ilustración 17 Sulfatos
69
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Fosfatos
El contenido de fosfatos en un cuerpo de agua contribuye al crecimiento excesivo de algas
dentro del mismo, el embalse del Muña presenta bajos niveles de concentración (> 0,05
ppm), por esta razón, en el cuerpo de agua presenta niveles bajos de algas y/o plantas
encargadas de oxigenar el agua
• Nitratos
Para la muestra se tuvo un valor de 2,4 mg/l; diciéndose que el fosforo será el factor
limitante para el crecimiento y desarrollo de algas encargadas de oxigenar el agua. La
cantidad de Nitrato presente en el agua no variaba considerablemente desde el 2009
hasta 2014, pero tras el año 2015 las variaciones han sido cada vez mayores pudiéndose
generar desordenes en el crecimiento y desarrollo de especies acuáticas
Ilustración 18 Nitratos
.
NITRATOS
1,8 1,6
0,7 0,6 0,4 0,5
0,3 0,3 0,3
2009 2011 2013 2015 2017 2019
Valores Laboratorio UD
70
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
La relación existente entre PO4- y NO3
- (<0,05/ 2,4) determina la posible existencia
de algas verdes
18
Ilustración 19 Relación Fosfatos-Nitratos en la aparición de algas
18 Tomado de control de algas a través del control del nitrato y el fosfato. Editado por autor
71
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
6 Propuesta de tratamiento para el embalse del Muña
Para la selección del tratamiento de algún tipo de agua, se debe tener en cuenta el tipo de proceso que debe
tener el mismo. Por ello se han tenido en cuenta dos tipos de propuesta, que se encargarán de establecer la
mejor opción para determinar el o los procesos que deberán tenerse en cuenta a hora de formulación y
diseño de una PTAR.
6.1 Propuesta de proceso a ser considerado para tratar el agua
De acuerdo con los valores obtenidos en los parámetros de DBO5 y DQO de la calidad del agua,
en el efluente del embalse Torre Granada, se puede proponer el tratamiento según:
• Degremont
𝐷𝑄𝑂
𝐷𝐵𝑂5= > 3 ⇒ 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝐹𝑖𝑠𝑖𝑐𝑜 + 𝑄𝑢í𝑚𝑖𝑐𝑜 + 𝐵𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜
𝐷𝑄𝑂
𝐷𝐵𝑂5= < 3 ⇒ 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝐹í𝑠𝑖𝑐𝑜 + 𝐵𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜
80
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
• Guía ARD Ministerio de Ambiente
Para este caso se tienen los siguientes valores:
Tabla 4 Propuesta de tratamiento año por año
De acuerdo con los datos analizados históricamente desde el 2009, el proceso adecuado que
deben tener las aguas que llegan al embalse será Químico, en el cual principalmente se
adicionan sustancias encargadas de coagular la materia para así retirar más fácilmente las
cargas contaminantes.
Las estadísticas del año 2017 en cuanto al tipo de tratamiento a utilizan es:
𝐷𝐵𝑂5
𝐷𝑄𝑂= > 0.5 ⇒ 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝐵𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜
• Degremont 266,67
130,56= 2, 04 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐹𝑖𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑦 𝐵𝑖𝑜𝑙𝑜𝑔𝑖𝑐𝑜
• Min Ambiente 130,56
266,67= 0,49 𝑇𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑞𝑢𝑖𝑚𝑖𝑐𝑜
80
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Básicamente los datos analizados desde el año 2009 hasta el 2017 concuerdan con que el
proceso debe ser físico, químico y biológico; la unión estos tres componentes garantiza que el
efluente reduzca por lo menos 80% la carga contaminante que presenta
6.2 Lagunas para Tratamiento de Agua Residual
¿Que son las lagunas?
Son estanques artificiales, que tienen como propósito simular los procesos de autodepuración
que se dan en forma natural en ríos y lagunas. Su principal objetivo es hacer que la cantidad
de agua represada en estos espacios cumplan con una serie de parámetros prestablecidos (por
el diseñador, comunidad afectada o autoridad ambiental) para que no generen posibles riesgos
en la salud de los habitantes que residen cerca de la tecnología o que se puedan prevenir las
problemáticas ambientales que se generan seguido de la construcción y puesta en marcha de
la laguna.
El nivel tratamiento de esta tecnología es secundario con opciones de ampliación a terciario,
dependiendo del espacio, fases del tratamiento y cantidad de lagunas. Esta tecnología
implementa características aerobias y anaerobias en su proceso de tratamiento, logrando
mejor porcentaje de eficiencia.
Este tratamiento se realiza mediante lagunas individuales, cada una de ellas se encarga de
remover una cantidad significante de carga contaminante, la suma de estas hace que la
tecnología brinde niveles adecuados de remoción; los trenes de tratamiento, como son
conocidos representan los niveles de remoción y el nivel de tratamiento que representa
74
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 20 Tren de tratamiento en Lagunaje
El embalse por ser una estructura artificial puede modificarse, obviamente con los
debidos permisos y autorizaciones por parte de la CAR, EMGESA y demás Autoridades
Competentes en el tema.
Para ello se tiene planteado realizar una serie de lagunas de oxidación capaces de remover
un porcentaje significativo de material contaminante, para así mejorar la calidad de agua
que sale hacia la cuenca naja del río Bogotá y se mezcla posteriormente con río
Magdalena.
Los procesos de retención y separación de solidos se realizan en estructuras ubicadas al
inicio de la planta, para ello se debe determinar la cantidad de solidos que se desean
remover y los tiempos de limpieza que deberán ser tenidos en cuenta por los operarios,
Dentro del proceso preliminar, se encuentra la remoción de solidos mediante el uso de
rejillas de diferentes grosores y/o anchos de celdas, éstas se encargarán de retener la
mayor cantidad de materia sólida “grande” para evitar alteraciones o reducción de
eficiencia en las lagunas. Por otro lado, se deben ubicar tamices, estas estructuras son
muy similares a las rejillas, prácticamente estas se utilizan filtrar solidos de menor
tamaño; las rejillas se ubican de mayor a menor grado de abertura y por último se colocan
los tamices para reducir en un porcentaje alto la cantidad de sólidos.
Para finalizar con el proceso preliminar se ubica el desarenador, que es el encargado de
sedimentar aquellos solidos pequeños que no se pudieron extraer con las anteriores
75
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
estructuras.
Para temas un poco más específicos acerca de las lagunas de estabilización, se encuentra las
tablas número 8 y 9 que hacen alusión a lo anteriormente comentado.
6.2.1 Tratamiento Físico para el Muña
El tratamiento primario se realizará mediante lagunas anaerobias ya que las condiciones de
oxigeno presente en el agua son muy bajas y frecuentemente varían de acuerdo a la hora toma
de la muestra y el clima presentado en la cuenca.
Las lagunas anaerobias por lo general producen gran cantidad de lodos, debido a decantación
de solidos suspendidos y sedimentables presentes en el cuerpo de agua, es por ello que se debe
realizar por lo menos una laguna anaerobia seguida de una laguna aerobia, para tratar los
subproductos de cada laguna, la combinación de estas lagunas reduce la cantidad de sobre costos
implicados en el tratamiento de subproductos.
La laguna anaerobia tras todo su proceso de funcionamiento genera lodos sobrecargados de
materia orgánica, metales, arcillas, etc., mientras que en las lagunas aerobias se producen gases
derivados de la descomposición de materia orgánica ver figura 21. En unión, estas lagunas
cooperan con el tratamiento tanto de gases como lodos obtenidos en el proceso del tratamiento
del agua residual.
76
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Ilustración 21 Relación en lagunas Anaerobias y Aerobias
6.2.2 Tratamiento Biológico para el Muña
Para el tratamiento biológico del Muña, seguido de las lagunas anaerobias van conectadas una
serie de laguna facultativas, donde por estratificación y según la profundidad de diseño se van
a encontrar una serie de microorganismos capaces de degradar la Materia Orgánica, bien sean
organismos aerobios o anaerobios.
Dentro de estas lagunas se llevan a cabo dos tipos de fotosíntesis:
La ecuación anterior corresponde a la fotosíntesis creada por una planta o alga, donde se
𝒐𝒙𝒊𝒈é𝒏𝒊𝒄𝒂 𝐻2𝑂 + 𝐿𝑢𝑧 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 → 12 𝑂2 + 2𝐻+ + 2𝑒−
77
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
caracteriza por obtener como producto la formación de oxigeno; mientras que la
fotosíntesis anoxigénica, la realizan aquellos organismos anaerobios como lo son las
bacterias
Esta fotosíntesis no genera oxígeno, ya que en esta fase no se realiza intercambio iónico con el
agua, sino en este caso con el sulfuro de hidrogeno; esta respiración en vez generar oxígeno,
genera azufre que es bien puede ser acumulado por la bacteria o puede ser expulsado.
Dentro de las lagunas facultativas, al igual que la respiración celular van a existir dos tipos
de descomposición de materia orgánica
Destacándose en las ecuaciones de degradación la producción de Agua (Tratamiento Aerobio)
y la producción de Metano en (Tratamiento Anaerobio), de igual manera el CO2 producido por
la oxidación de la materia orgánica por bacterias, es convertido en azucares por la acción de
las microalgas.
Tanto las bacterias anaerobias como las algas en la superficie juegan un papel fundamental en
el proceso de oxidación de la materia, las bacterias se encargan de descomponer la carga
orgánica que no se removió en el tratamiento preliminar ni el primario; como bien ya se conoce,
durante la etapa anaerobia se produce ácido sulfhídrico (H2S) que durante su composición va
formando sulfuros insolubles lo cuales se encargan de precipitar aquellos metales pesados que
contiene el agua en ciertos momentos
Mientras que por otra parte las algas o micro algas se encargan de oxigenar la capa de agua,
para que los organismos aerobios complementen la descomposición de materia (ver figura 22),
𝑨𝒏𝒐𝒙𝒊𝒈é𝒏𝒊𝒄𝒂 2𝐻2𝑆 → 𝑆 + 2𝐻+ + 2𝑒−
𝐴𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑜 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑂𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑎 + 𝑀𝑖𝑐𝑟𝑜𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑠𝑚𝑜 → 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂 + 𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎
𝐴𝑛𝑎𝑒𝑟𝑜𝑏𝑖𝑜 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑂𝑟𝑔á𝑛𝑖𝑐𝑎 + 𝑀𝑖𝑐𝑟𝑜𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑠𝑚𝑜 → 𝐶𝑂2 + 𝐶𝐻4 + 𝐵𝑖𝑜𝑚𝑎𝑠𝑎
78
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
hay que tener en cuenta que la sobrepoblación de algas puede generar problemas más graves,
como el aumento de solidos suspendidos, producidos por el sobre crecimiento de algas o tras la
muerte de las mismas, estas algas hacen que la materia orgánica sea arrastrada para pertenecer
a este grupo.19
Ilustración 22 Alianza Bacterias-Algas
.
De igual manera las microalgas pueden ser tratadas de las siguientes maneras:
• Métodos Físicos: Micro tamices – Filtración – Flotación
• Métodos Químicos: Coagulación – Floculación
• Método biológico: Cosecha de biomasa (acuicultura)
El nivel de remoción de DBO que entrega la laguna Facultativa se encuentra en el rango de 80
a 95%, adicionando una pequeña remoción de metales pesados.
19 Manual de depuración de aguas residuales urbanas
BACTERIAS
DESCOMPOSICIÓN
ALGAS O
MICROALGAS
OXIGENACIÓN
79
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
6.2.3 Tratamiento microbiológico (patógenos) para el Muña
Este sería el último proceso por el cual pasaría las aguas del embalse, aquí la remoción de
DBO es alta (80 a 95%), por lo tanto, solo habría que eliminar los patógenos que se
encuentran en el agua. Por ello la laguna de Maduración es la apropiada, pues garantiza la
remoción de virus y bacterias indeseables, que cuenca abajo está causando grandes daños
a los ecosistemas por donde va pasando.
Esta laguna opera de manera sencilla, su poca profundidad hace que los rayos de luz
traspasen fácilmente toda la estructura y así se genere mayor cantidad de oxígeno, lo que
a su vez provoca la remoción de aproximadamente el 99% de los patógenos presentes en
el agua.
Ilustración 23 Remoción de patógenos
Para este caso la temperatura es vital, a temperaturas bajas la remoción no va a ser tan
efectiva como en un lugar con temperatura cálida. La figura 23 especifica que si aumenta
la temperatura a su vez va a aumentar la producción de oxígeno, pH y por ende va a reducir
80
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
la cantidad de patógenos presentes en el agua
La remoción de patógenos en el embalse del Muña dependerá en mayor grado de la temperatura
de Sibaté, donde en promedio la temperatura oscila entre 12 a 15 °C, obteniendo resultados bajos
de remoción de patógenos. Una alternativa para mejorar el efluente tratado, es intervenir en la
laguna mediante bafles (encargados de seccionar la tecnología), quienes se encargan de aumentar
el tiempo de retención hídrica y a su vez mejorar las condiciones de salida del líquido.
6.2.4 Tratamiento Químico para el Muña
Como proceso adicional, se decidió optar por realizar un test de jarras, el motivo fue el de
determinar qué tan viable sería la aplicación de sustancias químicas, estas son capaces de ayudar
a remover en cierta cantidad el material coloidal que aún continua en el agua luego de haber
pasado por los procesos físicos, biológicos y de avanzada. Al adicionar coagulantes al agua, se
formarán flocs (unión de partículas coloidales), quienes se encargan de atraer la mayor cantidad
de coloides presentes en el agua
El floc se constituye a partir de la atracción entre la sustancia coagulante (con carga positiva) y
el material a ser removido que se encuentran en mayores proporciones los sólidos suspendidos
(con carga negativa). La unión de estos dos compuestos genera sustancias más densas que el
agua, razón por la cual se sedimentan tras algunos minutos.
Dentro de los estudios para determinar la cantidad de coagulantes, se encuentra el denominado
test de jarras, que básicamente es una prueba de ensayo y error, mediante el cual se puede
81
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
establecer la cantidad de adecuada de coagulantes y las mejores condiciones (variación de
velocidades). Este método permite ajustar la dosis adecuada de sales, la velocidad a la que se
debe someter el agua y los diferentes tipos de polímeros. Esta prueba, aun realizada en pequeña
escala, permite predecir el funcionamiento de una PTAR
Para el caso de la muestra procedente del embalse del Muña, se toman los siguientes valores (ver
tabla 6) para ello se adicionan:
• Sales de aluminio (Al2O3 o Al2SO4), que son las encargadas de atraer los Sólidos Totales
Disueltos, mejorando las condiciones de color en el agua.
• Sales derivadas del hierro (FeCl2, FeSO4 o Fe2(SO4)3 quienes se encargan de atraer los
Solidos Suspendidos, mejorando las condiciones de turbiedad en el agua.
• Polímeros Orgánicos, quienes serán los encargados de ayudar a la formación de floc.
Para la dosificación de sales y polímero, se planteó agregar la siguiente cantidad:
Tabla 5 Dosificación de coagulantes
DOSIFICACIÓN DE COAGULANTES
JARRA
ml
FeCl3
ml
Al2(SO4)
ml
Polímero
1 12 10 5
2 10 8 4
3 8 10 4
4 10 10 2
82
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Para empezar con la prueba, se toman aproximadamente 900 ml de la muestra y se toman
algunos parámetros de calidad (STD, pH, Turbiedad y Color), tras dicho proceso, se colocan
los vasos de precipitado en el equipo y mientras realiza la mezcla rápida se adiciona la cantidad
de coagulantes seleccionadas para que luego el equipo continúe mezclando las soluciones. En
este caso hay que entender que el Test de Jarras simula dos tipos de mezclas a las que puede
ser sometida una cantidad de agua en condiciones naturales para su depuración:
• Mezcla rápida: como su nombre lo indica, consiste en mezclar completamente los
coagulantes vertidos en las muestras, cuya velocidad es de 200 rpm en un lapso de tiempo
no mayor a 5 minutos.
• Mezcla lenta: consiste en terminar de mezclar la muestra de agua con las sales, para
atraer los sólidos suspendidos hacia los flocs generados en la mezcla rápida, la
velocidad de esta simulación es de 40 rpm en un lapso de tiempo entre 10 a 15 minutos
Luego de aproximadamente 20 minutos entre las dos mezclas (rápida – lenta), la muestra de
agua debe sedimentar la cantidad de flóculos o granos obtenidos tras este proceso, para
posteriormente poder remover los subproductos obtenidos (mediante filtración) y así corroborar
la mejora que ha tenido el agua en cuanto a calidad y estética.
En las simulaciones realizadas en cuanto a la dosificación de coagulantes según la tabla
6 (Dosificación de Coagulantes) se obtuvieron los siguientes datos ver tabla 7 (Porcentaje
de Remoción según la adición de Coagulantes).
90
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
Las muestras obtenidas de tras la sedimentación del floc son las esperadas, ya que reduce en
gran cantidad la coloración del agua (entre gris a verde a una coloración transparente) y los
parámetros analizados.
Tabla 6 Porcentaje de Remoción según la adición de Coagulantes
TEST DE JARRAS
PARAMETRO
UNIDAD DE
MEDIDA
DATO DE LA
MUESTRA
JARRA
1 2 3 4
pH upH 7,25 4,62 4,69 4,6 4,65
Turbiedad
Aparente
NTU
75,49
24,03
9,99
12,36
12,28
Color ppm 187 50 28 28 25
STD ppm 252 400,5 384 408 393
% REMOCIÓN 0,682 0,868 0,836 0,837
Por lo menos en aspectos organolépticos el agua tratada químicamente posee buenas
características tanto de olor como color.
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
84
Ilustración 24 Test de jarras
Para el caso de estudio, la mejor dosificación de coagulantes se obtuvo en la jarra número 2, con
un porcentaje de remoción del 86,8% de eficiencia.
Ilustración 25 Mejor remoción de cargas
DOSIFICACION (ml) JARRA 2 (ml)
FeCl3 10 pH 4,69
Al2(SO4) 8 Turbiedad 7,68
Polímero 4 Color 28
STD 384
% Remoción 0,868
Proceso de Coagulación Proceso de Sedimentación del floc
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
85
Ilustración 26 Vaso de precipitado con la dosificación de la jarra número 2
Con estos datos de remoción de material particulado, se da por cumplido el propósito
del tratamiento primario (remoción de solidos).
Esta prueba permitió conocer que el tratamiento biológico no es capaz de reducir en su totalidad
las cargas contaminantes presentes en el cuerpo de agua, sino que es necesario el tratamiento
químico, como bien se planteó con las propuestas de Degremont y el Ministerio de Ambiente.
La remoción completa del material particulado (99,9%) presente solo se puede hacer si se
presenta un buen tratamiento químico, dentro de este se encuentra una correcta dosificación de
coagulantes y los datos precisos de las velocidades con las que se puede operar en una planta de
gran escala.
La coloración transparente se debe a que, si hay remoción de sólidos, a su vez debe reducirse en
gran parte la turbiedad y el color de la muestra de agua.
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
86
6.2.5 Generalidades en la construcción de lagunas.
Tabla 7 Generalidades de las Lagunas de Estabilización
Profundidad
Área
Requerida
Tiempo de
Retención
Concentración
de O2
Reducción
DBO5
Laguna Anaerobia 2,0 - 5,0 0,1 - 1 Ha 1 - 5 días < 0,16 ppm 50- 70%*
Laguna Facultativa 3,0 - 4,6 ** 1 - 4 Ha 6- 20 días De acuerdo a la
profundidad
80 - 95%*
Laguna de Maduración 0,9 - 1,5 1 - 4 Ha 4 - 12 días En todo
momento 80 - 95%*
* dependiendo del tiempo de retención se tendrá menor o mayor reducción
** RAS 2000 en clima Templado y Frio
De acuerdo con el RAS 2000, en el titulo e, sección 2, página 49, los porcentajes de
remoción que presenta la tecnología de Lagunaje son los siguientes:
↓ 𝑺𝒐𝒍𝒊𝒅𝒐𝒔 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆𝒔 = ↓ 𝑻𝒖𝒓𝒃𝒊𝒆𝒅𝒂𝒅 = ↓ 𝑪𝒐𝒍𝒐𝒓
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
87
Tabla 8 Porcentajes de eficiencia en las diferentes lagunas
UNIDAD DE
TRATAMIENTO
EFICIENCIA EN LA REMOCION DE PARAMETROS
(PORCENTAJES)
DBO SS P PATÓGENOS
Lag. Anaerobia 50 - 70 20 - 60 ---- 90 -99.9
Lag. Aireada 80 - 95 85 - 95 ---- 90 -99.9
Lag. Facultativa 80 - 90 63 - 75 30 90 -99.9
Lag. De Maduración 60 - 80 85 - 95 ---- 90 -99.9
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
88
Conclusiones
• Los datos obtenidos en los parámetros fueron altos en relación con los promedios que
se manejan desde el 2009 hasta el 2016 (tabulación de datos según datos de la CAR),
indicando el aumento progresivo de cargas contaminantes que no se descomponen
fácilmente luego de haber estado retenido en el cuerpo de agua por varios días.
• El agua que sale del efluente podría causar afectaciones a la comunidad residente aguas
abajo, ya que, si no es tratada adecuadamente, esta podría generar graves enfermedades
a la comunidad si la llegasen a beber por alguna condición, es por ello que las lagunas
podrían mejorar la calidad de agua, otorgando calores aceptables para una algunos
usos.
• El proceso de lagunaje abarca grandes espacios para la construcción de las mismas,
es por ello que la estructura del embalse del Muña permite realizar la modelación y
posible puesta en marcha de lagunas de oxidación
• La caracterización de los parámetros de DBO5 - DQO permiten modelar los tratamientos
a los que deben ser sometidas las aguas de un lugar específico, a fin de mejorar su
calidad y el ecosistema por donde transcurre. La propuesta de Degremont y el Min
Ambiente, brinda una solución integral para el tratamiento del cuerpo de agua
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
89
Recomendaciones
• El proceso de lagunaje planteado para el embalse del Muña solo será viable si se
suspende temporalmente el bombeo de agua proveniente del rio Bogotá, lo que a su
vez generaría un periodo de déficit de energía, con lo cual posiblemente se tendrían
que de nuevo activar aquellas termoeléctricas que han estados sin funcionamiento por
un buen tiempo. La suspensión es temporal, el periodo de tiempo de reactivación de las
mismas dependerá de la eficiencia con la que los encargados limpien y modifiquen las
estructuras básicas
• Tras haber fraccionado en el embalse en varias lagunas de oxidación, la mejor
alternativa de uso de los ríos pertenecientes al Sibaté será utilización del agua de los
mismos como barreras aisladoras, las cuales rodearan al embalse cumpliendo dos
funciones:
1. Mejorar las condiciones paisajísticas del embalse
2. Servirán para diluir en cierto porcentaje el líquido previamente tratado
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
90
WEBGRAFIA
● Adecuación hidráulica y recuperación del rio Bogotá, Corporación Autónoma Regional de
Cundinamarca, recuperado de
https://www.car.gov.co/recursos_user/Proyectos%20Especiales/RIO%20BOGOTA/Eval
uacion%20Ambiental%20Volumen%20I.pdf
● Alianza por el agua, Manual de depuración de aguas residuales urbanas, recuperado de
http://alianzaporelagua.org/documentos/MONOGRAFICO3.pdf
● Control de algas a través del control de nitrato y fosfato, recuperado de
http://aquanovel.com/web_antigua/algas_nitrato.html
● Documento orientador jardín botánico de Bogotá, recuperado de http://jbb-
repositorio.metabiblioteca.org/bitstream/001/1132/2/Documento%20Orientador,%20Construcci%C
3%B3n%20del%20Territorio%20a%20Trav%C3%A9s%20del%20Agua.pdf
● El problema del rio Bogotá, Fundación Al Verde Vivo, recuperado de
http://alverdevivo.org/SitioAntiguo/Documentos/EL%20PROBLEMA%20DEL%20RIO%
20BOGOTA.pdf
● Hernández. V. Unidad II: Análisis y calidad de agua. Técnicas de muestreo,
● Informe de avance de actividades embalse del Muña- resolución car 506 y 1189,
acueducto.com, recuperado de
http://eacennt09.acueducto.com.co:8085/?sGet&Dl9XTH1WXw15A3J7P318HktcTHlUc
HUFXQAICB8CbgEADwQNLgAMDxsHbAACegEMS1NWVV96Sw1ULEBVS0BvXV
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
91
1ARl9ecAQEWQUfXkZfSl5RIFEJPWNregoBawEIfxEGKEBdXm0wOTgvMy8wME00
NAw%3D
● Informe Técnico sobre Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales, Super Intendencia
de Servicio Públicos, recuperado de
http://www.superservicios.gov.co/content/download/4989/47298
● Llistar David, El caso del embalse del Muña: inversión pestilente en manos de ENDESA,
recuperado de https://totumasymaracas.files.wordpress.com/2010/01/embalse-del-
muna_2005_david-y-tatiana.pdf
● Morató, J. (Ed). Manual de tecnologías sostenibles en tratamiento de aguas, recuperado
de http://www.unescosost.org/wp-content/uploads/2014/04/Manual-de-Tecnologias-
Sostenibles-en-Tratamiento-de-Aguas.pdf
● Pinzón, Javier, Fundación Azul – Verde – Azul, Rio Bogotá una muerte en picada,
recuperado de
https://www.crq.gov.co/Documentos/CONCURSO%20NACIONAL%20DE%20PERIO
DISMO%20AMBIENTAL/Rio_Bogota.pdf
● Plan maestro de acueducto y alcantarillado de Bogotá, Instituto de desarrollos Urbanos,
recuperado de
http://www.institutodeestudiosurbanos.info/dmdocuments/cendocieu/coleccion_digital/Al
cantarillado/DTS_Acueducto_Alcantarillado-Acueducto-EAAB-2006.pdf
● Saneamiento para vertimientos SAVER, portal Min Vivienda, recuperado de
http://www.minvivienda.gov.co/Paginas/Viceministerios/Viceministerio_Agua/Saneamient
o-para-Vertimientos---SAVER.aspx
● Técnicas de muestreo UNAD, universidad Nacional Abierta y a Distancia, recuperado
de
Análisis de la calidad del agua del embalse del Muña para su posible tratamiento.
92
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358002/Abastecimiento_Contenido_en_linea/le
ccion_27_tcnicas_de_muestreo.html
● Uribe, E, Principales parámetros para medir las características de las aguas residuales
