Aprovechamiento del agua lluvia en la Pontificia

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

Aprovechamiento del agua lluvia en la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá en función de la variabilidad de la calidad

Trabajo de Grado

Laura Solarte & Leonardo González

03/12/2012

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTÁ D.C.

Aprovechamiento de Agua Lluvia

1

Presentado por:

Leonardo González Espinel

C.C. 1.032.416.856 de Bogotá

Laura Milena Solarte Moncayo

C.C. 1.018.430.877 de Bogotá

Director:

Andrés Torres

I.C., M.S.C., P.H.D.

Evaluador:

Luis Alejandro Camacho

I.C., M.S.C., P.H.D.

Pontificia Universidad Javeriana

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Civil

Bogotá D.C.

Diciembre de 2012


2

Dedicatoria A nuestras familias y amigos, gracias por contar con su compañía

Agradecimiento A todos aquellos que nos brindaron su guía y apoyo, especialmente al ingeniero

Andrés Torres

Tabla de contenido Listado de Figuras .................................................................................................................. 5


3

Listado de Tablas .................................................................................................................... 9

1. Introducción .................................................................................................................. 10

2. Materiales y métodos .................................................................................................... 12

2.1. Campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá ................................ 12

2.1.1. Descripción del Campus Universitario ........................................................... 12

2.1.2. Estaciones Meteorológicas ............................................................................. 13

2.2. Experimentación en el campus .............................................................................. 14

2.2.1. Puntos de Muestreo ........................................................................................ 15

2.2.2. Tipos de superficies ........................................................................................ 17

2.2.3. Metodología para la toma de muestras ........................................................... 20

2.3. Pruebas de laboratorio ........................................................................................... 20

2.3.1. Ensayos realizados .......................................................................................... 20

2.3.2. Ensayos realizados puntos 4 y 5 ..................................................................... 20

2.3.3. Normas de los ensayos realizados en los laboratorios .................................... 21

2.3.4. Normas de calidad del agua para los diferentes usos ..................................... 28

2.4. Herramientas computacionales .............................................................................. 32

2.4.1. Diagrama de cajas (BOX PLOT).................................................................... 32

2.4.2. Prueba T-Test ................................................................................................. 33

2.4.3. Análisis de componentes principales (PCA) .................................................. 34

2.4.4. ANOVA .......................................................................................................... 34

3. Análisis y Resultados ................................................................................................... 36

3.1. Comparación de resultados con las normas seleccionadas y posibles usos ........... 36

3.1.1. Constituyentes inorgánicos ............................................................................. 36

3.1.2. Físicos y organolépticos ................................................................................. 39

3.1.3. Metales ........................................................................................................... 42

3.1.4. Constituyentes orgánicos ................................................................................ 46

3.1.5. Síntesis de la comparación de los resultados con las normas seleccionadas y

posibles usos del agua lluvia ........................................................................................ 47

3.2. Comparación por t-test ........................................................................................... 52

3.3. Caracterización de la variabilidad de las concentraciones observadas en función de

la ubicación dentro del campus, tipo de superficie, tipo de evento lluvioso .................... 56


4

3.3.1. Componentes orgánicos .................................................................................. 56



3.3.4. Metales ........................................................................................................... 62

3.3.5. Síntesis de resultados de PCA ........................................................................ 64

3.4. Análisis de varianza de los resultados de calidad de aguas lluvias ....................... 66

3.4.1. Componentes orgánicos .................................................................................. 66



3.4.4. Metales ........................................................................................................... 71

3.4.5. Síntesis de resultados del análisis de varianza................................................ 75

3.5. Síntesis de Resultados final ................................................................................... 78

4. Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................... 80

5. Referencias ................................................................................................................... 82

6. Anexos .......................................................................................................................... 87


5

Listado de Figuras Figura 1. Vista del Campus de Universidad Javeriana……………………………………...9

Figura 2. Ubicación Geográfica de las Estaciones Pluviométricas………………………...10

Figura 3. Puntos de Muestreo………………………………………………………………14

Figura 4. Diagrama de cajas………………………………………………………………..27

Figura 5. Diagrama de cajas del Fósforo…………………………………….…………….29

Figura 6. Diagrama de cajas del Nitrógeno…………………………………….…………..29

Figura 7.Diagrama de cajas de Sulfatos…………………………………….……………...30

Figura 8. Diagrama de cajas de Cloruros…………………………………………………..30

Figura 9. Diagrama de cajas del pH………………………………………………………..30

Figura 10. Diagrama de cajas del Oxígeno Disuelto ………………………………………31

Figura 11.Diagrama de cajas del NTK……………………………………………………..31

Figura 12. Diagrama de cajas de la Temperatura…………………………………………..32

Figura 13. Diagrama de cajas de la Alcalinidad…………………………………………...33

Figura 14. Diagrama de cajas de la conductividad………………………………………...33

Figura 15. Diagrama de cajas de STD……………………………………………………..33

Figura 16. Diagrama de cajas de la Dureza Total………………………………………….33

Figura 17. Diagrama de cajas de la Acidez………………………………………………...34

Figura 18. Diagrama de cajas de SST……………………………………………………...34

Figura 19. Diagrama de cajas de ST……………………………………………………….34

Figura 20. Diagrama de cajas del Color……………………………………………………35

Figura 21. Diagrama de cajas de la Turbidez...……………………...……………………..35

Figura 22. Diagrama de cajas del Cloro……………………………………………………36

Figura 23. Diagrama de cajas de la plata…………………………………………………..36

Figura 24. Diagrama de cajas del Potasio………………………………………………….36

Figura 25. Diagrama de cajas del Sodio……………………………………………………36

Figura 26. Diagrama de cajas del Zinc……………………………………………………..37

Figura 27. Diagrama de cajas del Hierro…………………………………………………..37

Figura 28. Diagrama de cajas del Plomo…………………………………………………..37

Figura 29. Diagrama de cajas del Manganeso……………………………………………..38

Figura 30. Diagrama de cajas del Mercurio………………………………………………..38


6

Figura 31. Diagrama de cajas del Níquel…………………………………………………..39

Figura 32. Diagrama de cajas del Cadmio…………………………………………………39

Figura 33. Diagrama de cajas del Magnesio ………………………………………………39

Figura 34. Diagrama de cajas del DBO5…………………………………………………..40

Figura 35. Diagrama de cajas del DQO……………………………………………………40

Figura 36. Correlación componentes orgánicos……………………………………………51

Figura 37. Componentes principales parámetros orgánicos……………………………….51

Figura 38. Componente uno de parámetros orgánicos……………………………………..51

Figura 39. Componente dos de parámetros orgánicos……………………………………..51

Figura 40. Separación por lugar parámetros orgánicos…………………………………….52

Figura 41. Separación evento parámetros orgánicos……………………………………….52

Figura 42. Separación por Superficie de parámetros orgánicos…………………………....52

Figura 43. Correlación componentes inorgánicos………………………………………….53

Figura 44. Componentes principales parámetros inorgánicos……………………………..53

Figura 45. Componente uno parámetros inorgánicos……………………………………...53

Figura 46. Componente dos parámetros inorgánicos………………………………………53

Figura 49. Separación por Superficie de parámetros inorgánicos………………………….54

Figura 50. Correlación componentes físicos……………………………………………….55

Figura 51. Componentes principales parámetros físicos…………………………………...55

Figura 52. Componente dos parámetros físicos……………………………………………55

Figura 53. Componente uno parámetros físicos……………………………………………55

Figura 54. Separación por lugar de parámetros físicos…………………………………….56

Figura 55. Separación por evento de parámetros físicos…………………………………...56

Figura 56. Separación por Superficie de parámetros físicos……………………………….56

Figura 57. Correlación de los metales……………………………………………………...57

Figura 58. Componentes principales de los metales……………………………………….57

Figura 59. Componente dos de los metales………………………………………………...57

Figura 60. Componente uno los metales…………………………………………………...57

Figura 61. Separación por lugar de los metales……………………………………………58

Figura 62. Separación por evento de los metales…………………………………………..58

Figura 63. Separación por Superficie de los metales………………………………………58


7

Figura 64. Análisis de varianza de la DBO5……………………………………………….60

Figura 65. Análisis de varianza de la DQO………………………………………………...60

Figura 66. Análisis de varianza del Nitrógeno……………………………………………..61

Figura 67. Análisis de varianza del Fósforo………………………………………………..62

Figura 68. Análisis de varianza de los Sulfatos……………………………………………62

Figura 69. Análisis de varianza del NTK…………………………………………………..62

Figura 70. Análisis de varianza del pH…………………………………………………….62

Figura 71. Análisis de varianza de Cloruros……………………………………………….62

Figura 72. Análisis de varianza del Oxígeno Disuelto……………………………………..62

Figura 73. Análisis de varianza de la Conductividad………………………………………63

Figura 74. Análisis de varianza de la Alcalinidad………………………………………….63

Figura 75. Análisis de varianza de la Turbidez…………………………………………….64

Figura 76. Análisis de varianza de la Dureza Total………………………………………..64

Figura 77. Análisis de varianza del Color………………………………………………….64

Figura 78. Análisis de varianza de Sólidos Totales………………………………………..64

Figura 79. Análisis de varianza de Sólidos Suspendidos Totales………………………….65

Figura 80. Análisis de varianza de la Acidez………………………………………………65

Figura 81. Análisis de varianza de la Temperatura………………………………………...65

Figura 82. Análisis de varianza del Hierro…………………………………………………66

Figura 83. Análisis de varianza del Mercurio……………………………………………...66

Figura 84. Análisis de varianza del Manganeso……………………………………………66

Figura 85. Análisis de varianza del Magnesio……………………………………………..67

Figura 86. Análisis de varianza del Sodio………………………………………………….67

Figura 87. Análisis de varianza del Potasio………………………………………………..67

Figura 88. Análisis de varianza del Plomo…………………………………………………67

Figura 89. Análisis de varianza del Zinc…………………………………………………...68

Figura 90. Análisis de varianza de la Plata………………………………………………...68

Figura 91. Análisis de varianza del Níquel………………………………………………...68

Figura 92. Análisis de varianza del Cobre…………………………………………………68

Figura 93. Análisis de varianza del Cadmio……………………………………………….69


8

Figura 94. Factores principales que influyen en la variabilidad de los parámetros de

calidad……………………………………………………………………………………...71

Figura 95. Factores que influyen en más del 80% de la variabilidad de los parámetros de

calidad……………………………………………………………………………………...71

Figura 96. Factores que influyen en más del 50% de la variabilidad de los parámetros de

calidad……………………………………………………………………………………...72


9

Listado de Tablas Tabla 1. Especificaciones espaciales de las estaciones pluviométricas……………………11

Tabla 2. Datos de Precipitación EAAB Estación Pluviométrica San Diego……………….12

Tabla 3. Ensayos realizados en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de

Ingeniería Civil de la PUJB…………………………………………………………….…..13

Tabla 4. Organización de acuerdo al Lugar de Recolección ………………………………15

Tabla 5. Tipos de superficies ………………………………………………………………17

Tabla 6. Normas de ensayos realizados físicos y organolépticos………………………….19

Tabla 7. Normas de ensayos realizados de constituyentes inorgánicos……………………22

Tabla 8. Normas de ensayos realizados de constituyentes orgánicos……………………...23

Tabla 9. Normas de ensayos realizados de metales………………………………………..24

Tabla 10. Resumen normativas para agua potable…………………………………………28

Tabla 11. Resumen normativas de agua para riego………………………………………...29

Tabla 12. Resumen normativas para agua para recreación………………………………...30

Tabla 13. Resumen normativas en sanitarios………………………………………………30

Tabla 14. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-)

según la normativa Colombiana para el uso potable del agua……………………………..46


según la normativa Colombiana para el uso del agua en riego…………………………….47


según la normativa Colombiana para el uso del agua en descarga de sanitarios……..……48


según la normativa Colombiana para el uso del agua en uso recreativo……………….…..49

Tabla 18. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes

principales………………………………………………………………………………….52

Tabla 19. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies

diferentes…………………………………………………………………………………..54

Tabla 20. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes

principales………………………………………………………………………………….74


10

1. Introducción El aprovechamiento del agua lluvia de escorrentía se ha venido intensificando en los

últimos años debido al crecimiento de la población urbana, y por ende al aumento de la

demanda del agua en varios países del mundo como alternativa para suplir varias de las

necesidades domésticas y cotidianas (Vishwanath, 2001; De Graaf, Van der Brugge,

Lankester, Van der Vliet, & Valkenburg, 2007), constituyéndose en una opción tanto

económica como ambientalmente interesante. Países como Estados Unidos, Suecia, China,

Japón, Australia, Indonesia, Alemania, España, Francia, Nigeria y Sudáfrica grafican como

líderes en prácticas de aprovechamiento de aguas lluvias, mediante concepciones técnicas,

científicas, normativas y socioeconómicas asociadas a procesos de construcción sostenible

(Torres, y otros, 2011). Además, se conocen varias experiencias publicadas

internacionalmente (Mitchell, McCarthy, Deletic, & Fletcher, 2008), donde el agua lluvia

es aprovechada para diferentes usos, desde el consumo humano para aguas lluvia de buena

calidad hasta el riego de plantas, entre otras.

Sin embargo, se reconoce que la implementación de un sistema de captación de aguas

lluvias para su eventual aprovechamiento, no sólo depende de la cantidad u oferta hídrica,

sino de la calidad de ésta y de los usos que se le quieran dar. En efecto, el agua lluvia de

escorrentía, especialmente la de las grandes ciudades, contienen contaminantes los cuales

pueden afectar la salud humana (Göbel, Dierkes, & Coldewey, 2007; McCarthy, Delectic,

Mitchell, Fletcher, & Diaper, 2008). Varias experiencias en cuanto a caracterización del

agua indican que las concentraciones de contaminantes típicas en el agua lluvia de

escorrentía como resultado de la corrosión de las superficies sobre los tejados en áreas

urbanas están en los rangos de 0.1 µg/L a 32 µg/L para Cd, 3 µg/L a 247 µg/L para Cu, 16

µg/L a 2764 µg/L para Pb and 802 µg/L a 38061 µg /L para Zn (Gromaire Mertz, Garnaud,

Gonzalez, & Chebbo, 1999; Göbel, Dierkes, & Coldewey, 2007). Estos metales provienen

generalmente de las partículas de polvo como consecuencia de los procesos de combustión,

industrias de metales ferrosos y no ferrosos, plantas incineradoras, industrias de cemento o

vidrio y el tráfico pesado (Xue & Kang, 2012).

Actualmente en Colombia esta práctica se concentra en experiencias tradicionales de

captación por medio de canecas, vasijas y pozos artesanales para utilizar el agua que cae

sobre los tejados de las viviendas para usos no potables (Torres, y otros, 2011). Varias

comunidades recolectan el agua lluvia para usos domésticos como descarga de inodoros,

lavado de patios, pisos y paredes, irrigación y consumo humano y animal. Esta práctica es

común en comunidades con limitado o pobre acceso al agua potable, o cuando el costo del

servicio no es coherente con los ingresos de los habitantes (Alcaldía Mayor de Bogotá,

2009).

La Pontificia Universidad Javeriana, desde el Departamento de Ingeniería Civil, ha venido

desarrollando el concepto de campus sostenible, el cual se basa en el equilibrio entre


11

construcción de infraestructura y entorno natural, partiendo del aprovechamiento de agua

lluvia que se puede captar en diferentes puntos estratégicos del área universitaria. Los

estudios iniciaron en el año 2004 mediante el análisis de disponibilidad del recurso en el

campus universitario sede en Bogotá, generando balances hídricos mediante el método de

masas oferta-demanda, en el cual se concluyó que existen volúmenes suficientes de aguas

lluvias en el campus universitario para suplir la demanda en ciertos usos (Lara Borrero, y

otros, 2007). En cuanto a los estudios del análisis de calidad del agua se han encontrado

algunos valores que no cumplen los estándares de las diferentes referencias normativas.

Dentro de los parámetros más restrictivos se encuentran los metales pesados debido a su

toxicidad y potencial factor de generación de cáncer, para los cuales se han encontrado

concentraciones elevadas de Plomo (Pb), Cadmio (Cd) y Mercurio (Hg), las cuales superan

los estándares de calidad para riego agrícola y consumo humano. Además se ha detectado

una contaminación bacteriológica (Coliformes fecales; Escherichia Coli) que, aunque no

muy elevada, impide el uso del agua dentro del campus (Torres, y otros, 2011).

Aunque se ha venido trabajando en el estudio de la calidad del agua lluvia de escorrentía en

el campus de la Pontificia Universidad Javeriana, aún no se ha estudiado su variabilidad

espacial (en diferentes puntos del campus y teniendo en cuenta su ubicación, tipo de

superficie) y temporal (tipo de evento lluvioso teniendo en cuenta variables como

intensidad, altura, duración, tiempo seco anterior, etc.), lo cual podría ser determinante en

la concepción, diseño, operación y mantenimiento de sistemas de aprovechamientos de

agua lluvia en el campus universitario y así estimar los posibles usos del agua lluvia de

escorrentía en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá a partir de la

variabilidad espacio-temporal que se observa de diferentes parámetros de calidad.

El presente documento muestra una serie de análisis en cuanto a la viabilidad del

aprovechamiento del agua lluvia como una alternativa para ciertos usos del agua de lluvia

de escorrentía dentro del campus, en función de la variabilidad espacio-temporal de la

calidad, además de los posibles usos de agua lluvia potencialmente aprovechable dentro de

la Universidad. Se compone del capítulo de Materiales y Métodos (Capítulo 2) que

describe el sitio experimental seleccionado, las estaciones meteorológicas seleccionadas

con sus respectivos análisis hidrológicos, los diferentes puntos de muestreo, la

caracterización del tipo de superficie, las pruebas en el laboratorio, programas utilizados y

los parámetros para realizar el análisis y comparación de resultados. En Resultados y

Discusión (Capítulo 3) se reportan y analizan los resultados obtenidos, teniendo en cuenta

las normas de calidad del agua y las pruebas estadísticas realizadas. Finalmente en el último

capítulo de este documento se encuentran las conclusiones y recomendaciones (Capítulo 4)

donde se tomaron los resultados más relevantes del documento, para realizar las

conclusiones generales y recomendaciones para trabajos futuros.


12

2. Materiales y métodos El presente capítulo muestra la metodología y las herramientas utilizadas para el desarrollo

del actual trabajo de grado, dentro del cual se incluye la localización del campus

universitario, la parte experimental que consistió en la recolección de agua lluvia de

escorrentía en diferentes puntos en la zona alta de la Pontificia Universidad Javeriana sede

Bogotá y por ende los análisis de calidad de aguas realizados en el Laboratorio de Pruebas

y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la PUJB. Además de las herramientas

computacionales utilizadas para la realización de los análisis estadísticos y la comparación

con distintas normas de calidad de aguas para los diferentes usos a proponer.

2.1. Campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá

2.1.1. Descripción del Campus Universitario

El 13 de junio de 1623 fue establecida la Universidad y Academia de San Francisco Javier

en el barrio de la Candelaria, actual sede del Museo Colonia, luego de esto suspendida el 31

de julio de 1767 y restablecida en 1930 con el nombre de Universidad Javeriana.

Posteriormente, la Universidad fijó su sede en los actuales predios en la localidad de

Chapinero (Figura 1), solucionando sus problemas de ubicación en 1950 (Pontificia

Universidad Javeriana).

Figura 1. Vista del Campus de Universidad Javeriana

La ciudad universitaria cuenta actualmente con 18 hectáreas de terreno y casi 200,000

metros cuadrados de construcción donde se asientan edificios académicos, administrativos,

de parqueaderos y de servicios, capillas, instituciones bancarias y hospitalarias, cafeterías,

tiendas por departamentos, auditorios, centro de convenciones, campo de fútbol, zonas


13

deportivas, arboledas, zonas verdes y plazoletas, donde diariamente circulan cerca de 30

mil personas (Estupiñán Perdomo & Zapata García, 2010).

2.1.2. Estaciones Meteorológicas

Para el análisis de la variabilidad temporal correspondiente al tipo de evento lluvioso

(intensidad, altura, duración y tiempo seco anterior) se necesitaron datos confiables de

precipitación sobre el campus universitario. Para esto se realizó la búsqueda de las

estaciones meteorológicas más cercanas a éste, por lo que se decidió seleccionar las

estaciones San Diego, San Luis y Centro Nariño pertenecientes a la Empresa de Acueducto

y Alcantarillado de Bogotá (EAAB) más cercanas a la universidad Javeriana de Bogotá (ver

tabla 1 y figura 2).

Tabla 1. Especificaciones espaciales de las estaciones pluviométricas

Estaciones Latitud Longitud Elevación

San Diego 4°37’ 74°04’ 2959

San Luis 4°39’ 74°03’ 2700

Centro Nariño 4°37’ 74°05’ 2579

Debido a que la información de las estaciones Centro Nariño y San Luis no se encontró

completa ni actualizada, se decidió utilizar únicamente los datos de precipitación de la

estación San Diego suministrados por la EAAB que se encuentra actualmente en

funcionamiento y posee información de precipitación completa (del año 2009 al 2012 con

todos los meses de registro sin falta alguna de los datos de precipitación), ver Anexo 1.

Figura 2. Ubicación Geográfica de las Estaciones Pluviométricas


14

La información de precipitación fue utilizada para realizar el análisis de los diferentes tipos

de eventos lluviosos que son propios de la zona a considerar y así calcular la intensidad,

profundidad total, duración y tiempos secos anteriores característicos de cada uno de los

eventos durante los que se muestreó agua lluvia de escorrentía en el campus.

Con referencia a lo anterior, se presenta un cuadro resumen de los datos de precipitación,

encontrándose que varios de los ensayos de calidad se realizaron el mismo día para uno o

más puntos de muestreo como se observa en la Tabla 2. Esta tabla se organizó de acuerdo al

evento (fecha del evento de lluvia), tiempo seco anterior en días, días con lluvia, altura del

día en milímetros y la altura total de los días con lluvia en milímetros terminado el tiempo

seco anterior; organizado según la antigüedad de la toma de la muestra con el número de

ensayos realizados para cada uno de los eventos.

Tabla 2. Datos de Precipitación EAAB Estación Pluviométrica San Diego.

Evento

No. Fecha

No. De

Ensayos

Tiempo seco

antecedente

(días)

Días Con

Lluvia

Altura del

día (mm)

Profundidad

Total (mm)

1 27/03/2009 2 1 9 4.9 70.7

2 05/06/2009 1 3 4 14.0 18.7

3 15/09/2009 2 1 3 7.8 11.5

4 04/10/2009 1 4 1 0.7 0.7

5 20/10/2009 1 1 2 9.7 18.9

6 26/02/2010 1 2 4 1.3 5.8

7 06/04/2010 2 1 2 15.7 59.4

8 25/08/2010 2 5 1 6.6 6.6

9 27/09/2010 3 1 3 1.1 2.4

10 04/10/2010 3 1 1 32.4 32.4

11 13/05/2011 5 2 4 30.4 89.4

12 05/10/2011 1 8 1 48.8 48.8

13 11/10/2011 3 2 1 0.8 0.8

14 05/10/2012 2 2 3 20.0 26.0

Total de ensayos 29

2.2. Experimentación en el campus

La experimentación en el campus universitario se ha venido realizando desde el año 2009, a

través del grupo de investigación Ciencia e Ingeniería del Agua y el Ambiente (antiguo

Hidrociencias e ISAD) y en los Trabajos de grado de estudiantes de la Facultad de

Ingeniería como lo son Estupiñán & Zapata (2010) de la maestría en Ingeniería Civil y

Torres Murillo (2011) de la carrera de Ingeniería Civil. En el marco de dichos trabajos, en

los puntos de muestreo se realizó un total de once campañas de medición de calidad de


15

aguas de escorrentía realizadas entre el 2009 y 2011, a los cuales se le realizaron los

ensayos de calidad de agua que se reportan en la Tabla 3.

Tabla 3. Ensayos realizados en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la

PUJB

ENSAYOS FISICOS Y ORGANOLÉPTICOS Acidez total

Alcalinidad total

Color Verdadero

Turbidez

Temperatura

Conductividad

Dureza Total

Dureza por Calcio o calcita

Dureza por magnesio

Sólidos Totales

Sólidos suspendidos totales

Sólidos Volátiles

Sólidos totales disueltos

Sólidos Sedimentables

DETERMINACIÓN DE METALES Mercurio

Sodio

Plata

Cadmio

Hierro

Cobre

Níquel

Manganeso

Magnesio

Potasio

Plomo

Zinc

DETERMINACIÓN CONSTITUYENTES INORGÁNICOS Nitrógeno amoniacal

Cloruros

Sulfatos

Cloro Residual

Fósforo total

pH

NTK

Oxígeno Disuelto

DETERMINACIÓN COMPONENTES ORGÁNICOS

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) Demanda Química de oxígeno (DQO)

Con referencia a lo anterior, en el presente trabajo de grado se decidió iniciar con el análisis

y apropiación de los ensayos de calidad suministrados de los Trabajos de Grado ya

mencionados anteriormente. Se encontró que la información de los ensayos de calidad para

dos de los puntos muestreados (puntos 4 y 5) estaba incompleta, ya que hacían falta de la

mayoría de los resultados de calidad (físicos y organolépticos, orgánicos, inorgánicos y

metales) de ambos puntos; por este motivo se decidió realizar una campaña más de

medición sobre aquellos puntos, para así completar los datos faltantes de calidad.

2.2.1. Puntos de Muestreo

Los puntos de recolección de agua en la parte alta del campus de la PUJB (Figura 3);

fueron seleccionando sitios claves para la investigación privilegiando la cancha de fútbol y

sus alrededores, como se indica en el Trabajo de Grado de Estupiñán & Zapata (2010) y

Torres Murillo (2011). Lo anterior debido a la facilidad de captar la mayor parte de agua de

escorrentía con calidad adecuada y con el propósito de minimizar los costos de bombeo.


16

Inicialmente se definieron diez puntos de muestreo estratégicos para la recolección de agua

lluvia (Figura 3), de acuerdo a las condiciones descritas anteriormente, así como su

ubicación y cercanía a posibles centros de acopio y recolección (Torres Murillo, 2011)(ver

Figura 3).

Figura 3. Puntos de Muestreo

Punto 1. Sistema Drenaje Campo de fútbol

Punto 2. Canal Nororiental Campo de fútbol

Punto 3. Canal Suroriental Campo de fútbol

Punto 4. Cubierta del Edificio de Punto

parqueaderos Don Guillermo Castro

Punto 5. Caja recolección del sótano del Ed.

de parqueaderos Don Guillermo Castro

Punto 6. Cubierta Facultad de Ingeniería Ed.

José Gabriel Maldonado

Punto 7. Cubierta Edificio Fernando Barón

Punto 8. Cubierta Edificio José de Carmen

Acosta

Punto 9. Cubierta Edificio de Talleres de

arquitectura

Punto 10. Sumidero frente Facultad de

Psicología Edificio Manuel Briceño Jáuregui

Como la cancha de fútbol de la PUJB es la mayor área recolectora de agua lluvia y se

encuentra ubicada en el centro de los puntos considerados, se determinaron tres puntos

(Puntos 1, 2 y 3). Luego en el Edificio de parqueaderos Don Guillermo Castro, se tomaron

dos puntos (Puntos 4 y 5) para evaluar las descargas directas de la cubierta y el sistema de

drenaje en los sótanos; por otro lado, en los Edificios José Gabriel Maldonado S.J. (Punto

6), Fernando Barón S.J (Punto 7) y Talleres de Arquitectura (Punto 9); en estos puntos se

tuvieron en cuenta las cubiertas como puntos de muestreo. Por último, se tuvo en cuenta el

sumidero principal que pertenece al sistema de drenaje de la vía de acceso al parqueadero

(Punto 10), ubicado frente al Edificio de la Facultad de Psicología Manuel Briceño Jáuregui

S.J. El Punto 8 ubicado en el Edificio José de Carmen Acosta se descartó para la toma de

muestras, debido a la dificultad de recolección de agua y la falta de información en cuanto al

sistema de desagüe de la cubierta del edificio (Torres Murillo, 2011).

La Tabla 4 relaciona algunas características de los eventos de precipitación para cada lugar

de recolección: se incluye el lugar de la recolección de la muestra, evento (fecha del evento

de lluvia), tiempo seco anterior en días, días con lluvia, altura registrada en la fecha de

recolección en milímetros y la altura total de los días con lluvia en milímetros terminado el

tiempo seco anterior. De esta manera se pudo conectar los datos de calidad del agua lluvia

según el punto y el lugar con la información de hidrología obtenida de la Empresa de

Acueducto y Alcantarillado de Bogotá y lograr realizar los análisis estadísticos que serán

mencionados en el capítulo 3.


17

Tabla 4. Organización de acuerdo al Lugar de Recolección

Lugar Fecha

Tiempo seco

antecedente

(días)

Días Con

Lluvia

Altura en el

día (mm)

Profundidad

Total (mm)

Punto 1

26/02/2010 2 4 1.3 5.8

04/10/2010 1 1 32.4 32.4

11/10/2011 2 1 0.8 0.8

Punto 2

27/09/2010 1 3 1.1 2.4

04/10/2010 1 1 32.4 32.4

13/05/2011 2 4 30.4 89.4

Punto 3

05/06/2009 3 4 14 18.7

27/09/2010 1 3 1.1 2.4

13/05/2011 2 4 30.4 89.4

Punto 4

27/03/2009 1 9 4.9 70.7

06/04/2010 1 2 15.7 59.4

11/10/2011 2 1 0.8 0.8

Punto 5

27/03/2009 1 9 4.9 70.7

06/04/2010 1 2 15.7 59.4

11/10/2011 2 1 0.8 0.8

Punto 6

27/09/2010 1 3 1.1 2.4

04/10/2010 1 1 32.4 32.4

13/05/2011 2 4 30.4 89.4

Punto 7

15/09/2009 1 3 7.8 11.5

25/08/2010 5 1 6.6 6.6

13/05/2011 2 4 30.4 89.4

Punto 9

20/10/2009 1 2 9.7 18.9

25/08/2010 5 1 6.6 6.6

05/10/2011 8 1 48.8 48.8

Punto 10

15/09/2009 1 3 7.8 11.5

04/10/2009 4 1 0.7 0.7

13/05/2011 2 4 30.4 89.4

2.2.2. Tipos de superficies

La recolección de aguas lluvia de escorrentía es en parte afectada por el tipo de superficie

que recorre (material, pendiente y longitud) hasta llegar a su punto de almacenamiento,

causando así una modificación en las características del agua lluvia a través de su recorrido

(Mendez, y otros, 2010; Gikas & Tsihrintzis, 2012). Dado lo anterior y con el objetivo de

caracterizar la variación de las concentraciones en función de la ubicación dentro del

campus universitario, se decidió realizar los análisis estadísticos con cada uno de los puntos


18

de muestreo indicados en el numeral anterior, donde se nombró en el mismo orden que se

presentan y el mismo numeral. Por otro lado para el tipo de superficie se establecieron

cinco grupos representativos, los cuales se formaron según las características que tenían en

común.

Para el primer tipo de superficie se seleccionó el edificio de la Facultad de Psicología

Edificio Manuel Briceño Jáuregui (Punto 10), el cual corresponde a la recolección de aguas

de escorrentía de la vía que comunica el edificio de parqueaderos Don Guillermo Castro

con la salida hacia la Avenida Circunvalar; también proveniente del agua lluvia que escurre

del edificio mismo de la Facultad de Psicología.

Para el segundo tipo de superficie se escogió unificar las edificaciones con cubierta como lo

son los de la Facultad de Ingeniería Ed. José Gabriel Maldonado (Punto 6), el edificio

Fernando Barón (Punto 7) y el edificio de Talleres de arquitectura (Punto 9). Cabe resaltar

que este último edificio posee una cubierta metálica y los dos primeros tienen una cubierta

en concreto, los cuales recorren canaletas hasta llegar al piso que se encuentra en la parte

más baja.

La tercera superficie está compuesta por la cubierta del edificio de parqueaderos Don

Guillermo Castro y la caja de recolección del sótano de ese mismo edificio correspondiente

a los puntos de recolección 4 y 5 respectivamente. Esta superficie tiene como característica

principal el paso constante de vehículos, además de la afectación por parte de condiciones

climáticas y contaminación atmosférica de la cubierta del edificio de parqueaderos Don

Guillermo Castro.

El cuarto y quinto tipo de superficie pertenece a los tres primeros puntos correspondientes

al sistema de drenaje del campo de fútbol, donde los puntos 2 y 3 que conciernen al cuarto

tipo de superficie, recolectan el agua lluvia de escorrentía proveniente de las laderas al

frente del Centro Javeriano de Formación deportiva y sus alrededores. Por otro lado el

punto 1 que pertenece al quinto tipo de superficie, recolecta el agua lluvia que cae sobre

campo de fútbol y recorre el sistema de drenaje de la cancha sintética.

Para una mayor explicación de cada una de las superficies se realizó una clasificación

detallada que se muestra a continuación en la Tabla 5 proporcionando una descripción de

cada una de las superficies y los tipos de contaminantes a los que se encuentran más

probablemente expuestos, y agrupando cada tipo de superficie con el punto de muestreo

correspondiente:


19

Tabla 5. Tipos de superficies

Puntos de muestreo Tipo de Superficie

Superficie 5. Fútbol:

Punto 1. Sistema de

Drenaje

La superficie del Campo de fútbol del

campus está conformada por césped

sintético, el cual se encuentra compuesto

por gránulos de caucho y fibras de

polietileno. Además se incluyen los

canales de drenaje que están revestidos

en concreto.

Superficie 4. Ladera:

Punto 2. Canal

Nororiental

Punto 3. Canal

Suroriental

Este tipo de superficie corresponde a las

laderas que rodean el campo de fútbol

que poseen una siembra de árboles y

arbustos entre otros. El agua de

escorrentía se puede ver afectada por el

uso de pesticidas y fertilizantes.

También se puede ver afectada por

materia orgánica proveniente de la caída

de las hojas y del paso de animales,

roedores, etc.

Superficie 3.

Parqueadero:

Punto 4. Cubierta del

Edificio

Punto 5. Caja

recolección del

sótano

El Ed. de parqueaderos tiene un paso de

vehículos constante, el cual afecta la

superficie de escorrentía por la presencia

de combustible de los automóviles y

lubricantes; además que la cubierta se

encuentra expuesta a materia orgánica

por paso de diferentes tipos animales.

Superficie 2. Cubierta:

Punto 6. Cubierta

Facultad de

Ingeniería


Ed. Fernando Barón


Edificio de Talleres

de arquitectura

Este tipo de superficie corresponde a las

cubiertas de edificios de gran altura,

donde el agua debe recorrer una

superficie uniforme hasta llegar a las

canaletas que guían el agua hasta las

rejillas de las partes externas de las

edificaciones que se encuentran en el

suelo.

Las cubiertas de los puntos 6 y 7 poseen

materiales similares en la superficie

(recubiertas en concreto), a diferencia

del punto 9 que tiene una cubierta

metálica con cierto grado de inclinación

y en la parte inferior de recolección de


20

agua se ve afectada por la caída de hojas

de los árboles que aumentaría en cierta

proporción el contenido de materia

orgánica.

Superficie 1. Vía:

Punto 10. Sumidero

frente Facultad de

Psicología

Para este último tipo de superficie se

pudo observar que estaba afectado por

un constante paso vehicular proveniente

del ed. de parqueadero, además de la

escorrentía de agua lluvia de la facultad

de Psicología.

2.2.3. Metodología para la toma de muestras

Como se menciono anterior mente, en el presente trabajo de grado se realizó una campaña

más de medición sobre los puntos 4 y 5, para completar datos faltantes de calidad. Para el

muestreo de los puntos 4 y 5 se utilizaron recipientes plásticos de 5 litros que fueron

desinfectados antes del muestreo, y en el momento previo de tomar las muestras se les

realizó una purga (se tomaba una cantidad de agua de la muestra, se enjuaga el recipiente y

se desechaba, lo cual se realizaba dos veces). Luego de dicho procedimiento se efectuaba el

respectivo muestreo. Posteriormente las muestras de agua se llevaron al Laboratorio de

Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la PUJB, donde se les

realizaron los respectivos ensayos de calidad descrita a continuación:

2.3. Pruebas de laboratorio

De acuerdo a lo mencionado anteriormente para cada punto de muestreo se planeó la

realización de una serie de ensayos para determinar propiedades físicas y organolépticas,

concentración en metales pesados, concentración en constituyentes orgánicos,

concentración en constituyentes inorgánicos y compuestos volátiles, siguiendo los

procedimientos indicados en las normas técnicas correspondientes al Standard Methods for

the Examination of Water and Wastewater (1998).

2.3.1. Ensayos realizados

2.3.2. Ensayos realizados puntos 4 y 5

Los ensayos se realizaron el 4 de octubre del presente año, donde para cada punto de

muestreo se recogió aproximadamente tres litros de agua por cada punto seleccionado. Los

ensayos se realizaron por triplicado con el fin de determinar posibles incertidumbres

experimentales, para un total de 150 ensayos en los dos puntos seleccionados.

Cabe mencionar que por cuestiones metodológicas de tiempo y falta de algunos

implementos en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil

de la PUJB, fue un reto realizar todos los ensayos propuestos; por lo que no se realizaron

algunos de dichos ensayos (Sólidos sedimentables, magnesio, potasio, manganeso, cobre,


21

hierro, plata, sodio, mercurio, cloro residual, NTK y microbiológicos) y los resultados se

pueden observar en el Anexo 2.

2.3.3. Normas de los ensayos realizados en los laboratorios

Los ensayos que se realizaron en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de

Ingeniería Civil de la PUJB, se llevaron a cabo siguiendo los procedimientos indicados en

las normas técnicas de Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater

(1998). En la Tabla 6, 7, 8 y 9 se ven específicamente la norma para la realización de cada

ensayo dependiendo del Standard Methods.

Tabla 6. Normas de ensayos realizados físicos y organolépticos

ENSAYOS FISICOS Y ORGANOLÉPTICOS

Parámetro Norma Observaciones

Acidez total SM 2310

B

La acidez y la alcalinidad son representadas por el potencial de

hidrógeno (pH), el cual mide la concentración de iones de

hidrógeno. La acidez es de gran importancia, debido a que si el

agua es excesivamente acida es corrosiva y afecta los dientes.

Por otro lado cabe resaltar que se ha demostrado que para que

exista acidez mineral el pH debe ser menor de 4.5 y para que

exista alcalinidad cáustica el pH debe ser mayor a 10.0

(Romero Rojas, 2005).

Alcalinidad a

la fenolftaleína

SM 2320

B

La determinación de la alcalinidad es importante para los

procesos de coagulación química, ablandamiento y para el

control de corrosión. En aguas naturales se puede generar por

la presencia de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos.

Color

Verdadero

SM 2120

B

Indica una apariencia desagradable y posible presencia de

sustancias orgánicas disueltas o de partículas coloidales en el

agua. Los posibles causantes del color en el agua pueden

deberse al contacto del agua con desechos orgánicos como

hojas, madera, raíces, etc., en diferentes estados de

descomposición, el hierro, manganeso, sustancias húmicas y

las algas son causantes comunes de color en el agua (Romero

Rojas, 2005).

Temperatura SM 2550

B Parámetro importante para procesos de tratamiento y análisis

de laboratorio, como por ejemplo el grado de saturación de


22

oxígeno disuelto como se menciono anteriormente, al igual

que la actividad biológica y el valor de saturación con

carbonato de calcio que se relaciona con la temperatura


Turbidez SM 2130

B

La turbiedad es causada por partículas pequeñas (arcilla, limo,

plancton, microrganismos) suspendidos en el agua, de origen

orgánico o inorgánico. La turbiedad protege a los

microrganismos de la acción del cloro y desinfectantes, actúa

como fuente de alimento para los microrganismos e interfiere

en el mantenimiento del sistema de distribución (Romero

Rojas, 2005).

Dureza Total SM 2340

C

El agua dura se considera como aquellas que requieren de

grandes cantidades de jabón para hacer espuma y producen

incrustaciones en las tuberías de agua caliente como

calentadores, calderas entre otros. Por esta razón es importante

este parámetro ya debido a la necesidad de reducir el uso del

jabón y los depósitos de precipitados en aparatos calentadores

de agua (Romero Rojas, 2005).

Alcalinidad

Total

SM 2320

B

Se define como la capacidad de del agua para neutralizar

ácidos y reaccionar con iones de hidrógeno, como también la

capacidad de aceptar protones o según la medida del contenido

total de sustancias alcalinas (Romero Rojas, 2005).

Sólidos

suspendidos

totales

SM 2540

D

Según Xue y Kang (2012) los sólidos suspendidos en zonas

urbanas se originan principalmente de los escombros de los

vehículos causando corrosión, polvo de caucho causado por la

fricción de las llantas, fuga de combustible y polvo

atmosférico; dando como resultado concentraciones entre 400

mg/L a 1000 mg/L en aguas recolectadas en estas zonas. Por

otro lado en la recolección de aguas lluvias en tejados llega a

ser producto de la acumulación de material en las terrazas

(Gikas & Tsihrintzis, 2012). EL agua con grandes cantidades

de sólidos suspendidos tienen efectos laxantes y no

disminuyen la sed, también genera sabor y corrosión en el

agua (Romero Rojas, 2005).

Sólidos

Volátiles

SM 2540

E Se determinan para la caracterización de aguas residuales y

lodos con el fin de obtener la cantidad de materia orgánica


23

presente en el agua (Romero Rojas, 2005).

Sólidos totales

disueltos

SM 2540

C

Se determinan por diferencia entre los sólidos totales y los

sólidos suspendidos; también se pueden calcular de forma

directa pesando los residuos que no son filtrables (Romero

Rojas, 2005).

Sólidos

Sedimentables

SM 2540

F

Son los sólidos en suspensión que se sedimentan en condición

tranquila debido a la acción de la gravedad (Romero Rojas,

2005).

Conductividad SM 2510

B

Es la habilidad del agua de transmitir una corriente eléctrica,

que depende de la concentración total de sustancias disueltas

ionizadas en el agua y de la temperatura a la cual se haga la

medición. También la conductividad es usada en muchos

análisis de aguas para dar un estimativo del contenido de

sólidos (Romero Rojas, 2005).

Sólidos Totales SM 2040

B

Es la materia que permanece en el agua después de la

evaporación. Este valor incluye material disuelto y no disuelto


Tabla 7. Normas de ensayos realizados de constituyentes inorgánicos

DETERMINACIÓN CONSTITUYENTES INORGÁNICOS

Parámetro Norma Observaciones

Cloruros SM 4500-

CL B

Son compuestos solubles de cloro que permanecen en el agua y

no son alterados por procesos biológicos; los cloruros

incrementan el contenido de sólidos disueltos e incrustaciones

en las tuberías, además de indicar que el agua se encuentra

contaminada con aguas residuales. Por otro lado dependiendo de

la sensibilidad de la persona genera sabor con concentraciones

mayores a 400 mg/L aunque no se conocen efectos adversos

para la salud (Romero Rojas, 2005).

pH SM 4500-

H+B

El Potencial de Hidrógeno (pH) es un parámetro que se utiliza

para representar la aptitud del agua para diferentes usos y definir

el tipo de tratamiento que se necesita para el uso del agua.

Además sirve para prevenir corrosión o incrustación excesivas

en tuberías, debe ser muy bajo (ácido), así como un sabor


24

amargo en el agua si el pH es muy alto que significa que es un

agua alcalina (Romero Rojas, 2005; Gray, 1996).

NTK SM 4500-

Norg B

El Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) se determina de forma

conjunta de acuerdo con el nitrógeno amoniacal y el nitrógeno

orgánico (Jiménes Cisneros, 2001) (Villaseñor Camacho, 2001).

Oxígeno

Disuelto

SM 4500-

0 C

Parámetro importante para la evaluación de procesos de

tratamiento de aguas residuales y de contaminación en ríos. En

agua para calderas se limita la concentración para prevenir

corrosión (Romero Rojas, 2005). De acuerdo con La Agencia

de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) los

niveles de Oxígeno Disuelto varían estacionalmente durante el

día, con la temperatura del agua y altitud del lugar. El agua fría

contiene más oxígeno que el agua caliente y contiene menos

oxígeno en altitudes mayores. Con referencia a lo anterior de

acuerdo con la EPA, si la temperatura del agua es de 15°C el

contenido de oxígeno disuelto (OD) deberá ser de 10 mg/L.

Entonces se determina que a esa temperatura el OD es de 8

mg/L y el porcentaje de saturación debe ser del 80 %.

Cloro

residual

SM 4500-

Cl F

Gas amarillo verdoso e irritante para las membranas mucosas.

Es un agente muy utilizado para la desinfección de aguas de

consumo humano. Es un gas altamente corrosivo y puede llegar

a soportar combustión, además de producir olor y sabor

desagradable si posee altas concentraciones de cloro (Romero

Rojas, 2005).

Nitrógeno

amoniacal

SM 4500-

NH3 E

El amoniaco en un componente importante en aguas crudas para

suministro público, debido a sus reacciones con el cloro. El

amoniaco no ionizado, NH3 es toxica para la vida piscícola: su

toxicidad está en función de la concentración de NH4OH y del

pH del agua (pH mayor a 9.0). Por otro lado el nitrógeno es

biodegradable y no persiste en el medio acuático (Romero

Rojas, 2005).

Fósforo Total SM 4500-

P C

Nutriente de importancia en eutrofización de lagos y embalses,

donde contribuye a un alto crecimiento de algas, también es de

origen natural proveniente de musgos, lagartos, pájaros y

roedores. El fósforo posee un consumo sugerido de 800 mg/d

por lo cual no se regula para agua potable (Romero Rojas, 2005;


25

Gikas & Tsihrintzis, 2012).

Sulfatos

(SO4)

SM 4500-

SO4 E

Están asociados con el magnesio y el sodio. Tiene un efecto

laxante, causando diarrea y deshidratación extremas en personas

sensibles como niños jóvenes con altas concentraciones de

sulfatos. Los sulfatos se introducen en el agua como resultado

de la polución, debido a que los óxidos de azufre que se

producen en la combustión de combustibles fósiles son

transformados en ácido sulfúrico y de actividades constructivas

que producen polvo de yeso (Romero Rojas, 2005; Gray, 1996;

Gikas & Tsihrintzis, 2012).

Los compuestos orgánicos (Tabla 8) en zonas urbanas por lo general provienen del polvo

atmosférico que es causado por la penetración de contaminantes orgánicos, debido a la

basura en las vías, además de la descomposición de hojas, madera, raíces, etc., que es

arrastrado por la lluvia (Xue & Kang, 2012).

Tabla 8. Normas de ensayos realizados de constituyentes orgánicos

DETERMINACIÓN COMPONENTES ORGÁNICOS

Demanda

Química de

oxígeno (DQO)

SM

5220 D

Parámetro de gran importancia en la evaluación de aguas

residuales y se calcula en muchos casos como complemento de

la DBO (Romero Rojas, 2005).

Demanda

bioquímica de

oxígeno (DBO5)

SM

5210 B

Parámetro normalmente usado para caracterizar aguas

residuales y definir tipos de tratamiento. Sin embargo esté no

es un parámetro que se utilice en todas las normativas como

control para el agua potable (Romero Rojas, 2005).

Los metales pesados son aquellos que tienen una densidad relativa mayor de cuatro o cinco,

localizados en la tabla periódica con número atómico 22 a 34 y 40 a 52. Los mas comunes

son Cr, Cu, Hg, As, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Zn, Ag, Cd, Pb, Sn (Romero Rojas, 2005). Los

metales pesados en zonas urbanas pueden ser causantes de la emisión de gases de vehículos

y resultado de abrasión de los neumáticos (Xue & Kang, 2012). A continuación se muestra

una explicación de cada uno de los metales analizados en el laboratorio (Tabla 9) con su

respectiva explicación:


26

Tabla 9. Normas de ensayos realizados de metales

DETERMINACIÓN DE METALES

Bario (Ba) SM 3111 B

Es un estimulante muscular, tóxico para el corazón. Este se

puede encontrarse naturalmente en agua, sobre todo en aguas

subterráneas, aunque en bajas concentraciones. Además de

tener una mayor afectación en las plantas (Romero Rojas,

2005).

Cadmio

(Cd)

SM 3500-Cd

B

Es un elemento metálico soluble, poco común en aguas

naturales. Causa náusea y vómito, se acumula en el hígado,

páncreas, tiroides y los riñones; además de ser cancerígeno. La

presencia de cadmio en el agua puede ser causa de

contaminación proveniente de la industria y el uso del

cigarrillo (Romero Rojas, 2005).

Calcio

(Ca)

SM 3500-Ca

B

Es un elemento esencial para la nutrición humana y en gran

parte causante de la dureza en el agua (Romero Rojas, 2005).

Cobre (Cu) SM 3500-Cu

B

En el aire pude ser producto de producción industrial, quema

de carbón y uso del cigarrillo. En grandes cantidades el cobre

en el agua tiene efectos fisiológicos causando gastroenteritis

con náuseas y vómito, aunque es evitable el envenenamiento

debido al cobre, ya que en grandes concentraciones el agua se

hace imbebible (DeZuane, 1996; Romero Rojas, 2005).

Cromo

(Cr) SM 3111 B

Metal resistente a la corrosión, la presencia en el agua se debe

en gran parte a la polución producto de la industria. El cromo

son irritantes, causan náuseas y ulcera cuando la exposición es

prolongada, además de ser cancerígeno si es inhalado, produce

sensibilidad en la piel y daños en los riñones (Romero Rojas,

2005).

Hierro (Fe) SM 3500-Fe

B-D

Metal capaz de producir color y sabor desagradables en el

agua si se encuentra en grandes cantidades. Es causante de

daños en la ropa, cambia el color de bebidas como el café, el

té, entre otras; por otro lado es un elemento benéfico y

esencial para el metabolismo del ser humano de acuerdo con la

cantidad suministrada en el agua (Romero Rojas, 2005).

Magnesio

(Mg)

SM 3500-Mg

B

Es considerado como no tóxico según las concentraciones que

evitan que produzca algún sabor en el agua. Aunque tiene un

efecto purgante en individuos sensibles sin causa adversa,


27

además de ser un mineral esencial para el cuerpo humano


Manganeso

(Mn)

SM 3500-Mn

B

Da un sabor desagradable y mancha la ropa. Sirve como

nutriente a organismos indeseables en los filtros y en el

sistema de distribución de agua. Debido al sabor desagradable

que produce en el agua, no constituye un riesgo para la salud

humana, aunque también es un elemento esencial para la salud


Mercurio

(Hg)

SM 3500-Hg

B

Metal pesado líquido a temperatura ambiente. Su presencia es

generalmente causada por el hombre. Es tóxico para el sistema

nervioso, además de causar gingivitis, inflamación en las

encías, pérdida de los dientes, temblores, dolores del pecho,

tos, efectos en el hígado, riñones y sistema nervioso central


Níquel

(Ni)

SM 3500-Ni

B

Metal dúctil que puede causar alteraciones sanguíneas,

irritación gastrointestinal y dermatitis. Elemento que tiene una

mayor afectación en las plantas y vida marina que en los seres

humanos (Romero Rojas, 2005).

Plata (Ag) SM 3500-Ag

B

Es un elemento que no se encuentra regularmente en aguas en

su estado natural, a menos de que se introduzca por causa de la

contaminación. Es un elemento altamente venenoso en

concentraciones altas, puede producir una coloración en la piel

irreversibles (Romero Rojas, 2005).

Plomo (Pb) SM 3500-Pb

B

Elemento que no se encuentra regularmente en aguas en su

estado natural, a menos de que se introduzca por causa de la

contaminación y uso del cigarrillo. Es un elemento altamente

venenoso, causa constipación, retardo mental, pérdida del

apetito, anemia, dolores abdominales y parálisis gradual en los

músculos, especialmente en los brazos (Romero Rojas, 2005).

Potasio (K) SM 3500-K B

Metal esencial para la salud humana, aunque si el consumo de

este es en grandes cantidades causa diarrea (Romero Rojas,

2005).

Sodio (Na) SM 3500-Na

B

No está regulado para agua potable en todas las normativas, ya

que es un elemento esencial en el cuerpo humano, sin embargo

es restringido para personas que sufren de hipertensión,

dolencias renales o insuficiencia cardiaca congestiva. Por otra


28

parte, el sodio hace menos permeables los suelos formando

costras que cuando se secan aumentan el pH del suelo, por esta

razón el contenido de sodio debe ser bajo (Romero Rojas,

2005).

Zinc (Zn) SM 3500-Zn

B

Es un elemento esencial y benéfico en dosis apropiadas, ya

que en altas concentraciones causa un sabor metálico y genera

una película lechosa, además de formar una película grasosa

al ebullir el agua. El Zinc en altas concentraciones es asociada

con náuseas, desmayos, vómito y problemas de crecimiento;

también causa daños en las plantas y en organismos acuáticos


2.3.4. Normas de calidad del agua para los diferentes usos

La precipitación es un importante componente en la determinación de la variabilidad y

cantidad de escorrentía generada que se asocia con la cantidad de contaminantes que llegan

a los cauces de agua en tiempos de lluvia. La variación espacio-temporal genera una gran

incertidumbre debido a los fenómenos naturales que se refieren a los ciclos climáticos que

nos afectan (ej. fenómenos del niño) (Srinivasan Rangarajan, y otros, 2012).

Por otro lado la contaminación que se genera debido a la escorrentía del agua lluvia compone

un gran problema en las áreas urbanas, ya que se considera una fuente de contaminación de

difícil localización, debido a que se genera en grandes áreas y es una variable intermitente en el

tiempo, y adicionalmente se encuentra relacionada con el uso del suelo (Malgrat, 1995;

Novotny, 1994). Por ello, para reutilización de aguas lluvia de escorrentía en zonas urbanas, es

imprescindible el análisis de calidad de agua, ya que influye directamente en la selección del

modelo y una mayor eficiencia en un sistema de recolección de agua lluvia de escorrentía (Xue

& Kang, 2012).

Con el fin de evaluar la calidad de las aguas lluvia de escorrentía muestreadas para su

utilización en diferentes usos dentro del campus universitario, se revisaron estándares de

calidad a nivel nacional que se encuentran expuestos en el Decreto 1594 de 1984 que

reglamenta los usos del agua y residuos líquidos; y en la Resolución 2115 de 2007 la cual

señala características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia

para la calidad del agua para consumo humano. De igual manera documentos relacionados

a nivel internacional (Gilbert, y otros, 1982; Pescod, 1992; Unión Europea, 1998; Lazarova,

Hills, & Birks, 2003; Metcalf & Eddy, 1995; World Health Organization, 2006; EPA,

2004; Maeda, Nakada, Kawamoto, & Ikeda, 1996; Canada Mortgage and Housing

Corporation, 2005; MLIT, 2005). Dichos estándares y documentos proponen una calidad

mínima del agua recolectada para diferentes usos teniendo en cuenta parámetros

microbiológicos y fisicoquímicos (Torres, Lara, Torres Murillo, Estupiñán Perdomo, &

Méndez Fajardo, 2011).


29

Las normativas de agua potable utilizadas se encuentran resumidas en la Tabla 10, la cual

muestra las diferentes normativas con sus respectivos parámetros de calidad. Aquellos

parámetros los cuales no tienen unidades especificadas, indica que sus unidades son mg/L

de lo contrario indicara su nombre seguido de su unidad correspondiente. En esta tabla se

encuentran las normativas de países como Canadá, Colombia, México (NOM-127-SSA1-

1994, 1999) y el Reino Unido; y los lineamientos de organizaciones como la Unión

Europea (EU), la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y la

Organización Mundial de la Salud (WHO).

Tabla 10. Resumen normativas para agua potable

Parámetros EU

(mg/L)

EPA

(mg/L)

WHO

(mg/L)

UK

(mg/L)

Canadá

(mg/L)

Colombia

(mg/L)

México

(mg/L)

Alcalinidad total 20 15 15 30 15 200

Aluminio 0.2

0.2 0.2

0.2 0.2

Antimonio 0.005 0.006 0.005 0.005

0.02

Arsénico 0.01 0.05 0.01 0.01

0.01 0.05

Bario

2 0.3

0.7 0.7

Cadmio 0.005 0.005 0.003 0.005 0.005 0.003 0.005

Calcio

60

Cianuro 0.05 0.2 0.07 0.05

0.05 0.07

Cloro Residual

0.3 - 2.0 0.2 -1.5

Cloruros 250 250

250 250 250 250

Cobre 3 1 1 2 1 1 2

Color Verdadero 10 0,5-1,0 5 20 1 15

Conductividad

(μS/cm)

2500 400 1000

Coniformes

totales

0/250

ml

0/100

ml

0/100

ml

0/100 ml

cromo 0.05 0.1 0.05

0.05 0.05

Dureza Total

60

300 500

Escherichia Coli

0/250

ml

0/100

ml

0/100

ml

0/100 ml

Fluoruros 1.5

1.5 1.5

1 1.5

Fosforo total

400-

5000

Hierro 0.2 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3

Magnesio 30-50

50 - 36

Manganeso 0.05 0.05 0.1 50 0.05 0.1 0.15

Mercurio 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

Níquel 50 0.1 0.02 20

0.02

Nitratos 50 10 50

10 10

Nitritos 0.5 1 0.5

0.1 1


30

NTK 1

1

Oxigeno

disuelto

> 75 %

pH 6.5 - 8.5 5.5 - 9.5 6.5 - 8.5 5.5 - 9.0 6.5 - 8.5

Plaguicidas 0.00001

0.5

0.1

Plata 0.01 0

0.01

0.05

plomo 0.05 0.015 0.01 0.05 0.01 0.01 0.01

Potasio 10

12

Selenio 0.01 0.05 0.01

0.01

Sodio 200

200 200 200

200

Sólidos totales

disueltos

500 1000

500

1000

Sulfato 250 250 250 250 500 250 400

Temperatura (C) 12 - 25

25 15

Turbidez (NTU) 60

4

2

Zinc 5 5 3 5 5 3 5

Las normativas para riego utilizadas pueden observar resumidas en la Tabla 11, la cual

muestra las diferentes normativas con sus respectivos parámetros de calidad. De igual

forma que en la tabla anterior aquellos parámetros los cuales no tienen unidades

especificadas, indica que sus unidades son mg/L de lo contrario indicara su nombre seguido

de su unidad correspondiente. En esta tabla se encuentran las normativas de países como

Colombia y Argentina; los lineamientos de organizaciones como la Agencia de Protección

Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la Organización Mundial de la Salud (WHO) y la

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y por

último las concentraciones máximas que se encuentran recomendadas en por Metcalf y

Eddy (1995) en el libro de Ingeniería de aguas residuales.

Tabla 11. Resumen normativas de agua para riego

Parámetros FAO

(mg/L)

EPA

(mg/L)

Colombia

(mg/L)

Argentina

(mg/L)

Metcalf &

Eddy

(mg/L)

Aluminio 5

5 5 5

Arsénico 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Berilio

0.1 0.1 0.1

Boro

0.75 0.3-0.4 0.5

Cadmio 0.01

0.01 0.01 0.01

Cobalto

0.05 0.05 0.05

Cobre 0.2

0.5 0.2 0.2

Coliformes Fecales

1000

Coliformes Totales

5000


31

cromo 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Flúor

1 1 1

Hierro 5

5 5 5

Litio

2.5 2.5 2.5

Manganeso

0.2 0.2 0.2

Mercurio

- 0.01

Molibdeno

0.01 0.01 0.01 0.01

Níquel 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Nitratos + Nitritos

100

Nitrito

10

pH 6.5 - 8.0 6.0 - 9.0 4.5 - 9.0

plomo 5 5 0.1 0.2 5

Selenio

0.02 0.02 0.02 0.02

Vanadio

0.1 0.1 0.1 0.1

Zinc 2 2 2 2 2

Las normativas para recreación y uso en sanitarios, utilizadas se pueden observar resumidas

en las Tablas 12 y 13, las cuales muestra las diferentes normativas con sus respectivos

parámetros de calidad. De igual forma que en las tablas anteriores aquellos parámetros los

cuales no tienen unidades especificadas, indica que sus unidades son mg/L de lo contrario

indicara su nombre seguido de su unidad correspondiente. En estas tablas se encuentran las

normativas de países como Colombia y Japón y los lineamientos la Agencia de Protección

Ambiental de los Estados Unidos (EPA). En el Decreto 1594 de 1984 se establece que el

uso para fines recreativos posee dos fines, los de contacto primario, como la natación y el

buceo y contacto secundario, como en los deportes náuticos y la pesca. Por lo anterior se

estableció como uso primario el agua para recreación de la Tabla 12 y como uso secundario

el uso del agua en sanitarios que se observa en la Tabla 13.

Tabla 12. Resumen normativas para agua para recreación

Parámetros EPA Japón Colombia

Sólidos suspendidos totales 5

Color Verdadero

10

Turbidez (NTU) 2 2

Cloro residual 1 0.1

pH 6.0 - 9.0 5.8 - 8.6 5.0 - 9.0

Oxigeno disuelto

> 70 %

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 10

Coliformes Fecales No detectable

200/100 ml

Coliformes Totales

1000/100 ml

Escherichia Coli No detectable


32

Tabla 13. Resumen normativas en sanitarios

Parámetros EPA Japón Colombia

Turbidez (NTU) 5 2

Cloro residual 1 0.1

Sólidos suspendidos totales 5

pH 6.0 - 9.0 5.8 - 8.6 5.0 - 9.0

Oxigeno disuelto

0.7

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 10

Coliformes Fecales

200 /100 ml

Coliformes Totales

1.000 /100 ml

Escherichia Coli No Detectable

2.4. Herramientas computacionales

Estos análisis estadísticos ayudan a relacionar la variabilidad de los contaminantes en

función de la ubicación en el campus, el tipo de superficie de donde se recolecta el agua de

escorrentía y el tipo de evento lluvioso. Se utilizaron cuatro programas en R: análisis de

componentes principales (PCA), diagrama de cajas, t- test y análisis de varianza (ANOVA).

Estos programas fueron utilizados para los resultados de laboratorio de las muestras de los

nueve diferentes puntos de muestreo. Para cada punto de muestreo se ingresaron a los

programas los tres resultados de laboratorio de cada evento lluvioso para cada uno de los 35

contaminantes trabajados. De lo anterior, para cada programa que se trabajó en R (PCA,

BOXPLOT, T-TEST Y ANOVA) se ingresaron nueve valores distintos de cada

contaminante, ya que para cada punto se tomaron muestras para tres diferentes eventos.

2.4.1. Diagrama de cajas (BOX PLOT)

Con los análisis de calidad de las muestra de agua lluvia que fueron realizados, se logró

identificar los diferentes tipos de eventos lluviosos, además de clasificar los puntos de

muestreo dentro del campus universitario según su tipo de superficie como se describe en el

numeral 1.2.2 (Tipo de superficies) por la cual el agua fue recolectada.

Una vez organizada toda la información (ver Anexo 4) se realizó el primer análisis

estadístico que se encuentra en el Anexo 5, donde se buscó identificar qué parámetros de

calidad se encontraban dentro de los rangos permitidos por las diferentes entidades que

regulan la calidad del agua para los diferentes usos (potable, riego, descarga de sanitarios,

duchas, lavado, entre otros usos). El diagrama de cajas o el box and whisker plot, conocido

originalmente, consiste en un rectángulo (caja) de cuyo lado superior e inferior se derivan

respectivamente dos segmentos: uno hacia arriba y uno hacia abajo (bigotes) (Torres

Murillo, 2011).


33

Tomando como referencia la diferencia entre el primer cuartil (Q1) y el tercer cuartil (Q3),

o valor intercuartil, en un diagrama de caja se considera un valor atípico el que se encuentra

1.5 veces esa distancia de uno de esos cuartiles (atípico leve) o a tres veces esa distancia

(atípico extremo). Las partes del diagrama de caja se identifican en la siguiente ilustración:

Figura 4. Diagrama de cajas

Cada diagrama realizado muestra la concentración de contaminante que hay en el agua

lluvia en cada uno de los 9 puntos dentro del campus. De esta forma, se identificaron los

contaminantes y en qué lugares se encontraban las concentraciones permitidas para usos

específicos. Con el fin de garantizar la mejor calidad del agua, los contaminantes debían

estar totalmente por debajo de los límites exigidos, es decir, que los bigotes superiores de

los diagramas debían estar por debajo de los rangos impuestos por las distintas entidades

reguladoras de calidad del agua dependiendo del uso.

Cada figura de un contaminante muestra entonces nueve diagramas de cajas, uno por cada

lugar, y mediante líneas con convenciones determinadas se muestran los límites impuestos

por las normativas según el uso que se le dé al agua.

2.4.2. Prueba T-Test

Esta prueba estadística se basa en la suposición de que los datos poseen una distribución

normal. La cual se usa cuando se quiere comparar el significado de dos muestras

independientes aleatorias y así establecer diferencias entre las variables. Por ejemplo, si se

quiere comparar el peso promedio de 50 hombres seleccionados al azar y de 50 mujeres de

igual forma, se tendrán dos muestras independientes, para así generar una relación entre

ambas. El cálculo de T-Test para dos muestras independientes con varianza distinta se

puede realizar utilizando una modificación del T-Test para el caso conocido como el test de

Welch (Lind & Marchal, 2012).


34

En este trabajo de grado se utilizo la prueba t-Student para realizar una comparación entre

los diferentes tipos de superficies y la distancia que los separa; para así analizar por medio

de los resultados que puntos poseen una mayor semejanza estadística, son interdependientes

y probar si la distancia entre puntos no afecta significativamente en los resultados

estadísticos finales aunque estos tengan el mismo tipo de superficie.

2.4.3. Análisis de componentes principales (PCA)

El análisis de componentes principales (PCA) es un método pionero en el análisis

multivariante, para el tratamiento de datos compuestos por numerosas variables, que

provienen de estudios sobre procesos o problemas en los que están involucradas muchas

variables, que se registran experimentalmente. En este sentido el PCA es considerado una

técnica para la reducción de la información, donde el objetico es tomar ciertas variables

correlacionadas, los cuales describen objetos y así generar una combinación de estas para

crear otras variables nuevas llamadas componentes principales, que miden diferentes

dimensiones de los datos (Serrano Gallego, 2003).

Se desarrollaron diferentes análisis de componentes principales para toda la información

obtenida de los ensayos de laboratorio de los nueve diferentes puntos de muestreo (ver

anexo 5). Los análisis se dividieron en cuatro grupos diferentes según el tipo de

contaminante, desarrollando de esta forma análisis para los contaminantes físicos y

organolépticos, metales, constituyentes orgánicos y componentes inorgánicos. Además de

ordenar este análisis por tipo de contaminantes, el PCA se desarrolló para analizar la

variabilidad de la información que genera el lugar o ubicación de los puntos, por el tipo de

superficie de cada punto y finalmente por el evento lluvioso en el momento que las

muestras de agua lluvia de escorrentía fueron tomadas. De esta forma, se realizaron 12

análisis de componentes principales.

2.4.4. ANOVA

El análisis de varianza (ANOVA) por sus siglas en inglés, es un conjunto de técnicas que

permite comparar dos o más medidas de muestras al mismo tiempo. Es una técnica muy

utilizada para el diseño de experimentos (Weiers, 2006). La aplicación del análisis de

varianza requiere que los datos que se están analizando cumplan con los siguientes

supuestos (Serrano Gallego, 2003):

Independencia de los datos: el muestreo debe ser aleatorio (independencia de los

datos).

Normalidad: Presuponer que la disposición de los datos corresponde a una Normal.

Homocedasticidad (Propiedad de una variable aleatoria con varianza finita

constante): homogeneidad en la varianza en un grupo de muestras.


35

Luego de hacer el análisis de componentes principales, se identificaron las causas de las

mayores concentraciones de contaminantes en el agua lluvia de escorrentía, las cuales

podían ser por la ubicación en el campus, el evento lluvioso o la superficie. Para corroborar

lo observado en este análisis se realizó un análisis de varianza o ANOVA, el cual nos

muestra el porcentaje de variabilidad de las concentraciones en el agua de las tres posibles

causas nombradas anteriormente. Se realizó un programa (ver anexo 5), en el cual compara

varios ensayos para determinar la semejanza estadística de los resultados obtenidos para

los diferentes puntos de muestreo, realizando un análisis de varianza de más de dos

distribuciones.


36

3. Análisis y Resultados En este capítulo se presentarán los resultados de los nueve puntos de muestreo

seleccionados para los diferentes eventos lluviosos. Teniendo los datos en bruto arrojados

por los laboratorios tras un respectivo análisis y caracterización de las muestras escogidas,

se realizó el análisis de resultados. Con estos valores se llevaron a cabo cuatro análisis: (i)

comparación de resultados con las normas seleccionadas, (ii) el análisis a través del análisis

de componentes principales (PCA) y (iii) estudio de análisis de varianza (Anova).

3.1. Comparación de resultados con las normas seleccionadas y posibles usos

A continuación se presentaran mediante el análisis de cajas la comparación de los

resultados de las muestras de agua lluvia en los 9 diferentes puntos del campus universitario

con las normas que rigen la calidad del agua para consumo humano, riego, descarga de

sanitarios entre otros. Se mostraran divididos según la clasificación de los contaminantes:

Físicos y organolépticos, metales, constituyentes inorgánicos y componentes orgánicos.

3.1.1. Constituyentes inorgánicos

De acuerdo con el Decreto 1594 de 1984 en articulo 42 párrafo 2. “El nitrógeno y el fósforo

deberán estar en proporción que no ocasionen eutrofización”, siendo esta la única mención

de ambos parámetros de calidad de agua para agua potable. Por lo cual no se puede concluir

sobre el uso que se le puede dar al agua lluvia para estos dos parámetros (figuras 5 y 6).

Figura 5. Diagrama de cajas del Fósforo Figura 6. Diagrama de cajas del Nitrógeno

Por otro lado, los resultados obtenidos para el contenido de sulfatos y cloruros en todos los

puntos de muestreo se observan en las figuras 7 y 8 respectivamente. Los resultados nos

sugieren que el agua lluvia es apta para todos los tipos de uso incluyendo el consumo

humano ya que los límites exigidos por la normativa colombiana, la EPA y la Unión

Europea permite un máximo de 250 mg/L para ambos parámetros de calidad.


37

Figura 7.Diagrama de cajas de Sulfatos Figura 8. Diagrama de cajas de Cloruros

Sin embargo los resultados obtenidos del pH en todos los puntos de muestreo (figura 9) nos

indican que el agua lluvia es apta para el consumo humano únicamente para los puntos 1, 2,

3, 4, 5, 6, 7 y 10, a excepción del punto 9 que no cumple con la normatividad colombiana

(de 5.5 a 9.0). No obstante según la normatividad colombiana todos los puntos podrían ser

utilizados en los demás usos del agua ya que cumpliría con los límites de 5.0 a 9.0 unidades

de pH. Por otro lado, algunos de los puntos no cumplirían con los lineamientos sugeridos

por la EPA (de 6.5 a 8.5) para los puntos 1, 3, 7 y 9.

Figura 9. Diagrama de cajas del pH

Teniendo en cuenta las consideraciones de la Tabla 7, los resultados obtenidos para el

contenido de Oxígeno Disuelto (OD) en todos los puntos de muestreo se pueden observar

en la figura 10, donde se muestra el contenido de Oxígeno Disuelto en mg/L. Debido a que

en la normativa del Reino Unido se encuentra el contenido de oxígeno disuelto con un

porcentaje de saturación de 75 % que en este caso correspondería a un contenido máximo

de 7.5 mg/L de oxígeno disuelto. Los resultados sugieren que el agua lluvia en los puntos 2,


38

4 y 5 es apta para todo tipo de uso ya que se encuentra por debajo del límite, sin embargo

los puntos 1, 3, 6, 7, 9 y 10 sobrepasan este límite.

Figura 10. Diagrama de cajas del Oxígeno Disuelto

Por último los resultados obtenidos para el contenido de Nitrógeno total Kjeldahl (NTK) en

todos los puntos de muestreo (figura 11) nos indican que el agua lluvia es apta para todos

los tipos de uso incluyendo el consumo humanos únicamente en los puntos 1, 4, 5 y 7 según

los límites exigidos en los lineamientos de la Unión Europea y el Reino Unido con un

máximo de 1mg/L de NTK. Sin embargo los puntos 2, 3, 6, 9 y 10 no son idóneos para el

consumo humano.

Figura 11.Diagrama de cajas del NTK


39

3.1.2. Físicos y organolépticos

Los resultados obtenidos de temperatura del agua en todos los puntos de muestreo se

pueden observar en la figura 12 que nos muestran que hay una gran variación de la

temperatura del agua en algunos de los puntos muestreados, esto puede deberse a un error

en la realización de los ensayos de calidad del agua lluvia. Por otro lado cabe resaltar que

según la normatividad colombiana no existe ninguna restricción acerca de la temperatura en

el agua para cualquiera de los usos ya mencionados anteriormente. Sin embargo la

normativa del Reino Unido tiene como límite de temperatura los 25°C al igual que la Unión

Europea, en este caso los resultados de temperatura nos indican que el agua lluvia es apta

para cualquier uso que se le quiera dar al agua lluvia de escorrentía.

Figura 12. Diagrama de cajas de la Temperatura

Por otro lado los resultados de conductividad, alcalinidad, dureza total y Sólidos Totales

Disueltos (STD) en todos los puntos de muestreo nos indican que el agua recolectada de

todos los puntos es apta para cualquier uso según la normatividad colombiana que se

encuentra en la resolución 2115 de 2007 (ver figuras 13, 14, 15 y 16). Para el parámetro de

conductividad se exige un límite para agua potable de 1000 µS/cm y 400 µS/cm según la

normativa colombiana y la normatividad canadiense respectivamente, los cuales no sobre

pasan los resultados de los muestreos realizados, por otra parte la alcalinidad y la dureza

total no sobrepasa tampoco el límite de la norma Colombiana de 200 mg/L y 300 mg/L

respectivamente. Sin embargo si se tiene en cuenta la norma para consumo del Reino Unido

de dureza total no sería apta para los usos anteriormente mencionados ya que ésta exige un

valor máximo de 60 mg/L de CaCO3. Finalmente para los STD los límites exigidos en los

lineamientos de WHO establecen que el agua para consumo humano debe tener un máximo

de 1000 mg/L, y de igual forma cumpliría con las normativas de Canadá y la EPA que

exigen un límite de 500 mg/L de STD para el cual todos los puntos cumplirían con el

requerimiento expuesto, a excepción del punto 1, que se encuentra por encima del límite

exigido.


40

Figura 13. Diagrama de cajas de la Alcalinidad Figura 14. Diagrama de cajas de la conductividad

Figura 15. Diagrama de cajas de STD Figura 16. Diagrama de cajas de la Dureza Total

De acuerdo con los resultados de pH mostrados anteriormente la medida de acidez no

concuerda, ya que el pH para el punto 1 es mayor a 7, que significa que es un agua alcalina

y no acida como se muestra en los resultados obtenidos para el contenido de acidez total

que se observan en la figura 17. También se puede observa una gran variación de los

resultados de acidez entre el punto 1 y el resto de los puntos, la cual genera desconfianza en

la confiabilidad de los datos. Por otro lado la normatividad no posee ningún límite que

restrinja la medida de acidez por la cual no se puede concluir sobre un posible uso del agua

lluvia dentro del campus.


41

Figura 17. Diagrama de cajas de la Acidez

Para los resultados que se obtuvieron en el contenido de Sólidos Suspendidos Totales (SST)

y Sólidos Totales (ST) que se pueden observar en las figuras 18 y 19 nos sugieren que el

agua lluvia no es apta para el consumo humano para ninguno de los puntos. Respecto a los

SST se exige un límite de 5 mg/L según la EPA para consumo humano el cual no cumple

ninguna de las muestras de agua lluvia, por lo contrario el agua lluvia de los puntos 7 y 9 se

podría llegar a utilizar en riego superficial de acuerdo con la misma normativa, debido a

que establece un límite de 30 mg/L. Estos valores tienen la característica que se dieron en

las muestras tomadas en los eventos donde tenían una gran altura total de lluvia, lo cual

disminuyo la cantidad de SST de estos puntos (ver Tabla 2). Por otra parte, los ST de

acuerdo con los lineamientos de la WHO (500 mg/L) cumple para los puntos 4, 5, 6, 7, 9 y

10 ya que estos están por debajo del límite máximo de consumo humano.

Figura 18. Diagrama de cajas de SST Figura 19. Diagrama de cajas de ST

Por último, los resultados obtenidos para los parámetros de color y turbidez (ver figuras 20

y 21) nos sugieren que el agua lluvia no es apta para ningún uso en ninguno de los puntos

muestreados. Con respecto a la cantidad de color se tuvo en cuenta la norma de la Unión

Europea (10 UPC) y la resolución colombiana 2115 de 2007 (15 UPC) para consumo


42

humano y así comparar con los resultados de calidad de agua lluvia muestreados. Por otro

lado se ve que el agua tampoco es apta para el consumo humano según la norma del Reino

Unido la cual tiene un límite de 20 UPC. Sin embargo, los puntos 6, 7 y 9 tienen algunos

valores que están por debajo de este límite. Estos valores tienen la característica que se

dieron en las muestras tomadas en los eventos donde tenían una gran altura total de lluvia,

lo cual disminuyó la cantidad de color de estos puntos (ver Tabla 2). De igual forma los

resultados sugieren que el agua lluvia es apta para riego en los puntos 4, 5, 6, 7, y 9 según

la norma de Japón; la cual tiene un límite de 40 UPC. Por otro lado para el parámetro de

turbidez se tiene en cuenta límites de 2 NTU, 5 NTU y 4 NTU de las normas Colombiana,

la EPA y la del Reino Unido respectivamente, para las cuales ninguna de las muestras

cumple.

Figura 20. Diagrama de cajas del Color Figura 21. Diagrama de cajas de la Turbidez

3.1.3. Metales

Los resultados obtenidos para el contenido de Cobre, Plata, Potasio, Sodio y Zinc en todos

los puntos de muestreo (ver figuras de la 22 a la 26) sugieren que el agua lluvia es apta para

todos los usos incluyendo el consumo humano. Con respecto a los resultados de cobre el

límite que exige la resolución colombiana 2115 de 2007 es de 1 mg/L y los resultados de

laboratorio de todos los puntos de muestreo no superaron la concentración de 0.08 mg/L.

Para el contenido de plata de acuerdo el decreto colombiano 1594 de 1984 que 1984

establece que la concentración límite de plata en el agua debe ser de 0.05 mg/L para

consumo humano, lo que nos indica que el agua lluvia de todos los puntos es apta para

todos los usos. Sin embargo, si se tuviera en cuenta la normatividad del Reino Unido y la

Unión Europea las cuales tienen un límite máximo de 0.01 mg/L de plata en el agua para

consumo humano, únicamente los puntos 2, 3, 5 y 10 servirían para este uso. Por otra parte

el Potasio cumple los lineamentos del Reino Unido y la Unión Europea las cuales tienen

unos límites de 12 mg/L y 10 mg/L respectivamente. Con respecto al contenido de Sodio,

los lineamentos de Canadá y la WHO tienen un límite de 200 mg/L para consumo humano

y el Reino Unido de 150 mg/L. Por último el contenido de Zinc lo indica la resolución 2115

colombiana de 2007 y la WHO las cuales tienen un límite de 3 mg/L. Además el agua


43

también es apta según los lineamientos de las normatividades de la EPA, Unión Europea,

Reino Unido y Canadá que exigen 5 mg/L.

Figura 22. Diagrama de cajas del Cloro Figura 23. Diagrama de cajas de la plata

Figura 24. Diagrama de cajas del Potasio Figura 25. Diagrama de cajas del Sodio

Figura 26. Diagrama de cajas del Zinc

En los resultados obtenidos para el contenido de Hierro y Plomo en todos los puntos de

muestreo (ver figuras 27 y 28) indican que el agua lluvia no es apta para ningún uso en


44

ninguno de los puntos de muestreo para el consumo humano ya que sobrepasan los límites

impuestos por la resolución Colombiana 2115 de 2007 (0.01 mg/L Plomo y 0.3 mg/L

Hierro) para ambos metales. Por otro lado todos los puntos de muestreo podrían ser usados

para riego ya que estos cumplen los lineamientos establecidos, con respecto el hierro los

resultados sugieren que el agua lluvia es apta en todos los puntos ya que el límite

establecido por la normatividad Colombiana y la FAO es de 5 mg/L. Sin embargo para el

plomo los resultados sugieren que el agua es apta para riego únicamente en los puntos 1, 2,

3, 5, 6, 7 y 9 según la resolución 2115 de 2007 (de 0.1 mg/L). Por otro lado, la EPA y la

FAO exigen unos límites de 5 mg/L para riego, lo que nos indica que todos los puntos son

aptos para este uso según estas normas.

Figura 27. Diagrama de cajas del Hierro Figura 28. Diagrama de cajas del Plomo

El contenido de Manganeso en todos los puntos de muestreo se puede observar en la figura

29, donde los resultados sugieren que el agua lluvia es apta para consumo humano y riego

en los puntos 1, 2, 4, 5, 6, 9 y 10 como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007 la

cual tiene unos límites máximos de 0.1 mg/L para consumo humano y 0.2 mg/L para riego.

Los puntos 3 y 4 no cumplen con los estándares de calidad exigida por la resolución

Colombiana tanto para consumo como para riego.

Figura 29. Diagrama de cajas del Manganeso


45

Para el contenido de Mercurio los resultados se pueden observar en la figura 30 los cuales

sugieren que el agua lluvia es apta solamente en los puntos 2, 6, 7 y 9 para consumo

humano y para riego como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007 la cual tiene

unos límites máximos de 0.001 mg/L y 0.01 mg/L para consumo humano y para riego

respectivamente. Los puntos 1, 3, 4, 5 y 10 no cumplen con los estándares de calidad

exigidos por la resolución Colombiana tanto para consumo como para riego.

Figura 30. Diagrama de cajas del Mercurio

Los resultados obtenidos para el contenido de Níquel en todos los puntos de muestreo se

pueden observar en la figura 31. Los resultados sugieren que el agua lluvia es apta en los

puntos 4, 5, 7 y 9 para consumo humano como lo indica la resolución Colombiana 2115

de 2007 y la WHO las cuales tienen un límite máximo de 0.02 mg/L para consumo

humano. Por otro lado Los resultados sugieren que el agua lluvia es apta en los puntos 3,

4, 5, 7 y 9 para consumo humano como lo indica la EPA (límite máximo de 0.1 mg/L para

consumo humano). Además, la calidad del agua en los puntos anteriormente mencionados

también es apta para el uso de riego como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007

y la FAO las cuales exigen un límite de 0.2 mg/L. Los puntos 1, 2, 6 y 10 no cumplen

ninguno de los estándares de calidad mencionados anteriormente, por lo cual no se deben

utilizar para ningún uso.


46

Figura 31. Diagrama de cajas del Níquel

Por último para el contenido de Cadmio y Magnesio en todos los puntos de muestreo

(figuras 32 y 33) sugieren que el agua lluvia no es apta para el consumo humano ya que

sobrepasa el límite establecido por la resolución colombiana 2115 de 2007 (0.003 mg/L) y

la FAO (0.2 mg/L) respectivamente. Con respecto al Cadmio el agua lluvia es apta para

riego únicamente en los puntos 2 y 6 ya que están por debajo de los límites de la

normatividad Colombiana y FAO las cuales exigen un límite de 0.01 mg/L. Sin embargo el

Magnesio en todos los puntos de muestreo el agua lluvia no es apta para ningún uso en

ninguno de los puntos muestreados teniendo en cuenta el límite de la FAO (0.2 mg/L).

Figura 32. Diagrama de cajas del Cadmio Figura 33. Diagrama de cajas del Magnesio

3.1.4. Constituyentes orgánicos

Los resultados obtenidos para Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días (DBO5) y la

Demanda Química de Oxígeno (DQO) en todos los puntos de muestreo (ver figuras 34 y

35) sugieren que el agua lluvia no es apta para el consumo humano, ya que no cumple con

los lineamientos de la EPA de un máximo de 10 mg/L; y descarga de sanitarios de 10 mg/L

de la misma organización para la DBO5; por otro lado tampoco cumpliría con el límite

máximo de 6 mg/L para agua potable según la WHO en el documento de International


47

Standards for Drinking-Water. Por otra parte, para los usos de riego y paisajismo se tienen

los puntos 4, 5, 6, 7 y 9 ya que no superan el límite máximo de las normas para riego de la

EPA de 30 mg/L, y de paisajismo de 30 mg/L de la EPA de Estados Unidos con respecto a

la DBO5. Por otro lado para Demanda Química de Oxígeno (DQO) tampoco cumple el

límite máximo de 10 mg/L para agua potable según la WHO en el documento de

International Standards for Drinking-Water.

Figura 34. Diagrama de cajas del DBO5 Figura 35. Diagrama de cajas del DQO

3.1.5. Síntesis de la comparación de los resultados con las normas seleccionadas y

posibles usos del agua lluvia

A continuación se presentaran de manera sintetizada los parámetros de calidad que se

encuentran dentro de los estándares de calidad admisibles para los diferentes usos del agua

lluvia de escorrentía recolectada (agua potable, riego, descarga de inodoros y para

recreación). Los resultados se pueden observar en las tablas 15, 16, 17 y 18, los cuales se

encuentran separados dependiendo del uso del agua lluvia. En estas tablas se pueden

observar los parámetros que cumplen los lineamientos especificados anteriormente (O), los

que no cumplen con los mismos (X) o no se encuentran mencionados en ninguna de las

normas investigadas (-).


48

Tabla 14. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-) según las normativas para el

uso potable del agua.

PUNTO MUESTREO EN EL CAMPUS

1 2 3 4 5 6 7 9 10

COMPONENTES ORGÁNICOS

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X X X X X X

Demanda Química de oxígeno (DQO) X X X X X X X X X

CONSTITUYENTES INORGÁNICOS

Nitrógeno amoniacal - - - - - - - - -

Fosforo total O O O O O O O O O

Cloruros O O O O O O O O O

Sulfato O O O O O O O O O

pH O O O O O O O X O

NTK O X X O O X O X X

Oxígeno disuelto X X X O O X X X X

FISICOS Y ORGANOLEPTICOS

Acidez total - - - - - - - - -

Alcalinidad total O O O O O O O O O

Color Verdadero X X X X X X X X X

Turbidez X X X X X X X X X

Dureza Total O O O O O O O O O

Sólidos Totales X X X O O O O O O

Sólidos suspendidos totales X X X X X X X X X

Sólidos totales disueltos X O O O O O O O O

Conductividad O O O O O O O O O

Temperatura O O O O O O O O O

METALES

Cadmio X O X X X O X X X

Cobre O O O O O O O O O

Hierro X X X X X O X X X

Magnesio X X X X X X X X X

Manganeso O O X O O O X O O

Mercurio X O X X X O O O X

Níquel X X O O O X O O X

Plata O O O O O O O O O

plomo X X X X X X X X X

Potasio O O O O O O O O O

Sodio O O O O O O O O O

Zinc O O O O O O O O O


49


uso del agua en riego.

PUNTO DE MUESTREO EN EL CAMPUS

1 2 3 4 5 6 7 9 10


Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) - - - - - - - - -

Demanda Química de oxígeno (DQO) - - - - - - - - -



Fosforo total - - - - - - - - -

Cloruros - - - - - - - - -

Sulfato - - - - - - - - -

pH O O O O O O O O O

NTK - - - - - - - - -

Oxígeno disuelto - - - - - - - - -


Acidez total - - - - - - - - -

Alcalinidad total - - - - - - - - -

Color Verdadero - - - - - - - - -

Turbidez - - - - - - - - -

Dureza Total - - - - - - - - -

Sólidos Totales - - - - - - - - -

Sólidos suspendidos totales - - - - - - - - -

Sólidos totales disueltos - - - - - - - - -

Conductividad - - - - - - - - -

Temperatura - - - - - - - - -

METALES

Cadmio X O X X X O X X X

Cobre O O O O O O O O O

Hierro O O O O O O O O O

Magnesio - - - - - - - - -

Manganeso O O X O O O X O O

Mercurio X O X X X O O O X

Níquel X X O O O X O O X

Plata O O O O O O O O O

plomo O O O X O O O O X

Potasio O O O O O O O O O

Sodio O O O O O O O O O

Zinc O O O O O O O O O


50


uso del agua en descarga de sanitarios.

PUNTO DE MUESTREO EN EL CAMPUS

1 2 3 4 5 6 7 9 10 COMPONENTES ORGÁNICOS

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X O X X X X




Fosforo total - - - - - - - - -

Cloruros - - - - - - - - -

Sulfato - - - - - - - - -


NTK - - - - - - - - -



Acidez total - - - - - - - - -


Color Verdadero - - - - - - - - -


Dureza Total - - - - - - - - -





Temperatura - - - - - - - - -

METALES

Cadmio - - - - - - - - -

Cobre - - - - - - - - -

Hierro - - - - - - - - -

Magnesio - - - - - - - - -

Manganeso - - - - - - - - -

Mercurio - - - - - - - - -

Níquel - - - - - - - - -

Plata - - - - - - - - -

plomo - - - - - - - - -

Potasio - - - - - - - - -

Sodio - - - - - - - - -

Zinc - - - - - - - - -


51


uso del agua en uso recreativo.

LUGAR EN EL CAMPUS

1 2 3 4 5 6 7 9 10


Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X O X X X X




Fosforo total - - - - - - - - -

Cloruros - - - - - - - - -

Sulfato - - - - - - - - -


NTK - - - - - - - - -



Acidez total - - - - - - - - -


Color Verdadero X X X X X X X X X


Dureza Total - - - - - - - - -





Temperatura - - - - - - - - -

METALES

Cadmio - - - - - - - - -

Cobre - - - - - - - - -

Hierro - - - - - - - - -

Magnesio - - - - - - - - -

Manganeso - - - - - - - - -

Mercurio - - - - - - - - -

Níquel - - - - - - - - -

Plata - - - - - - - - -

plomo - - - - - - - - -

Potasio - - - - - - - - -

Sodio - - - - - - - - -

Zinc - - - - - - - - -


52

En la Tabla 14 podemos observar que el agua lluvia no puede ser reutilizada como agua

potable ya que varios de los parámetros de calidad estudiados no cumplen con los

estándares de calidad de la normativa Colombiana. En los puntos 4, 5 y 6 se encontraron

más parámetros admisibles que el resto de puntos de muestreo, con un total de 19 de los 34

estudiados. Se observa que los constituyentes inorgánicos fueron los parámetros que más

están dentro de los rangos admisibles de la normativa, obteniendo de esta forma que en los

puntos 4 y 5 todos los parámetros se encuentran dentro de los límites permitidos. Caso

contrario ocurre en los componentes orgánicos, donde ninguno de estos se encuentran en

los rangos admisibles de todos los puntos estudiados. Y en cuanto a los parámetros físicos y

organolépticos y los metales pesados, se encontraron valores muy variados, en donde

algunos parámetros si cumplen las concentraciones mínimas exigidas en el agua para el uso

potable como otros los cuales sobrepasan significativamente estos rangos.

En las tablas los valores “-” corresponden a aquellos parámetros que no son mencionados

dentro de ninguna de las normativas consultadas; Lo que quiere decir que su concentración

en el agua es despreciable, o que no afectan según el uso que se le quiera dar. De esta

forma, podemos ver en la Tabla 15 que de los parámetros físicos y organolépticos no se

tiene ninguna especificación o límite por parte de las normativas investigadas que puedan

restringir el uso del agua para riego. También se puede observar que de los constituyentes

inorgánicos solo se exige que el pH este dentro del rango de 4.5 a 9 (ver Tabla 11), y en

donde todos los puntos cumplen con estos valores. Para finalizar, se tiene que los metales

son los contaminantes que más se deben controlar en el agua para el uso de riego, debido a

que en los puntos 2, 6 y 9 se encontró que 10 de los 11 metales estudiados cumplen con el

máximo de concentraciones permitidas para el uso del agua en riego.

En cuanto al uso del agua lluvia de escorrentía en descarga de sanitarios y uso recreativo se

encontró que el agua lluvia de escorrentía no cumple debido a los parámetros físicos y

organolépticos, ya que en ambos casos se exigen límites de concentraciones de sólidos

suspendidos totales y turbidez, y en ningún punto se obtuvieron los valores permitidos. En

cuanto a los constituyentes inorgánicos los puntos 4 y 5 cumplen con el valor mínimo de

oxígeno disuelto en el agua, y por otro lado los componentes orgánicos, el punto 5 es el

único que tiene el valor admisible de DBO5, el resto de los puntos tienen valores muy

superiores a los permitidos por las normativas mencionadas en el presente trabajo de grado.

3.2. Comparación por t-test

Se realizó el análisis de t-student, para verificar cuales de los lugares podrían ser

interdependientes y estadísticamente iguales dentro del campus, para ello se realizaron dos

tablas comparativas que se pueden observar a continuación (Tablas 18 y 19). Se

compararon los p-value de los 34 parámetros de calidad en 4 parejas de puntos que se

relacionaron, donde los puntos de muestreo que se compararon fueron el 2 y 3; 4 y 5; 7 y 9

y; 6 y 10. Las dos primeras parejas de puntos tienen el tipo de superficie en común (cancha

de fútbol) y además se encuentran cercanos dentro del campus de la universidad. La tercera


53

pareja tiene en común el tipo de superficie (Cubierta) pero se encuentran espacialmente

separados y como una cuarta pareja, se identifico por que se encuentra espacialmente

alejados y con distinto tipo de superficie.

Tabla 18. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies igual

PARÁMETROS DE

CALIDAD

PAREJAS DE PUNTOS ANALIZADOS

2 y 3 4 y 5 7 y 9 6 y 10 P-

value

Iguald

ad

P-

value

Iguald

ad

P-

value

Iguald

ad

P-

value

Iguald

ad


Demanda bioquímica de oxígeno

(DBO5) 1 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Demanda Química de oxígeno

(DQO) 1 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =


Nitrógeno amoniacal 1.00 = 0.04 ≠ 1.00 = 1.00 =

Fosforo total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.01 ≠

Cloruros 0.30 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sulfato 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =

pH 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

NTK 1.00 = 1.00 = 0.05 ≠ 1.00 =

Oxigeno disuelto 0.16 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =


Acidez total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Alcalinidad total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Color Verdadero 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Turbidez 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Dureza Total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Dureza Ca 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sólidos Totales 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sólidos Sedimentables 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sólidos suspendidos totales 0.84 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sólidos totales disueltos 0.17 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sólidos volátiles 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Conductividad 0.02 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Temperatura 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

METALES

Cadmio 0.03 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Cobre 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Hierro 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Magnesio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =


54

Manganeso 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Mercurio 0.18 = 1.00 = 1.00 = 0.08 =

Níquel 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Plata 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

plomo 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.34 =

Potasio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sodio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Zinc 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

En la Tabla 18 se puede observar que en todas las parejas hay gran similitud entre los

parámetros de calidad, encontrando un máximo de diferencias en tres de los parámetros, es

decir, en donde los tres parámetros de calidad tienen un p-value menor a 0.05, estos

parámetros se encontraron en la pareja 1 (puntos 2 y 3) y en las demás parejas tan solo se

encontró un parámetros con distinto p-value. Esto indica que las concentraciones de

contaminantes y las características fiscas del agua están en función de la superficie, como

por ejemplo, los punto 7 y 9 se encuentran espacialmente separados pero con la misma

superficie, y se obtuvieron 33 de 34 parámetros similares. Por otra parte, los puntos 6 y 10,

aunque presentan diferente tipo de superficie, se puede interpretar que los resultados son

similares ya que estas dos son de las mismas características, ya que el punto 6 es una

cubierta hecha en concreto y el punto 10 corresponde a la vía que está enfrente del edificio

Manuel Briceño, lo que nos que indica que las superficies duras tienen gran similitud en las

concentraciones de los contaminantes.

En la Tabla 19 se observan los resultados de p-value entre 4 parejas distintas, estas parejas

se escogieron con el fin de determinar si existe o no similitud entre puntos con diferentes

tipos de superficies donde las parejas están compuestas por los puntos de muestreo 1 y 3; 1

y 5; 1 y 6 y; 9 y 2. El punto 1 corresponde al drenaje de la cancha de fútbol, los puntos 5 y

6 son superficies duras (cubiertas revestidas en concreto); los puntos 2 y 3 corresponden a

la ladera del costado oriental de la cancha de fútbol y el punto 9 a la cubierta de la facultad

de arquitectura.

En la Tabla 19 se puede observar que en el grupo de pares existe una mayor diferencia

entre los parámetros de las parejas 1 y 5; 1 y 6 y; 9 y 2, en donde cada una de estas tiene

una superficie de distintas características. En cuanto a los puntos 1 y 3 existe menor

diferencia entre los parámetros, en proporción con los demás puntos analizados, lo cual

puede deberse a que estas superficies están expuestas a vegetación y mayor contenido de

materia orgánica. En síntesis, mediante el análisis t-test se pudo comprobar las relación

directa que hay entre el tipo de superficie y la concentración de contaminantes en el agua

lluvia. Para mayor información sobre el análisis t-test, se pueden observar los resultados de

t-test para cada parámetro de calidad en función del lugar en el anexo 5.


55

Tabla 19. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies diferentes

PARÁMETROS DE

CALIDAD

PAREJAS DE PUNTOS ANALIZADOS

1 y 3 1 y 5 1 y 6 9 y 2

P-

value

Igual

dad

P-

value

Igual

dad

P-

value

Igual

dad

P-

value

Igual

dad


Demanda bioquímica de

oxígeno (DBO5) 1.00 = 0.30 = 0.00 ≠ 0.08 =

Demanda Química de

oxígeno (DQO) 0.80 = 0.38 = 1.00 = 0.00 ≠

CONSTITUYENTES

INORGÁNICOS

Nitrógeno amoniacal 0.11 = 1.00 = 0.19 = 0.00 ≠

Fosforo total 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.00 ≠

Cloruros 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Sulfato 0.00 ≠ 1.00 = 0.00 ≠ 0.01 ≠

pH 1.00 = 1.00 = 0.16 = 0.09 =

NTK 1.00 = 1.00 = 0.25 = 1.00 =

Oxigeno disuelto 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

FISICOS Y

ORGANOLEPTICOS

Acidez total 0.01 ≠ 0.01 ≠ 0.00 ≠ 1.00 =

Alcalinidad total 0.01 ≠ 1.00 = 0.01 ≠ 0.00 ≠

Color Verdadero 1.00 = 0.11 = 0.00 ≠ 0.00 ≠

Turbidez 0.48 = 0.54 = 0.02 ≠ 1.00 =

Dureza Total 1.00 = 1.00 = 0.01 ≠ 0.03 ≠

Dureza Ca 1.00 = 0.89 = 1.00 = 0.00 ≠

Sólidos Totales 0.30 = 0.26 = 0.01 ≠ 0.00 ≠

Sólidos Sedimentables 1.00 = 0.40 = 0.02 ≠ 0.54 =

Sólidos suspendidos totales 1.00 = 1.00 = 0.82 = 0.00 ≠

Sólidos totales disueltos 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.43 =

Sólidos Volátiles 0.09 = 1.00 = 1.00 = 0.00 ≠

Conductividad 0.95 = 0.15 = 0.01 ≠ 0.17 =

Temperatura 1.00 = 0.01 ≠ 1.00 = 1.00 =

METALES

Cadmio 1.00 = 1.00 = 0.19 = 1.00 =

Cobre 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Hierro 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.34 =

Magnesio 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.01 ≠

Manganeso 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Mercurio 0.99 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =


56

Níquel 1.00 = 0.61 = 1.00 = 1.00 =

Plata 0.08 = 0.02 ≠ 0.15 = 1.00 =

plomo 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

Potasio 1.00 = 0.02 ≠ 0.34 = 0.02 ≠

Sodio 1.00 = 0.03 ≠ 0.27 = 0.05 =

Zinc 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =

3.3. Caracterización de la variabilidad de las concentraciones observadas en

función de la ubicación dentro del campus, tipo de superficie, tipo de

evento lluvioso

A continuación se presentara mediante el análisis de componentes principales (PCA) la

variabilidad de las concentraciones calculadas en función de la ubicación dentro del campus

universitario, tipo de superficie y evento lluvioso, para esto se analizará por cada tipo de

parámetros de calidad del agua lluvia estudiados (componentes orgánicos, constituyentes

inorgánicos, físicos y organolépticos y metales pesados).

Para cada PCA realizado se desarrollaron siete gráficas. Las cuatro primeras de cada

análisis muestran el resumen gráfico de la matriz de correlaciones, en la primer gráfica se

observarán las correlaciones entre las variables (“circulo de correlaciones”), lo que quiere

decir que las variables más correlacionadas entre sí mostrarán un ángulo pequeño y las

menores un ángulo cercano a los noventa grados, las variables correlacionadas

negativamente tendrán direcciones opuestas en el plano. La segunda y tercera gráfica

mostrarán las correlaciones de la primera y segunda componente principal con cada

variable, respectivamente. La cuarta gráfica mostrara en resumen las correlaciones entra las

variables y el histograma de los valores propios de cada componente principal, resaltando

las dos primeras barras de color negro las cuales corresponden a los valores propios de las

dos primeras componentes principales, que son las componentes que se trabajaron.

Finalmente, en las tres últimas gráficas se observarán las variables de separación, que

corresponden al punto en el campus, el evento lluvioso y la superficie. Estas variables

representan una partición (división en clases) de los individuos, por lo cual, lo que se

representa en los figuras son los centros de gravedad de cada subconjunto asociado a una

modalidad (Pardo & Cabarcas, 2001).

3.3.1. Componentes orgánicos

En las figuras 36 y 39 se observa la correlación de las variables de los constituyentes

orgánicos con las dos componentes principales y en las figuras 37 y 38 se observan los

valores de dichas correlaciones. Como se puede observar en las figuras anteriores, las

variables están bien representadas ya que sus flechas terminan en el borde del círculo de

correlaciones; esto se debe a que el PCA se desarrolló para las dos variables que conforman

los componentes orgánicos, generando de esta manera únicamente dos componentes


57

principales. El 69 % de varianza se pudo resumir por medio de la primera componente

principal y el 31 % por medio de la segunda componente, obteniendo de esta forma el 100

% de la varianza. En el figura 4 se observa que el primer eje es un factor tamaño, puesto

que las coordenadas hacia la derecha indican mayor concentración de los componentes

orgánicos. El segundo eje separa hacia arriba más concentración de DQO y, hacia abajo,

DBO5

Figura 36. Correlación componentes orgánicos Figura 37. Componentes principales parámetros orgánicos

En las figuras 40, 41 y 42 se proyectan y resaltan las variables de separación

correspondientes al lugar dentro del campus, evento lluvioso y tipo de superficie,

respectivamente.

Figura 38. Componente uno de parámetros orgánicos Figura 39. Componente dos de parámetros orgánicos

En el figura 40 se observa que los lugares de 1, 2, 3, 4, y 5 contienen mayor concentración

de constituyentes orgánicos que el resto de los lugares. Los lugares 4 y 5 contienen mayor

concentración de DQO; y los lugares 1 y 3 mayor concentración de DBO5; además se

observa que el lugar dos contiene gran concentración de ambos componentes. En la figura

41 se obtuvo que el evento 14 tiene mayor concentración en promedio con los demás

eventos de DQO y el evento 6 de DBO5; y otro aspecto importante que resalta este figura


58

es que el evento 13 genera una gran concentración tanto de DQO como DBO5, ya que las

correlaciones de los individuos que generan este grupo están cerca a ambos parámetros de

calidad (ovalo azul).

Figura 40. Separación por lugar parámetros orgánicos Figura 41. Separación evento parámetros orgánicos

Figura 42 . Separación por Superficie de parámetros orgánicos


En la figura 44 se observa el histograma de los valores propios del cual el 33 % de la

variabilidad se pudo resumir por medio de la componente principal 1 y el 26 % se pudo

resumir por medio de la componente principal 2, obteniendo de esta forma el 59 % de la

variabilidad total. Como se puede observar en las figuras 43, 45 y 46 en el primer eje tiene

mayor ponderación la variable de nitrógeno y el segundo eje las variables oxigeno disuelto,

sulfatos y NTK.


59

Figura 43. Correlación componentes inorgánicos Figura 44. Componentes principales parámetros inorgánicos

Analizando las graficas 43, 47, 48 y 49 se observa que el lugar 3 y las superficies 4 y 5

contienen los valores más altos, con mayor proporción que el promedio general en sulfatos,

fósforos y pH. El lugar 2 contiene un mayor contenido de nitrógeno; el lugar 4 y 5, y la

superficie 3 contienen en general los valores más bajos que el promedio pero con una

mayor concentración de oxígeno disuelto.

Figura 45. Componente uno parámetros inorgánicos Figura 46. Componente dos parámetros inorgánicos

En cuanto al evento no se observa una gran correlación entre las componentes principales y

estas variables de separación, ya que no existe una gran separación entre estas, sin

embargo, el evento 5 en general tiene las menores concentraciones y valores más bajos de

los parámetros inorgánicos. Además, cabe resaltar que este análisis PCA no fue suficiente,

ya que la reducción de estas dos componentes solo alcanzo a analizar el 59 % de la

variabilidad.


60

Figura 47.Separación por lugar parámetros inorgánicos Figura 48.Separación por evento parámetros inorgánicos

Figura 47. Separación por Superficie de parámetros inorgánicos


A diferencia de los constituyentes inorgánicos, en los parámetros físicos y organolépticos

se obtuvo un porcentaje de variabilidad mayor en las dos primeras componentes principales

correspondiente a 69 %, del cual el 53 % se pudo resumir en la primera componente

principal y el 15 % en la segunda componente principal. En las figuras 50, 51, 52 y 53 se

observa que el primer eje es el factor tamaño, puesto que las coordenadas hacia la izquierda

indican mayor concentración de los diferentes parámetros de calidad. En el primer eje

tienen mayor ponderación las variables SV, SST, conductividad, dureza y alcalinidad. En

el segundo eje separa: hacia arriba acidez y, hacia abajo, color y turbidez.


61

Figura 48. Correlación componentes físicos Figura 49. Componentes principales parámetros físicos

Figura 50. Componente dos parámetros físicos Figura 51. Componente uno parámetros físicos

En las figuras 54, 55, 56 se observa que se genera el mismo fenómeno que en los PCA

anteriores en donde los lugares 1, 2 y 3 y las superficies 4 y 5 contienen las concentraciones

más altas en relación con los demás lugares y superficies, ya que se encuentran más hacia la

izquierda del eje de la componente principal 1. En el lugar 1 y la superficie 5, que

corresponden al punto de recolección del drenaje de la cancha de futbol, se presentan una

gran variabilidad en la información, en donde en un grupo de individuos, que corresponde a

una muestra de agua, se generan valores más altos de color y turbidez y valores más bajos

en la acidez. Contrario sucede con otro grupo de individuos del lugar 1 en donde se genera

mayor acidez y menor color y turbidez en el agua con respecto a las demás muestras. En la

figura 55 se observa que los eventos generan una importante separación entre las variables,

sobre todo el evento 1 en el cual se obtuvieron los valores de acidez y SS en el agua; y el

evento 13 que predomina en los valores de color, turbidez, ST, STD y DCa.


62

Los lugares 1, 2 y3 y las superficies 4 y 5 contienen los mayores valores en los parámetros

físicos y organolépticos. El evento también es de gran influencia sobre los valores físicos y

organolépticos en el agua lluvia.

Figura 52. Separación por lugar de parámetros físicos Figura 53. Separación por evento de parámetros físicos

Figura 54. Separación por Superficie de parámetros físicos

3.3.4. Metales

En el PCA realizado para las concentraciones de los metales pesados en el agua lluvia de

escorrentía se obtuvo que el 26 % de la variabilidad se sintetiza en la primera componente

principal, en donde tienen mayor ponderación las variables de potasio, sodio y magnesio

(se pueden observar los resultados de correlaciones en las figuras 57, 58, 59 y 60). El 18 %

de la variabilidad se pudo resumir por medio de la segunda componente, en donde este eje

separa: hacia arriba más concentración de plomo y mercurio; hacia abajo mayor

concentración de níquel y zinc.


63

Figura 55. Correlación de los metales Figura 56. Componentes principales de los metales

Figura 57. Componente dos de los metales

Figura 58. Componente uno los metales


64

En la figura 61 se observa que el lugar 3 predomina sobre los demás lugares en la

concentración de metales en el agua lluvia, al estar representado al lado izquierdo de la

figura. Caso contrario, los lugares que obtuvieron menos concentraciones de metales fueron

el 4 y el 5. El lugar 10 presenta la mayor concentración de los contaminantes del el eje 2.

En cuanto a los eventos, se observa (figura 62) que no se genera una asociación entre estas

variables de separación; y en cuanto a la superficies 4 y 5 (figura 63), al igual que los PCA

de los otros parámetros de calidad, son los que contienen mayor concentración de metales

pesados. Cabe resaltar que para este PCA no se genera una buena separación de las

variables, por lo cual no se puede determinar con gran precisión la causa de la variabilidad

de las concentraciones.

Figura 59. Separación por lugar de los metales Figura 60. Separación por evento de los metales

Figura 61. Separación por Superficie de los metales

3.3.5. Síntesis de resultados de PCA

Como resultado de la concentración de los parámetros de calidad en el agua lluvia cada

muestra de agua produce diferente tipos de resultados. En general los puntos 1, 2 y 3 los

cuales están compuestos por la superficies 4 y 5 presentaron los valores más altos en las

concentraciones de los parámetros orgánicos, constituyentes inorgánicos y los parámetros

físicos y organolépticos. Por parte del contenido de los metales pesados, aunque las

mayores concentraciones también tienden a darse en los puntos 1, 2 y 3, las variables de

separación no se diferenciaron de gran manera.


65

En cuanto al resto de lugares, siempre generaron en menor proporción concentraciones de

los parámetros de calidad estudiados en el agua lluvia de escorrentía. La ubicación de estos

puntos dentro del campus son muy diferentes, por lo cual, la relación que conlleva a que

estas muestras tenga los valores más bajos de concentraciones se debe al tipo de superficie

que recorrió el agua lluvia desde el momento de su caída hasta el instante es que se obtuvo

la muestra fue determinante en la calidad del fluido. Este factor generó un incremento en la

concentración de contaminantes, unos en mayor proporción que los demás; que en este

caso, las superficies que más afectaron a la calidad del agua lluvia fueron las de los lugares

1, 2 y 3.

La superficie por la cual el agua recorre el lugar 1 está compuesta por el drenaje de la

cancha de futbol pasando previamente por el césped sintético del que está hecho el campo.

Es posible que el contacto del agua lluvia con materiales sintéticos y luego por las tuberías

que recolectan el agua lluvia, aumenta la concentración de contaminantes. Las superficies

de los lugares 2 y 3 corresponden a la ladera que esta al costado oriental de la cancha de

fútbol. En las figuras se pudo observar que el agua concentra más contaminantes al recorrer

la superficie de las laderas, aumentando en los componentes orgánicos, constituyentes

inorgánicos, parámetros físico y organolépticos y en concentración e metales pesados. Cabe

resaltar que aunque las superficies duras generan en menor proporción la concentración de

contaminantes en el agua lluvia, este no significa que el agua cumpla con los estándares de

calidad para los diferentes usos mencionados anteriormente (agua potable, riego, lavado de

fachadas, descarga de inodoros y paisajismo).

El evento lluvioso por su parte, no generó una separación considerable para establecer que

este fuera un factor determinante en la concentración de contaminantes, aunque si generó

resultados importantes en parámetros físicos y organolépticos, por ejemplo en el evento 13

se obtuvo los mayores valores de este tipo de parámetros de calidad en el agua. Revisando

las características de este evento (Tabla 2), se observa que este tuvo una muy baja atura

total de lluvia con respecto a los demás puntos y adicionalmente la duración fue muy

pequeña. Este evento produjo en el agua un mayor color y turbidez que en el resto de las

muestras, y también mayor concentración de sólidos suspendidos o materia orgánica dentro

de esta. Sin embargo, este evento no es el único con estas características, ya que el evento 7

obtuvo una menor altura total de lluvia (0.7mm) y el mismo tiempo de una duración de un

día, pero no generó los mismos resultados de concentración de sólidos y características

físicas en el agua. Esto se debe que para el evento 13 se obtuvieron las muestras en los

puntos 1 y 2 en donde se ha enfocado la mayor concentración de contaminantes.

En conclusión las variables de separación: lugar y superficie, generaron los mejores grupos

de separación. En estas dos variables se representaron los que más tenían relación entre sí y

cuales contenían mayor concentración de contaminantes, identificando de esta forma, que

los puntos 1, 2 y 3; contenían las mayores concentraciones de contaminantes, relacionado

directamente con sus tipos de superficies.


66

3.4. Análisis de varianza de los resultados de calidad de aguas lluvias

En el análisis de varianza (ANOVA) los resultados van a estar representados con respecto a

la incidencia que tiene el lugar, la superficie, el evento y el error aleatorio en la

concentración de cada parámetro en el agua lluvia de escorrentía. Si el p-value del análisis

de varianza es menor de 0.05 nos indica que tiene una variabilidad significativa, mostrando

la barra de porcentaje de color blanco. En caso contrario, si el p-value es mayor a 0.05 nos

indica que la variabilidad no es significativa, es decir, que aunque nos indique un valor

porcentual alto de la variabilidad, este valor no tiene una confianza mayor del 95%, por lo

cual se rechazaría. Para varianzas no significativas la figura muestra la barra porcentual de

color negro.

A continuación se presentarán las figuras que resultaron de realizar el análisis de varianza,

de todos los parámetros de calidad que muestran el porcentaje de varianza que tiene el

lugar, la superficie, el evento y el error aleatorio explicados anteriormente. Luego se

mostrará una clasificación de la mayor variabilidad de las concentraciones y la causa de

estas.

3.4.1. Componentes orgánicos

En el análisis de varianza de los componentes orgánicos del agua lluvia muestreada dentro

del campus universitario (figuras 64 y 65), muestran que el lugar y la superficie, son

agentes que intervienen en la variabilidad de la calidad del agua para los parámetros de

DBO5 y DQO. Sin embargo para el DBO5 los agentes que tienen mayor influencia son el

lugar, evento y la superficie que a diferencia de la DQO, no es afectada significativamente

por el tipo de evento sino por el lugar y el tipo de superficie únicamente. Por otro lado cabe

resaltar que el lugar de recolección del agua lluvia es el que tiene una mayor incidencia en

ambos parámetros a diferencia del error aleatorio que no es significativo.

Figura 62. Análisis de varianza de la DBO5 Figura 63. Análisis de varianza de la DQO

Cabe resaltar que el error aleatorio no afecta significativamente en la variación de la DBO5

y DQO como se puede observar en las figuras 64 y 65, donde el error aleatorio tiene un

porcentaje de 2.8 y 2.4 respectivamente, menores a las ya mencionadas; esto significa que


67

la dispersión de los datos es pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de

calidad.


En el análisis de varianza de los parámetros inorgánicos (Nitrógeno, fósforo, sulfatos,

cloruros, pH, oxígeno disuelto y NTK) del agua lluvia muestreada, tiene una gran

influencia sobre los resultados el lugar y el tipo de superficie para la mayoría de los

parámetros (fósforo, sulfatos, cloruros, pH, oxígeno disuelto y NTK), siendo el nitrógeno

(figura 66) el único parámetro en que el evento y el lugar son los más influyentes, esto

puede ser causa de que el nitrógeno es un componente biodegradable por lo que este se

disuelve en el agua y la concentración varia en un evento con mayor altura de precipitación

que con uno de menor precipitación (Romero Rojas, 2005).

Figura 64. Análisis de varianza del Nitrógeno

Para el fósforo, los sulfatos, NTK y pH (ver figuras de la 67 a la 70) el análisis de varianza

arrojó que los valores porcentuales con mayor variabilidad de estos parámetros se dan

debido al lugar, con un rango entre 43.4 % y 89.4 % siendo esta la causa más importante de

variabilidad de los resultados de calidad del agua lluvia. Por otro lado el fósforo y el

nitrógeno también tienen una gran influencia por el lugar como se menciona anteriormente,

aunque estos también son afectados por el evento lluvioso, el cual intervine en la

variabilidad de la calidad del agua lluvia. Por otra parte el tipo de superficie no es

significativa para ninguno de los dos parámetros ya que el p-value es mayor a 0.05 para

ambos constituyentes.


68

Figura 65. Análisis de varianza del Fósforo Figura 66. Análisis de varianza de los Sulfatos

Figura 67. Análisis de varianza del NTK Figura 68. Análisis de varianza del pH

En las figuras 71 y 72 que corresponde a los cloruros y al oxígeno disuelto, se puede

observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido a la superficie,

a diferencia de los parámetros anteriores los cuales se veían influenciados en gran parte por

el lugar. Por otra parte el lugar y el evento no son significativo debido a que el p-value en

mayor a 0.05 como se observan en las figuras.

Figura 69. Análisis de varianza de Cloruros Figura 70. Análisis de varianza del Oxígeno Disuelto


69


En las figuras de la 73 a la 81 se pueden observar los análisis de varianza de los

constituyentes físicos y organolépticos (acidez total, alcalinidad total, color verdadero,

turbidez, dureza total, sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos totales disueltos,

conductividad y temperatura), donde se muestran los porcentajes de variabilidad de las

concentraciones de estos parámetros en el agua lluvia de escorrentía.

En las figuras 73 a 76 que corresponde a la conductividad, alcalinidad, turbidez y dureza

total se puede observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido

al lugar y a la superficie en segunda instancia. Para los dos primeros parámetros de calidad

(conductividad y alcalinidad) se ven influenciados en gran parte por el lugar, tipo de

superficie y el evento, sin embargo el agente que más influye en los resultados es el lugar

de muestreo con porcentajes de 68.8 % y 69.9 % respectivamente. También se puede

observar que el porcentaje del error aleatorio da como resultado que no hay gran dispersión

de los datos muestreados.

Figura 71. Análisis de varianza de la Conductividad Figura 72. Análisis de varianza de la Alcalinidad

Para los otros dos parámetros de calidad (turbidez y dureza total), también se ven

influenciados en gran parte por el lugar y el tipo de superficie, aunque no es influenciado

por el evento, que muestra que no influye significativamente en los resultados de calidad

debido a que el p-value en mayor a 0.05 como se observan en las figuras 75 y 76. Por otra

parte también se puede observar que el porcentaje del error aleatorio da como resultado que

no hay gran dispersión de los datos muestreados.


70

Figura 73. Análisis de varianza de la Turbidez Figura 76. Análisis de varianza de la Dureza Total

En las figuras 77, 78 y 79 que corresponde al color, sólidos totales y sólidos suspendidos

totales se puede observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan

debido al lugar y el evento. Para el primer parámetro de calidad (color) se ve influenciado

en gran parte por el lugar y el evento, sin embargo el agente que menos influencia tiene

sobre los datos de calidad en la superficie. Para los sólidos totales y los sólidos suspendidos

totales al igual que los parámetros anteriores la mayor influencia la genera el lugar, pero a

diferencia de los demás parámetros de calidad el evento y el tipo de superficie no influyen

significativamente en los análisis de calidad, además de que se logra observar que el evento

no es significativo debido a que el p-value es mayor a 0.05 como se observan en las figuras.

Figura 74. Análisis de varianza del Color Figura 75. Análisis de varianza de Sólidos Totales


71

Figura 76. Análisis de varianza de Sólidos Suspendidos Totales

Los últimos dos parámetros físicos y organolépticos son la acidez y la temperatura (figuras

80 y 81) que muestran que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido a

la superficie para ambos parámetros. Para la acidez se encontró que se ve influenciado por

los tres agentes (tipo de superficie, lugar y evento), por otra parte el error aleatorio tiene un

porcentaje de 0.7 menor a los demás agentes; que significa que la dispersión de los datos es

pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de calidad. Por otra parte la

temperatura, no es afectada significativamente por el evento a diferencia del anterior debido

a que el p-value es mayor a 0.05 como se observan en las figuras.

Figura 77. Análisis de varianza de la Acidez Figura 78. Análisis de varianza de la Temperatura

3.4.4. Metales

Al igual que en los parámetros de calidad descritos anteriormente, en los metales (cadmio,

cobre, hierro, magnesio, manganeso, mercurio, níquel, plata, plomo, potasio, sodio y zinc),

los factores que mayor inciden en la variación de las concentraciones son el lugar y el tipo

de superficie. Se puede apreciar en las figuras que existe un fenómeno importante en este


72

grupo de parámetros, donde se observa una diferencia que poseen de los demás; ya que en

los metales las variabilidades no significativas son más evidentes y está en la mayoría de

contaminantes generando hasta en los tres factores una variabilidad no significativa para un

solo metal, como es en el caso del hierro, mercurio y manganeso (figuras 82, 83 y 84).

Debido a esta desconfianza en el análisis de varianza, nos indica que debe existir otro

agente externo que controle las concentraciones de metales en el agua lluvia de escorrentía,

por otro lado, sería más conveniente afirmar que la variabilidad de las concentraciones de

los metales se deba a que los ensayos de laboratorio fueron mal realizados.

Figura 79. Análisis de varianza del Hierro Figura 80. Análisis de varianza del Mercurio

Figura 814. Análisis de varianza del Manganeso

Contrario a lo anterior mencionado, algunos de los metales (magnesio, sodio, potasio y

plomo) mostraron que en ellos influenciaban significativamente el lugar y el tipo de

superficie. Sin embargo en los cuatro casos el evento no afecta, debido a que el p-value es

mayor a 0.05 como se observan en las figuras 85, 86, 87 y 88. Por otra parte el error

aleatorio tiene un porcentaje pequeño que significa que la dispersión de los datos es

pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de calidad, especialmente en los tres

primeros metales.


73

Figura 825. Análisis de varianza del Magnesio Figura 83. Análisis de varianza del Sodio

Figura 84. Análisis de varianza del Potasio Figura 85. Análisis de varianza del Plomo

En las figuras 89, 90, 91 y 92 que corresponde al zinc, plata, níquel y cobre se puede

observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido al tipo de

superficie. Para los dos primeros parámetros de calidad (zinc y plata) muestran ser

influenciado en gran parte por el tipo de superficie, aunque el zinc también se ve

influenciado por el lugar a diferencia de la plata, por otra parte la plata se ve influenciada

por el evento a diferencia del zinc. Para el níquel y el cobre, al igual que en los parámetros

anteriores donde la mayor influencia la genera la superficie, pero se encontró similitud de

los primeros metales descritos en este numeral (hierro, mercurio y manganeso), la

variabilidad no es influenciada por ninguno de los otros agentes debido a que el p-value es

mayor a 0.05 como se observan en las figuras.


74

Figura 86. Análisis de varianza del Zinc Figura 87. Análisis de varianza de la Plata

Figura 88. Análisis de varianza del Níquel Figura 89. Análisis de varianza del Cobre

Por último, se encuentra el cadmio (figura 93) que es el único parámetro de calidad entre

los metales que se ve intervienen en la variabilidad de la calidad del agua lluvia de

escorrentía. Sin embargo en este metal no intervienen en la variabilidad el tipo de superficie

y el lugar, en lo cual se diferencia de los demás, debido a que el p-value es mayor a 0.05

como se observan en las figuras.


75

Figura 90. Análisis de varianza del Cadmio

3.4.5. Síntesis de resultados del análisis de varianza

A partir de los resultados observados en el numeral 3.4 se realizo la Tabla 20, en la que se

encuentran sintetizados todos los análisis de varianza, esta tabla se encuentra dividida por el

parámetro de calidad y sus variables de afectación (superficie, lugar, evento y error

aleatorio (E.A.)) con su respectivo porcentaje de variabilidad.

Tabla 20. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes principales

PARAMETRO DE CALIDAD % VARIABILIDAD

SUPERFICIE LUGAR EVENTO E.A

COMPONENTES ORGANICOS

DBO5 14.3 50.6 32.3 2.8

DQO 18.3 79 0.3 2.4

CONSTITUYENTES INORGANICOS

Cloruros 89.4 5.8 3.8 0.9

Fósforos 0.9 85.7 11.2 2.2

Nitrógeno 2.1 43.4 47.8 6.7

NTK 0 88.1 3.2 8.1

Oxigeno Disuelto 86 1.8 6 6.3

PH 29.1 64.2 2.9 3.8

Sulfatos 4.1 84.2 9.7 2

FÍSICOS Y ORGANOLEPTICOS

Acidez 59.9 31.2 8.1 0.7

Alcalinidad 14.4 69.5 13.5 2.5

Color 0 86.1 11.2 2.7

Conductividad 16 68.8 13.6 1.6

Dureza Total 26.4 65 6.8 1.9

ST 0.1 95.6 2.2 2.1


76

SST 0.3 94.5 1.4 3.8

Temperatura 34.4 26.5 32.3 6.8

Turbidez 30 54.9 11.8 3.3

METALES

Cadmio 13.3 7.6 65.9 13.2

Cobre 83.9 0 5 11.1

Hierro 0.5 35.1 49.7 14.7

Magnesio 23.3 68.7 5.9 2

Manganeso 2 53 22.8 22.2

Mercurio 42.9 12 19.4 25.7

Níquel 81.3 0.7 3.8 14.2

Plata 67.5 25.7 3.6 3.2

Plomo 41.8 43.7 9.3 5.3

Potasio 21.2 69 7.1 2.8

Sodio 29.9 60.4 5.9 3.7

zinc 68.8 26 5.2 0

A partir de los resultados observados en el numeral 3.4 se encontró que la variabilidad de

los parámetros de calidad se ven afectados en mayor parte al por el lugar en donde se

obtuvieron las muestras. A continuación se observa la Figura 94 donde se muestra el

porcentaje de las principales causas de variabilidad de las concentraciones de los

contaminantes en el agua lluvia en cada uno de los parámetros de calidad. Para realizar la

gráfica se identificó en los 34 parámetros de calidad que presenta mayor influencia en cada

uno de estos (superficie, lugar, evento o error aleatorio).

De esta forma, se encontró que el lugar afecta principalmente al 65 % de los parámetros,

dentro de los cuales se encuentra el DBO5, DQO, fósforos, NTK, pH, sulfatos, alcalinidad,

color, conductividad, dureza total, SS, SST, ST, STD, turbidez, magnesio, manganeso,

plomo, potasio, sodio. Por otro lado se observo que la superficie afecta al 23 % de los

parámetros analizados, dentro de los cuales se encuentran los cloruros, oxigeno, acidez,

temperatura, cobre, níquel, plata y zinc. También se observa que el evento tiene una

afectación principalmente en la variabilidad por un 12 % de los parámetros de calidad

dentro de los cuales se encuentra el cadmio, hierro, mercurio y el nitrógeno. Finalmente se

encontró que el error aleatorio (E.A) no influye de manera principal en ninguno de los

parámetros de calidad.


77

Figura 91. Factores principales que influyen en la variabilidad de los parámetros de calidad

De lo anterior y al observar la figura 94 se puede decir que el lugar es el agente que tiene

mayor influencia en la calidad del agua lluvia de escorrentía, siendo el factor principal en

22 de los 34 parámetros analizados. Sin embargo, cabe resaltar que aunque este es el factor

más influyente, la superficie y el evento también generan una variabilidad significativa,

como se describió en los resultados. Para analizar un poco más a fondo el porcentaje de

variabilidad se realizaron las figuras 95 y 96, en las cuales muestran qué factores influyen

en más de un 80 % y 50 % en los parámetros de calidad.

Figura 92. Factores que influyen en más del 80% de la variabilidad de los parámetros de calidad.

En la figura 95 se muestran los factores que influyen en más del 80% en la variabilidad de

los contaminantes, donde se encontró que 11 parámetros de calidad tienen un factor que

influye en su variabilidad en más del 80 %. De estos 11 parámetros, 4 de estos se ven

23%

65%

12%

0%

Superficie

Lugar

Evento

E:A

36%

64%

0% 0%

Superficie

Lugar

Evento

E.A


78

afectados por la superficie los cuales son cloruros, oxígeno, cobre y zinc; y 7 por el tipo de

superficie los cuales son el fósforo, sulfatos, color, SS, SST y ST.

Figura 93. Factores que influyen en más del 50% de la variabilidad de los parámetros de calidad.

A partir de los resultados observados en el capítulo anterior se encontró que 27 de los 34

parámetros analizados tienen un factor de incidencia mayor al 50 %. Como se observa en la

figura 96, de estos 27 parámetros de calidad el factor que más influye es el lugar con 75 %

(21 parámetros) seguido de la superficie con un 21 % (6 parámetros) y el evento con el

menor porcentaje el cual corresponde a un solo parámetro de calidad.

3.5. Síntesis de Resultados final

Los parámetros inorgánicos, según los diagrama de cajas (análisis de la comparación de

resultados con las normas de calidad de agua) no varían significativamente en la

concentración de los parámetro de calidad en función del lugar. Sin embargo, a través del

análisis de varianza (ANOVA) se observa que el lugar afecta en gran parte a la mayoría de

los parámetros, aunque en los cloruros y el oxígeno disuelto no son afectados

significativamente, estos dos parámetros son efectos en mayor proporción por el tipo de

superficie, que se pueden verificar de igual forma por medio del análisis de componentes

principales (PCA), ya que éstos arrojaron que dependiendo del lugar y el tipo de superficie

existe una mayor afectación.

Los parámetros físicos y organolépticos sí varían significativamente dependiendo del lugar

y el tipo de superficie según el análisis de la comparación de resultados con las normas de

calidad. Esto se puede observar en los resultados de los diagramas de cajas, ya que en los

puntos 1, 2 y 3, que corresponden tipo de superficie 4 y 5 se obtuvieron una menor cantidad

de parámetros que no son aptos para la utilización dentro del campus. Lo anterior se pudo

comprobar por medio del análisis de varianza donde se muestra que el lugar y la superficie

influyen significativamente en la variabilidad de los resultados y de igual forma

21%

75%

4% 0%

Superficie

Lugar

Evento

E.A


79

comprobados por medio del PCA y el t-test, ya que se demostró que el evento lluvioso no

genera una influencia significativa en la variación de los resultados.

Para los resultados del contenido de metales en las muestras de aguas recolectadas, se

encontró una gran dispersión de las deducciones en todos los análisis estadísticos, donde

cada metal es afectado de forma individual, sin tener relación alguna con el evento, tipo de

superficie y el lugar. Cabe resaltar que en el análisis de varianza, en la mayoría de los

resultados el error aleatorio es más importante que los otros factores analizados (evento,

tipo de superficie y el lugar). Lo anterior pudo deberse a una mala realización de los

ensayos de calidad del agua recolectada.

Como resultado de la comparación por medio de la prueba t-test, se verifico que los puntos

dentro de las mismas superficies poseen semejanzas entre ellos y que la distancia entre

superficies iguales no cambia los resultados estadísticos, esto se puede observar con los

puntos 6 y 7 los cuales se encuentran distanciados, pero poseen el mismo tipo de superficie.

En último lugar se encuentran los constituyentes inorgánicos, los cuales según el análisis

realizado en el numeral 3.1.4., donde los resultados de calidad del agua muestreada, se

compararon con la normatividad para los diferentes usos, dio como resultado que estos

parámetros no son aptos para ninguno de los usos mencionados anteriormente para el tipo

de superficie 1, la cual corresponde al campo de futbol. De igual forma, el análisis de

varianza mostró que el lugar es lo que más influye en los resultados de calidad de igual

forma que el PCA y el t-test, confirmando el análisis realizado en el diagrama de cajas.


80

4. Conclusiones y Recomendaciones Este trabajo de grado consistió en fortalecer la labor realizada en estos últimos años en

cuanto al análisis de la calidad de agua lluvia de escorrentía en el campus universitario

dando continuidad a la investigación que empezó en el año 2003 la cual demostró la

capacidad de oferta y demanda, para una posible utilización del agua lluvia para lavado y

riego de las zonas duras y fachadas, dentro del campus universitario (Lara Borrero, y otros,

2007). Enfocándose en encontrar las causas y factores de variabilidad de la calidad del agua

lluvia de acuerdo al tipo de superficie, lugar dentro del campus y evento lluvioso y así

estimar los posibles usos del agua lluvia de escorrentía en el campus de la Pontificia

Universidad Javeriana, sede Bogotá.

De acuerdo con los resultados obtenidos mediante este trabajo de grado, se observó que los

valores de concentraciones para diferentes parámetros de calidad de aguas analizados

varían de acuerdo al lugar y el tipo de superficie. Esto implica una mayor o menor

concentración de contaminantes de acuerdo a la ubicación dentro del campus y tipo de

superficie. Según los resultados de los análisis realizados, los tipos de superficies 5 y 4

(campo de futbol) posee una mayor cantidad de contaminantes inorgánicos y físicos,

implicando que para este punto deberá tener un sistema de tratamiento de mayor

complejidad que para los demás puntos de muestreo.

En general se pudo observar que en los puntos (1, 2 y 3) que pertenecen al campo de futbol,

se presentaron las mayores concentraciones de los parámetros de calidad estudiados en

relación con lo demás puntos. Esto pudo deberse a que en estos puntos se recoge una mayor

cantidad de sólidos y materia orgánica debido a las laderas del campo de fútbol, donde se

encuentra una zona de sembrado de árboles y arbustos, además de animales. Con respecto a

los metales en todos los puntos, no se pudo generar ningún tipo de análisis, debido a que

estos no mostraron ser influenciados por ningún tipo de agente (tipo de superficie, evento

lluvioso y punto de recolección). Lo anterior implica que al encontrarse una mayor cantidad

de sólidos y materia orgánica de lo permitido en este tipo de superficie, tendría como

consecuencia, el taponamiento y el aumento de contaminantes dentro de las tuberías,

generando mayores pérdidas sobre el sistema de distribución.

Cabe resaltar que en la mayoría de los parámetros analizados en este trabajo de grado, se

observó que la mayoría sobrepasaban los límites impuestos por las normas reguladoras de

calidad del agua para sus diferentes usos, esto quiere decir que se necesita un sistema de

tratamiento que sea capaz de mejor la calidad de agua lluvia recolectada dentro del campus,

ya que en ninguno de los puntos de muestreo existe un solo punto que cumpla con todos las

normativas de calidad.

En relación con la concentración de metales en el agua, no se encontró ningún factor

determinante en su variabilidad, como lugar de muestreo, tipo de superficie o evento

lluvioso: influencias no significativas de acuerdo con el análisis de varianza realizado. Esto


81

pudo deberse a una mala realización de los ensayos de laboratorio, los cuales dieron

resultados muy aleatorios e inconsistentes, otra posible causa de lo anterior pudo ser que los

factores con los que se hizo el análisis de varianza no fueron relevantes en la variabilidad

de metales pesados. Aunque es conveniente realizar una nueva toma de muestras de agua

lluvia y realizar de manera más apropiada los ensayos de laboratorio, debido a la

aleatoriedad de los resultados de calidad del agua muestreada.

De acuerdo con los análisis estadísticos realizados en este trabajo de grado (PCA, ANOVA,

T-TEST y BOXPLOTS) se pudo concluir que lo que mas influye en la variabilidad de los

resultados es el tipo de superficie y el lugar de muestreo para todos los tipo de parámetros,

a diferencia del tipo de evento lluvioso, el cual no generó ningún tipo de influencia

importante sobre los datos analizados. Esto implicaría que en el momento de proponer

algún tipo de tratamiento según el uso que se le vaya a dar al agua, se deberá tener como

factor principal (variación de la concentración de los contaminantes), el tipo de superficie el

cual recolectaría el agua lluvia de escorrentía.

Como resultado de este trabajo de grado, se pudo concluir que el agua lluvia recolectada

dentro del campus universitario necesita un tratamiento para el agua lluvia, para que

cumpla con los estándares de las normativas y poder así usarla en riego, lavado de fachadas

y carros, descarga de sanitarios y paisajismo. Como se pudo observar en la síntesis de los

diagramas de caja, se necesita un tratamiento específico para que las concentraciones de

sólidos suspendidos totales, color y turbidez disminuyan, ya que son estos parámetros los

que presentan mayores restricciones para la utilización del agua lluvia de escorrentía.

Una alternativa para disminuir la cantidad de contaminantes del agua lluvia, podría ser el

diseño de un sistema que recolecte el primer volumen de agua (First Flush) que es el que

ocurre en el comienzo del evento de lluvia, y así poder retirarlo del sistema, ya que este

primer volumen es el que contiene la mayor concentración de contaminantes, por la

acumulación y deposición durante un prolongado tiempo seco previo al evento (Villarreal

& Dixon, 2005). Esta alternativa ha sido estudiada en diferentes trabajos de investigación a

nivel internacional, el cual relaciona la cantidad necesaria de agua de acuerdo con el área de

recolección, dando resultados satisfactorios al final de estas investigaciones (Gikas &

Tsihrintzis, 2012; Mendez, y otros, 2010; Vishwanath, 2001).

Con el fin de garantizar seguridad en la utilización de aguas lluvia se recomienda realizar

ensayos microbiológicos como de Coliformes totales y E. Coli, los cuales son mencionados

en todas las normas de calidad y trabajos de investigación (Canada Mortgage and Housing

Corporation, 2005; Decreto 2115, 2007; EPA, 2004).


82

5. Referencias Decreto 1594, Usos del Agua y Residuos Liquidos (Ministerio de Salud Republica de

Colombia 26 de Junio de 1984).

NOM-127-SSA1-1994, Norma Oficial Mexicana: Salud ambiental. Agua para uso y

consumo humano. Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe

someterse el agua para su potabilización. (Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría

de Salud. 16 de Dicembre de 1999).

Decreto 2115, Características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y

vigilancia para la calidad del agua para consumo humano (Ministerio de la

Protección Social República de Colombia 22 de Junio de 2007).

Alcaldía Mayor de Bogotá. (2009). Diagnóstico de las condiciones sociales, económicas y

culturales de la Localidad de Kennedy, Documento preliminar. Bogotá:

Universidad Pedagógica Nacional.

Canada Mortgage and Housing Corporation. (2005). Water reuse standards and

verification protocol [electronic resource]. Canada: HEALTHY HOUSING AND

COMMUNITIES SERIES.

De Graaf, R., Van der Brugge, R., Lankester, J., Van der Vliet, W., & Valkenburg, L.

(2007). Local Water Resources and Urban Renewal.A Rotterdam Case Study.

NOVATECH 2007, 6th International Conference on Sustainable Techniques and

Strategies in Urban Water Management. Lyon, France, p. 189-196.

DeZuane, J. (1996). Handbook of Drinking Water Quality. Canada: Wiley.

EPA. (2004). Guidelines for Water Reuse. United States: Environmental Protection

Agency.


83

Estupiñán Perdomo, J. L., & Zapata García, H. O. (2010). Requerimientos de

Infraestructura para el Aprovechamiento Sostenible del Agua Lluvia en el Campus

de la Pontificia Universidad Javeriana, sede Bogotá[Tesis de Maestría]. Bogotá:

Pontificia Universidad Javeriana, Maestría en Ingenieria Civil.

Gikas, G. D., & Tsihrintzis, V. A. (2012). Assessment of water quality of first-flush roof

runoff and harvested rainwater. Journal of Hydrology, 466–467 (2012) 115–126.

Gilbert, R., Nakayama, F., Bucks, D., French, O., Adamson, K., & Johnson, R. (1982).

Trickle irrigation: predominant bacteria in treated Colorado river water and

biologically clogged emitters. Irrigation Science, 3(2), 123-132.

Göbel, P., Dierkes, C., & Coldewey, W. (2007). Storm water runoff concentration matrix

for urban areas. Journal of Contaminant Hydrology (USA), 91(1-2): 26-42.

Gray, N. (1996). Drinking Water Quality. Dublin: ACRIBIA, S.A.

Gromaire Mertz, M., Garnaud, S., Gonzalez, A., & Chebbo, G. (1999). Characterisation of

urban runoff pollution in Paris. Wat. Sci. Tech. (UK)., 39(2): 1-8.

Jiménes Cisneros, B. E. (2001). La Contaminación Ambiental en México, causas, efectos y

tecnología apropiada. México: Limusa.

Lara Borrero, J., Torres, A., Campos P., M. C., Duarte C., L., Echeverri, J., & Villegas, P.

(2007). Aprovechamiento del agua lluvia para riego y lavado de zonas duras y

fachadas en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana (Bogotá). Ingeniería y

Universidad, 193-202.

Lazarova, V., Hills, S., & Birks, R. (2003). Using recycled water for non-potable, urban

uses: a review with particular reference to toilet flushing. Water Science &

Technology: Water Supply, 3(4), 69-77.


84

Lind, & Marchal, W. (2012). Estadídtica aplicada a los negocios y la economía. New

York: McGraw Hill.

Maeda, M., Nakada, K., Kawamoto, K., & Ikeda, M. (1996). Area-Wide Use of Reclaimed

Water in Tokyo, Japan. . Water Science and Technology, 33(10-11), 51-57.

Malgrat, P. (1995). Panorámica General de la Escorrentía de Aguas Pluviales como Fuente

de Contaminación. Actuaciones Posibles., Jornadas Técnicas sobre la Calidad de

Aguas e Impacto en Medios Receptores por Vertidos Procedentes de Drenajes

Urbanos y Agrícolas. Diputación Provincial, University Jaume I, Castellon,

España, 1995.

McCarthy, D., Delectic, A., Mitchell, V., Fletcher, T., & Diaper, C. (2008). Uncertainties in

stormwater E. coli levels. Water Research (Holanda), 42(6-7):1812-1824.

Mendez, C. B., Klenzendorf, J. B., Afshar, B. R., Simmons, M. T., a, M. E., a, K. A., &

Kirisits, M. J. (2010). The effect of roofing material on the quality of harvested

rainwater. Science Direct, water research 4 5 ( 2 0 1 1 ) 2 0 4 9 e2 0 5 9.

Metcalf & Eddy. (1995). Ingeniería de aguas residuales 3a ed. Madrid, España: McGraw-

Hill.

Mitchell, V., McCarthy, D., Deletic, A., & Fletcher, T. (2008). Urban stormwater

harvesting - sensitivity of a storage behaviour model. Environmental Modelling &

Software, 23 (2008) 782- 793.

MLIT. (2005). Manual on Water Quality for Reuse of Treated Municipal Wastewater.

Japanese Ministry of Land, Infrastucture, and Transportatio, Tokyo, Japon.

Novotny, V. (1994). Diverse Solutions for Diffuse Pollution. Water Quality International,

Vol. 1, 1994, pp. 24-31.


85

Pardo, C., & Cabarcas, G. (2001). Métodos estadísticos multivariados en investigación

social. Bogotá: Universidad Nacional de Bogotá.

Pescod, M. (1992). Wastewater treatment and use in agriculture: irrigation with wastewater:

FAO.

Pontificia Universidad Javeriana. (s.f.). Reseña Hisórica. Recuperado el 2 de Noviembre de

2012, de http://puj-

portal.javeriana.edu.co/portal/page/portal/PORTAL_VERSION_2009_2010/es_rese

na_historica

Romero Rojas, J. A. (2005). Calidad del Agua. Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de

Ingeniería.

Serrano Gallego, R. (2003). Introducción al Análisis de Datos Experimentales:

Tratamiento de Datos en Bioensayos. Castillo de la Plana: Universidad Jaume I.

Srinivasan Rangarajan, David J. Sample, Matthew Boone, Joong Lee, Alie Muneer, Karthik

Narayanaswamy, & Megan Hochstedler. (2012). Urban Wet-Weather Flows. Water

Environment Research, Volume 84, Number 10.

Torres Murillo, O. M. (Enero de 2011). Identificación de los posibles usos del agua lluvia

de escorrentía en el campus de la pontificia universidad javeriana (Bogotá)

[Trabajo de Grado]. Bogotá: Pontificia Universidad Javeriana, Departamento de

Ingeniería Civil.

Torres, A., Lara, J., Torres Murillo, O. M., Estupiñán Perdomo, J. L., & Méndez Fajardo, S.

(2011). Aprovechamiento de aguas lluvias en el campus de la Pontificia

Universidad Javeriana, Sede Bogotá (PUJB)" Gestion Integrada Del Recurso

Hidrico Frente Al Cambio Climatico. En: Colombia ISBN: 978-958-670-914-9 .

p.325 - 336 . Cali, Colombia, Colombia: Programa Editorial Universidad Del Valle.


86

Torres, A., Mendez, S., Estupiñán, J., Lara, J., Zapata, H., & Torres, O. (2011).

Aprovechamiento de aguas lluvias en el campus de la Pontificia universidad

javeriana sede Bogotá (PUJB): en camino Hacia un campus sostenible. Bogotá:

Pontificia Universidad Javeriana.

Unión Europea. (3 de Noviembre de 1998). DIRECTIVA 98/83/CE DEL CONSEJO

Relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano. Unión Europea.

Villarreal, E., & Dixon, A. (2005). Analysis of a rainwater collection system for domestic

water supply in Ringdansen, Norrköping, Sweden. Building and Environment, 40

(2005) 1174–1184.

Villaseñor Camacho, J. (2001). Eliminación Biológica de Fósforo en Aguas Residuales

Urbanas [Tesis Doctoral]. España: Universidad de castilla-La Mancha.

Vishwanath, S. (2001). Domestic Rainwater Harvesting: Some Applications in Bangalore,

India. RWH Conference, IITD, New Delhi.

Weiers, R. M. (2006). Introducción a la Estadística Para Negocios. México: Thomson.

World Health Organization. (2006). Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and

greywater. Switzerland.

Xue, B., & Kang, X. (2012). Study on the Pollution Control and Resource Recovery of

Urban Street Rainwater. Science Direct, Energy Procedia 16 (2012) 2 – 7.


87

6. Anexos A continuación se mencionarán los anexos nombrados en este trabajo de grado:

Anexo 1. Información de precipitación de la estación San Diego.

Anexo 2. Ensayos de calidad de los puntos 4 y 5.

Anexo 3. Documentos de las normativas de calidad.

Anexo 4. Datos de calidad totales (Todos los puntos con todos sus parámetros).

Anexo 5. Código de programación en R de los análisis estadísticos de los diagramas de

cajas, t-test, Anova y PCA.

Anexo 6. Comprobación de las normas de cada uno de los parámetros de calidad.

Documents

Aprovechamiento del agua lluvia en la Pontificia