analisis del crecimiento de algas en un fgac aplicando simulacion ...

ANALISIS DEL CRECIMIENTO DE ALGAS EN UN FGAC APLICANDO SIMULACION COMPUTACIONAL

EDISON ANDRES DOMINGUEZ GARZON UNIVERSIDAD DEL VALLE

2013

ANALISIS DEL CRECIMIENTO DE LAS ALGAS EN UN

FGAC APLICANDO SIMULACION COMPUTACIONAL

EDISON ANDRES DOMINGUEZ GARZON

Trabajo de grado presentado como requisito parcial

para optar por el título:

Ingeniero Sanitario y Ambiental

Director: Ing. Luis Dario Sánchez T. MSc.

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL

SANTIAGO DE CALI

Mayo de 2013

NOTA DE ACEPTACION

La tesis titulada ANALISIS DEL CRECIMIENTO DE LAS ALGAS EN UN FGAC

APLICANDO SIMULACION COMPUTACIONAL, presentada por Edison Andres

Dominguez Garzón, en cumplimiento parcial de los requisitos para optar por el título

de Ingeniero Sanitario y Ambiental, fue aprobada por el jurado el día _____________

______________________________

Jurado

______________________________

Jurado

______________________________

Director

AGRADECIMIENTOS

El autor expresa sus agradecimientos al Ingeniero Luis Dario Sánchez T. por su confianza,

orientación y colaboración en el desarrollo del trabajo de grado.

Al ingeniero Christian Arial Viáfara V. por su colaboración en montaje y desarrollo del

proyecto.

Al instituto Cinara, especialmente a Noel Muñoz, y a los operarios Segundo y Mariano por

la colaboración y amabilidad prestada durante el desarrollo del proyecto

Al ingeniero Alexander Aponte por sus recomendaciones en la fase experimental y consejos

para enriquecer el contenido de este documento.

Al Dr. Luis Fernando Marmolejo R. por su orientación académica, colaboración y valiosos

consejos.

RESUMEN

La filtración en gravas de flujo ascendente (FGAC), hace parte de la tecnología de la filtración en

múltiples etapas. La complejidad del proceso de filtración radica en que muchos de los fenómenos

que se dan ahí, tienen relación con procesos físicos, fisicoquímicos y actividad biológica en las capas

del material filtrante. El uso de mantas sobre la superficie del lecho filtrante permite el desarrollo de

algas y otros organismos, haciendo que al momento de realizar la limpieza de la unidad este material

sea fácilmente removible. Teniendo en cuenta la importancia de la actividad biológica dentro del

proceso de filtración en grava y que ha sido poco estudiada la manera como ocurre en el proceso de

filtración de los FGAC, este trabajo analiza el comportamiento de las algas y cómo influyen en el

proceso de tratamiento y eficiencia de los FGAC aplicando simulación computacional, por medio del

software AQUASIM. Adicionalmente se determinaron las eficiencias de remoción en un FGAC con

manta sintética y las variables asociadas a la operación. Para el estudio se acondicionó una unidad

piloto de filtración en gravas de flujo ascendente con un espesor de 0,90 m de grava y una capa de

tres mantas ubicadas en la superficie con un espesor de 0,56 cm. El sistema se alimentó con agua del

río Cauca.

Los resultados del trabajo indicaron que el modelo AQUASIM facilita la simulación de la biopelícula

como reactor. Se estimó que la tasa de crecimiento de la biopelícula fué de 0,0182 mm/día en la

primera carrera de filtración, obteniéndose un grosor de 1,2 mm en 66 días y de 0,031 mm/día en la

segunda carrera de filtración alcanzando 1,35 mm en 43 días. La clorofila a fue un buen parámetro

para determinar el crecimiento biológico. En el FGAC - manta la biopelícula logró su estado de

equilibrio para una concentración de clorofila a de 3,8 g/m3 en la primera carrera de filtración y de

4,2 g/m3 en la segunda. Las eficiencias medias de remoción para la segunda carrera de filtración con

un lecho maduro fueron las siguientes: sólidos totales 43%, sólidos volátiles y turbiedad 55%, sólidos

suspendidos totales 58%, coliformes totales 92% y para E.coli de 93%. El sistema piloto FGAC manta

operando con una velocidad de filtración de 0,5 m/h generó una pérdida entre 4,5-5,0 cm para una

duración de carrera entre 43 y 66 días.

Al instalar mantas sintéticas en la superficie del lecho de grava es necesario revisar el

comportamiento hidráulico de la unidad para evitar la entrada de aire y así evitar líneas de flujo

preferenciales y el desprendimiento de la capa biológica. El trabajo muestra que puede ser factible el

reemplazo de una capa de grava de 0,25-0,30 m de espesor en filtros gruesos de flujo ascendente, por

una capa de manta de 0,56 cm para reducir el espesor del lecho filtrante en el FGAC.

TABLA DE CONTENIDO 1. INTRODUCCION…………………………………………………………………………………………………………..……… 1

1.1 Antecedentes……………………………………………………………………………………………………. 1

1.2 Objetivo general……………………………………………………………………………………………….. 4

1.2.1 Objetivos Específicos………………………………………………………………………………………... 4

2. REVISION DE LITERATURA……………………………..……………………………………………………………..……. 5

2.1 Filtración gruesa ascendente y la filtración en múltiples etapas (FiME)…………….. 5

2.2 Filtración gruesa ascendente en capas (FGAC)………………………………………………….. 5

2.2.1 Generalidades…………………………………………………………………………………………………… 5

2.2.2 Criterios de diseño………………………………………………………………………………………..….. 7

2.3 Algas……………………………………………………………………………………………………………….… 9

2.3.1 Clorofila………………………………………………………………………………………………………….… 9

2.3.2 Algas en unidades de filtración…………………………………………………………………………. 11

2.3.3 Nutrientes………………………………………………………………………………………………………... 12

2.4 Mantas sintéticas……………………………………………………………………………………………… 13

2.4.1 Mantas en unidades de filtración gruesa…………………………………………………………… 14

2.5 Simulación del crecimiento de algas……………………………………………………………….… 15 3. METODOLOGIA…………………………………………………………………………………………………………………… 17

3.1 Descripción del experimento…………………………………………………………………………..… 19

3.2 Procedimientos……………………………………………………………………………………………..…. 22

3.3 Simulación………………………………………………………………………………………………………… 22

3.4 Muestreo…………………………………………………………………………………………………..……… 25

3.5 Procedimiento de limpieza……………………………………………………………………………..… 25

3.6 Medición de caudal……………………………………………………………………….………………….. 25

3.7 Preparación del medio filtrante………………………………………………………………………… 26

3.8 Preparación de mantas……………………………………………………………………………………… 26

3.9 Justificación y descripción de parámetros experimentales………………………………… 27

3.9.1 Turbiedad………………………………………………………………………………………………….……… 27 3.9.2 Solidos Totales, Solidos Suspendidos Totales y Solidos Volátiles…………………….… 28 3.9.3 Coliformes Totales y E.coli…………………………………………………………………………….….. 28 3.9.4 Nitratos y Fosfatos……………………………………………………………………………………………. 28 3.9.5 Clorofila a, b y c………………………………………………………………………………………………… 28 4. RESULTADOS…………………………………………………………………………………………………………….………… 29

4.1 Comportamiento de las algas a diferentes profundidades del material filtrante..29

4.2 Evaluación de calidad del afluente y eficiencias de remoción del sistema……….… 37

4.3 Variables de operación del sistema…………………………………………………………………… 39 4.3.1 Caudal y velocidad de filtración………………………………………………………………………… 40 4.3.2 Comportamiento de la pérdida de carga…………………………………………………………… 41 5. ANALISIS DE RESULTADOS……………………………………………………………………………………………..…… 42

5.1 Comportamiento de las algas a diferentes profundidades del material filtrante..42

5.2 Evaluación de calidad del afluente y eficiencias de remoción del sistema…….….. 45

5.3 Variables de operación del sistema………………………………………………..…………………. 48 5.3.1 Caudal y velocidad de filtración………………………………………………………………………… 48 5.3.2 Comportamiento de la pérdida de carga……………………………………………………..…… 48 6. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………………….. 51

7. RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………………………………….… 53

8. REFERENCIAS……………………………………………………………………………………………………………………… 54

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Configuración del tratamiento de agua cruda por tecnología FiME (Galvis, 2000)…….. 5

Figura 2 Esquema isométrico de un filtro ascendente en capas (Galvis, 1999)…………………. 6

Figura 3 Espectros de absorción de clorofila a, b y c. (Rodríguez, 2013)………………………. 10

Figura 4 Interfaz de AQUASIM para Windows………………………………………………….. 15

Figura 5 Interfaz de AQUASIM – compartimiento tipo Reactor Biofilm………………………... 16

Figura 6 Estación de investigación y transferencia de tecnología – Cinara………………………. 17

Figura 7 FGAC piloto……………………………………………………………………………... 17

Figura 8 Unidad piloto de experimentación y puntos de muestreo……………………………….. 19

Figura 9 Acondicionamiento de unidades piloto. (a) Filtro dinámico. (b) Canaletas de aforo

volumétrico. (c) Limpieza del FGAC. (d) Sistema de drenaje del FGAC. (e) Llenado del

FGAC con grava limpia. (f) Instalación de piezómetros. (g) limpieza de la grava con agua

potable antes de dar inicio a la carrera de filtración. (h) acondicionamiento de las mantas

sintéticas………………………………………………………………………………..… 21

Figura 10 Proceso de adecuación e instalación de mantas. (a) Adecuación a la geometría de la unidad.

(b) Instalación del conjunto de muestreadores…………………………………………… 27

Figura 11 Comportamiento de la clorofila, capas 1, 2 y 3 durante la primera carrera de filtración.29

Figura 12 Comportamiento de la clorofila en la capa 4 y salida durante la primera carrera de

filtración……………………………………………………………………………….…. 30

Figura 13 Comportamiento de la clorofila en superficie. (a) Manta sintética (b) 10 cm capa 4 (c) 15

cm capa 4…………………………………………………………………………………. 31

Figura 14 Comportamiento de la clorofila en superficie (a) Clorofila a (b) Clorofila b (c) Clorofila

c……………………………………………………………………………………………32

Figura 15 Alga predominante en la carrera de filtración 1……………………………………….. 34

Figura 16 Alga predominante en la carrera de filtración 2……………………………………….. 34

Figura 17 Spirogyra. (a) Muestra de la masa de algas. (b) vista al microscopio 1 (c) vista al

microscopio 2…………………………………………………………………………..… 35

Figura 18 Desarrollo de la biopelícula simulado para la carrera de filtración 1 y 2………...……. 36

Figura 19 Eficiencias de remoción. (a) Turbiedad. (b) SST. (c) Coliformes totales. (d) E.coli….. 38

Figura 20 Control de caudal de operación y velocidad de filtración……………………………… 40

Figura 21 Pérdida de carga neta del filtro y perdida de la manta para ambas carreras de filtración.41

Figura 22 Comparación del crecimiento simulado de la biopelícula para ambas carreras……….. 42

Figura 23 Comportamiento (concentración clorofila - crecimiento del biopelícula simulado)...… 43

Figura 24 Correlación concentración clorofila a - crecimiento de biopelícula simulado (a) carrera de

filtración 1. (b) carrera de filtración 2…………………………………………………... 44

Figura 25 Efecto del tratamiento para la primera carrera de filtración en la reducción de: (a) Solidos

totales. (b) Solidos volátiles. (c) Solidos suspendidos totales. (d) Turbiedad. ………….. 45

Figura 26 Efecto del tratamiento para la segunda carrera de filtración en la reducción de: (a)

Solidos totales. (b) Solidos volátiles. (c) Solidos suspendidos totales. (d) Turbiedad.…... 46

Figura 27 Eficiencias de remoción, Coliformes totales y E.coli. (a) Carrera de filtración 1. (b)

Carrera de filtración 2……………………………………………………………………………. 47

Figura 28 Percentiles para caudal y velocidad de filtración durante las carreras de filtración 1 y 2.48

Figura 29 Comportamiento de la perdida de carga en la manta frente al crecimiento de biopelícula

simulado en la superficie - carreras de filtración 1 y 2……………………………………… 49

Figura 30 Comportamiento de la perdida de carga en la manta frente a la concentración de clorofila

a en la superficie - carreras de filtración 1 y 2…………………………………………… 49

Figura 31 Correlación concentración de clorofila a – pérdida de carga en la manta……………... 50

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Criterios de Diseño para FGAC (Galvis et al, 1999)……………………………………. 7

Tabla 2 Eficiencias típicas de tratamiento de filtros gruesos ascendentes. (Cinara-IRC 1999 y Galvis

y Latorre 1991)…………………………………………………………………………………… 8

Tabla 3 Presencia de clorofila a, b y c de acuerdo a diferentes grupos de algas (Hoek et al, 2002) 10

Tabla 4 Grupos y especies de algas que comúnmente causan obstrucción en los filtros lentos

(Dibernado, 1995)……………………………………………………………………….. 12

Tabla 5 Parámetros y Variables de la Investigación……………………………………………… 18

Tabla 6 Puntos de muestreo y frecuencias para los parámetros de evaluación en el filtro piloto.... 18

Tabla 7 Características del filtro piloto…………………………………………………………… 20

Tabla 8 Variables utilizadas en AQUASIM para la simulación del crecimiento del biofilm…….. 23

Tabla 9 Procesos utilizados en AQUASIM para la simulación del crecimiento del biofilm…..…. 24

Tabla 10 Compartimientos utilizados en AQUASIM………………………………………….…. 24

Tabla 11 Criterios utilizados en el experimento para la selección de mantas (Di Bernardo, 1999 y

Paterniani, 1991)………………………………………………………………….……… 26

Tabla 12 Resultados del análisis de sensibilidad AQUASIM……………………………………. 25

Tabla 13 Calidad del agua afluente al FGAC en la carrera de filtración 1 y 2……………...……. 37

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1 Pruebas granulométricas

Anexo 2 Valores de las variables CS1_1, CS1_2, CS2_1, CS2_2, RO1S1, RO1S2

Anexo 3 Datos experimentales, caudal y velocidad de filtración

Anexo 4 Tendencias de cada tipo de clorofila

Anexo 5 Datos experimentales, SST, Turbiedad, Nitratos, Fosfatos

Anexo 6 Gráficas comportamiento de remoción

1


1. INTRODUCCION

1.1 Antecedentes

La filtración en gravas de flujo ascendente, FGAC, es el pre -tratamiento clave que hace parte de la

tecnología de la filtración en múltiples etapas (Sánchez et al., 2007). Estos sistemas son una

tecnología de tratamiento natural que opera bajo el concepto de barreras múltiples y el de

tratamiento integral. La complejidad del proceso de filtración en múltiples etapas (FiME), radica en

que muchos de los fenómenos que se dan ahí, tienen relación con procesos físicos, fisicoquímicos y

la actividad biológica en las capas del material filtrante (Sánchez et al., 2007).

De acuerdo con Di Bernardo y Sabogal (2009) los factores que influyen en el desempeño de la

FiME pueden ser agrupados en: características del agua cruda, el tipo de pre tratamiento que

antecede la filtración y el uso de mantas sintéticas o tejidas. La eficiencia de la filtración en los

sistemas FiME, no solo depende del tamaño del medio filtrante en particular en la unidades de pre

filtración en gravas de flujo ascendente, sino también de las partículas a filtrar, la tasa de filtración

y la actividad biológica (Galvis, 2000).

Cuando las unidades que conforman la FiME específicamente FGAC y FLA se encuentran limpias,

la eficiencia de remoción es relativamente baja siendo necesario un tiempo de filtración para la

formación de una capa biológica (Di Bernardo y Sabogal, 2009).

La actividad biológica ha sido estudiada con mayor profundidad en las unidades filtración lenta en

arena FLA; al respecto Bellamy et al., (1985), indican que la adición de nutrientes en aguas con

bajos contenidos de nitrógeno y fósforo, permitió aumentar la actividad biológica en lechos

experimentales de arena de unidades FLA y mejorar las eficiencias de remoción de turbiedad y de

indicadores de contaminación microbiológica. Sin embargo en unidades de filtración en grava de

flujo ascendente FGAC son escasos los estudios al respecto.

De acuerdo con Di Bernardo y Sabogal (2009) la actividad biológica en sistemas de filtración lenta

es considerada como la más importante en el tratamiento del agua, de ahí que resulta interesante

conocer qué ocurre con la actividad biológica bajo ciertas condiciones de funcionamiento en las

unidades FGAC y qué tanto los factores que intervienen en la eficiencia del proceso de filtración

2


afectan la formación, desarrollo y comportamiento la biopelícula, en el lecho filtrante y sobre la

superficie del mismo.

En particular las algas pueden indicar cómo gradualmente se desarrolla tal actividad biológica en el

filtro, porque ellas hacen parte de la biopelícula que se forma durante el paso de agua a través del

medio filtrante, la biopelícula está constituida fundamentalmente por partículas inertes, materia

orgánica, y una variedad de microorganismos (bacterias, algas, protozoarios, etc) (Di Bernardo y

Sabogal, 2009), este crecimiento biológico se da especialmente sobre la superficie del lecho; los

microorganismos que se sostienen en la biopelícula son alimentados por las impurezas adheridas,

las cuales sirven de fuente de energía al tener gran contenido de materia orgánica y nutrientes

inorgánicos, principalmente nitrógeno y fósforo (Sánchez, 1996).

Las algas normalmente están presentes en el agua cruda y se desarrollan si existen condiciones

favorables de nutrientes, pH, oxígeno disuelto y radicación solar como principales factores

limitantes de su desarrollo (Di Bernardo, 1995). El florecimiento de las algas se relaciona con el

aumento de la concentración de los nutrientes y permiten el desarrollo de fitoplancton; zooplancton,

bacterias, protozoos y hongos (Di Bernardo, 1995).

Las algas junto con bacterias protozoarios y otras formas de vida pueden colonizar el lecho filtrante

y pueden tener un papel importante en la eficiencia de los FGAC. Durante el día debido a la

presencia de luz solar las algas utilizan dióxido de carbono, nitratos y fósforo y otros nutrientes

presentes en el agua produciendo una masa celular y oxígeno lo cual puede oxidar compuestos

orgánicos resultando en otros más fácilmente asimilables por bacterias y otros organismos (Di

Bernardo y Sabogal, 2009). Por lo cual es de gran importancia conocer el efecto de esta actividad

biológica en las unidades FGAC.

También se debe tener en cuenta que concentraciones excesivas de algas pueden tener una

influencia negativa en el proceso de filtración causando obstrucción del medio filtrante y

contribuyendo a la pérdida de carga y consecuente disminución de la carrera de filtración, este

proceso de obstrucción por crecimiento de algas puede darse más fácilmente en unidades de flujo

ascendente debido a que en la superficie resulta el sobrenadante clarificado permitiendo la

penetración de la luz solar en la columna de agua por encima de la parte superior del medio granular

(Di Bernardo y Sabogal, 2009).

3


El uso de materiales en forma de capa sobre la superficie del lecho filtrante permite el desarrollo de

algas y otros organismos sobre éste, haciendo que al momento de realizar la limpieza de la unidad

este material (partículas inertes, materia orgánica y microorganismos) sea fácilmente removible, ya

que solo debe quitarse el material (Sánchez, 1996).

Teniendo en cuenta la importancia de la actividad biológica dentro del proceso de filtración en

grava y que ha sido poco estudiada la manera como ocurre en el proceso de filtración de los FGAC,

este trabajo analiza el comportamiento de las algas y cómo influyen en el proceso de tratamiento y

eficiencia de los FGAC aplicando simulación computacional.

4


1.2 Objetivo general

Contribuir al entendimiento del proceso de filtración en gravas de flujo ascendente, profundizando

en el conocimiento de algunos aspectos de la formación, crecimiento de las algas por medio de

herramientas computacionales y su relación con la remoción microbiológica teniendo en cuenta las

variables operacionales del filtro.

1.2.1 Objetivos Específicos

Analizar el comportamiento de las algas en el FGAC en el material filtrante.

Identificar las eficiencias de remoción en un FGAC con manta sintética.

Revisar las variables asociadas a la operación del FGAC con manta sintética.

5


2. REVISION DE LITERATURA

2.1 Filtración gruesa ascendente y la filtración en múltiples etapas (FiME)

La FGAC hace parte de la tecnología de tratamiento de filtración en múltiples etapas (FiME), donde

se combina con la filtración lenta en arena (FLA) y la filtración gruesa dinámica, FGDi, es decir

FGDi + (FGAC) + (FLA), dando como resultado mejores niveles de tratamiento del agua cruda al

poner más barreras de tratamiento y combinar el potencial de cada una de ellas.

Figura 1 Configuración del tratamiento de agua cruda por tecnología FiME (Galvis, 2000).

2.2 Filtración gruesa ascendente en capas (FGAC)

2.2.1 Generalidades

La unidad de FGAC está conformada por lechos de grava de diferente tamaño en el rango de gruesa

en el fondo, a fina en la superficie (Figura 2). Este tipo de filtración tiene la ventaja de favorecer la

acumulación de sólidos en el fondo de las unidades (IRC-Cinara, 1999), donde se localiza un

distribuidor de caudal, el cual también sirve como sistema de drenaje en el momento del lavado del

filtro, lo que facilita el mantenimiento del mismo. Esta limpieza se hace cuando la pérdida de carga

está entre los 15 y 20 cm, realizando descargas sucesivas de fondo, sin embargo se ha demostrado

6


que descargas intermedias con 10 cm de pérdida de carga proporcionan un aumento en la duración

de la carrera de filtración (Di Bernardo y Sabogal, 2009). La altura total de un FGAC está en el

rango de 1,1 a 1,5 m, un incremento en la longitud del lecho filtrante implica mayor tiempo de

retención y mayor volumen para acumulación de lodo, microorganismos, materia orgánica, etc.,

esto implica una mayor eficiencia en el proceso de remoción (Galvis, 2000). Adicionalmente, la

dirección vertical del flujo reduce interferencias generadas por temperatura o diferencias de

densidad del fluido, mejorando el comportamiento hidráulico de la unidad, evitando zonas muertas

y produciendo tiempos de retención más homogéneos (IRC-Cinara, 1999).

Un FGAC está compuesto principalmente por:

Cámaras de filtración (compartimientos)

Accesorios de regulación y control

Estructura de entrada y salida

Sistema de drenaje

Lecho filtrante

Rebose

Figura 2 Esquema isométrico de un FGAC (Galvis, 2000)

7


2.2.2 Criterios de diseño

Lecho filtrante

El lecho filtrante normalmente consiste de 4 a 5 capas de grava de diferentes tamaños, variando

entre 25 y 1,6 mm en la dirección de flujo (ver Tabla 1). Las características de las capas de grava

(tamaño del material y espesor del lecho) deben ser seleccionadas cuidadosamente con el fin de

optimizar tanto el funcionamiento hidráulico como el mantenimiento de las unidades (Galvis y

Latorre, 1999).

A mayor contaminación del agua afluente, menor debe ser la tasa de filtración con la que se debe

operar el filtro.

Tabla 1 Criterios de Diseño para FGAC (Galvis y Latorre, 1999)

Parámetro FGAC

Tasa de filtración (m/h) 0,30 – 10

Longitud (m) y tamaño de grava (mm) 0,15 – 0,30 (25 – 35)




Altura del agua sobrenadante (m) 0,20

Velocidad inicial para limpieza (m/h) >10

Periodo de operación (h/d) 24

Sistema de drenaje

El drenaje de los FGAC se puede llevar a cabo a través de tuberías perforadas o sistemas de falso

fondo, que son instalados sobre el fondo de las estructuras de filtración. Por la condición de flujo

ascendente de los filtros gruesos, el sistema de drenaje se proyecta para cumplir con dos propósitos

básicos: distribuir uniformemente el flujo en el área filtrante y recolectar el agua de lavado. La

cabeza total entre el nivel de agua superficial en el filtro grueso y el punto de descarga de la tubería

de drenaje a la atmósfera, es el parámetro clave para determinar la carga de lavado, cuyo valor

mínimo de diseño no debe ser inferior a 20 m3/m2/h (Sánchez et al., 2007).

8


Velocidad de filtración

Los FGAC usualmente son usados a velocidades de filtración entre 0,3 y 10 m/h siendo sensibles a

fluctuaciones hidráulicas, especialmente al ser cargadas con altas concentraciones de sólidos. Un

incremento en la velocidad de filtración podría re-suspender el material sedimentado, y generar el

traspaso de sólidos a través del filtro. Por esta razón se recomienda la operación del filtro a tasa

constante (Sánchez et al., 2007).

Eficiencia de remoción

Los filtros de grava mejoran principalmente la calidad física del agua a medida que remueven los

sólidos suspendidos y reducen la turbiedad. Sin embargo también se puede esperar un mejoramiento

de la calidad microbiológica del agua, pues las bacterias y los virus también se pueden comportar

como sólidos, con tamaños en el rango de 10 a 0,2 μm y de 0,4 a 0,002 μm respectivamente. Estos

organismos se adhieren mediante fuerzas electrostáticas a la superficie de otros sólidos suspendidos

de agua. Por tanto el mejoramiento de la calidad bacteriológica del agua en los filtros en grava

puede llegar más o menos del 60-90% (IRC-Cinara, 1999; Galvis y Latorre, 1999).

De acuerdo con IRC-Cinara (1999), Galvis y Latorre (1999) las remociones típicas encontradas en

sistemas de filtración gruesa ascendente, tratando aguas superficiales de valle y de ladera, se

relacionan en la Tabla 2. Para filtros con las siguientes características: velocidad de filtración,

0,30m/h y 0,75 m/h; lechos filtrantes entre 1,0 y 1,55m de longitud y agua previamente tratada con

FGDI con velocidades de filtración iguales o inferiores a 3,0m/h se tienen las siguientes eficiencias.

Tabla 2 Eficiencias típicas de tratamiento de filtros gruesos ascendentes. (IRC-Cinara, 1999; Galvis

y Latorre 1999)

Parámetro Reducción Típica

Solidos Suspendidos Hasta 95 %

Turbiedad Entre 50 – 80 %

Color real Entre 20 – 50 %

Coliformes Fecales Entre 0.65 – 2.5 Und.log

9


Operación y Mantenimiento

Las actividades de operación y mantenimiento de un FGAC permiten tener control sobre el

funcionamiento de la unidad frente al comportamiento de la calidad de agua afluente, las

actividades de operación y mantenimiento básicamente consisten en:

Medición de turbiedad

Medición de color

Medición de pérdida de carga

Medición y control de caudal

Retiro de material flotante

2.3 Algas

Estas constituyen un grupo diverso de organismos eucarióticos que contienen clorofila y llevan a

cabo la fotosíntesis oxigénica, aunque la mayoría de las algas son de tamaño microscópico, algunas

son macroscópicas, e incluso pueden llegar a medir 30 m de longitud (Madigan et al, 2003).

2.3.1 Clorofila

La clorofila es un complejo constituido de un ion Mg2+ enlazado con un macrociclo que tiene el

esqueleto de la porfirina. Las clorofilas catalizan la transformación de dióxido de carbono gaseoso y

agua durante la fotosíntesis (Angenault, 1999).

Además de ser un pigmento característico de las plantas imprescindible para realizar la fotosíntesis,

son sustancias orgánicas (Quevedo, 1992), que proporciona color, con otros pigmentos, entre ellos

antofila y el caroteno (Restrepo, 2008).

Existen varios tipos de clorofila las cuales se identifican según su espectro de absorción entre las

más comunes se encuentran la clorofila a y b. La clorofila a, es la principal en las plantas superiores

y algas, es de color verde porque absorbe con preferencia la luz roja (absorción máxima a 680 nm) y

azul (absorción máxima a 430 nm) y transmite la luz verde (Madigan et al., 2003). En la Figura 3 se

10


presenta el espectro de adsorción de diferentes tipos de clorofila y sus respectivas longitudes de

absorción.

Figura 3 Espectros de absorción de clorofila a, b y c. (Rodríguez, 2013)

En la Tabla 3 se presentan algunas divisiones de algas identificando el contenido de pigmentos

(Clorofila a, b y c)

Tabla 3 Presencia de clorofila a, b y c de acuerdo a diferentes grupos de algas (Hoek et al., 2002)

Division Clorofila a Clorofila b Clorofila c

Chlorophyta X X X

Chlorarachniophyta X X

Cyanophyta X

Cryptophyta X X

Dinophyta X X

Euglenophyta X X

Glaucophyta X

Haptophyta X X X

Heterokontophyta X X X

Prochlorophyta X X

Rhodophyta X

: Divisiones más comunes en agua dulce

11


Las divisiones de algas más comunes en agua dulce de acuerdo con Di Bernardo (1995), Di

Bernardo y Sabogal (2009) y GAIA (2011) son: Cyanophyta, Glaucophyta, Cryptophyta,

Dinophyta, Euglenophyta, Chlorophyta.

La estimación de la biomasa de algas planctónicas puede realizarse por dos métodos, la

cuantificación del biovolumen geométrico y la concentración de clorofila a, ya que es el principal

pigmento fotosintético presente en los diferentes grupos de algas, ambas variables representan

efectivamente las diferencias de biomasa en el espacio y en el tiempo, registrando además un alto

grado de correlación. Mediante un adecuado protocolo de extracción de la clorofila a se obtiene una

rápida y efectiva estimación de la biomasa de algas (GAIA, 2011).

Investigaciones realizadas por Di Bernardo y Sabogal, (2009) para la determinación de biomasa

algal demuestran que la clorofila a presenta correlaciones con la biomasa superiores al 90%, lo que

convierte a este pigmento en un excelente indicador del crecimiento biológico.

2.3.2 Algas en unidades de filtración

La presencia de algas en cantidades moderadas son usualmente benéficas para el funcionamiento de

unidades de filtración lenta en arena (IRC-Cinara, 1999), por lo cual es de gran importancia conocer

el papel que juegan estos organismos no solo en unidades FLA sino también en unidades FGAC en

las cuales es más fácil conseguir su crecimiento debido a la disponibilidad de nutrientes pero es más

complicado mantenerlas por la variabilidad en calidad del agua que se puede presentar ya que esta

unidad admite mayor cantidad de sólidos que un FLA.

Las algas son generalmente retenidas en la parte superior de los lechos, donde se desarrolla la

biopelícula, la cual con un crecimiento significativo puede ocasionar pérdidas aceleradas de energía

hidráulica y la consecuente disminución de la carrera de filtración (IRC-Cinara, 1999). Este proceso

de obstrucción por crecimiento de algas puede darse más fácilmente en unidades de flujo

ascendente debido a que en la superficie resulta el sobrenadante clarificado permitiendo la

penetración de la luz solar en la columna de agua por encima de la parte superior del medio granular

(Di Bernardo y Sabogal, 2009). En la Tabla 4 se muestran algunos grupos y especies de algas que

comúnmente causan obstrucción en los filtros lentos y que podrían desarrollarse en la superficie de

los FGAC.

12


Tabla 4 Grupos y especies de algas que comúnmente causan obstrucción en los filtros lentos (Di

Bernardo, 1995).

Grupo Especie

Cyanophyta (cianobacterias)

Anabaena flos-aquae, Anacystis dimidata, Oscillatoria

amphibia, Oscillatoria chalibea, Oscillatoria ornata,

Oscillatoria princips, Oscillatoria pseudogeminata.

Chlorophyta (algas verdes)

Chorellapyreidonosa, Closterium moniferum,

Spyrogira porticalis, Tibonema bombycinum, Palmela

mucosa.

Chrysophyta (diatomeas)

Cyclotella meneghiniana, Cymbela ventricosa,

Diatoma vulgare, Dynobryon sertularia, Fragilaria,

crotonensis, Melosira granulata, Melosira itálica,

Navicula graciloides, Navicula lanceolata.

Pirrophyta (dinoflagelados) Peridinium wisconsinense

Euglenophyta Trachelomonas aebea.

2.3.3 Nutrientes

De acuerdo con Sánchez (1996) los organismos fotosintéticos (productores primarios), se benefician

de los nutrientes transportados, por el agua afluente en forma de nitratos y fosfatos. Estos nutrientes

contribuyen al desarrollo de las algas que a su vez son fuente de alimento de los protozoos. Los

detritus transportados por el agua afluente y generados por la muerte y descomposición de los

productores primarios (algas), son utilizados por las bacterias (especialmente bacterias saprófitas)

para su crecimiento, las bacterias a su vez son fuente de alimento de los protozoos y rotíferos,

principales consumidores primarios de la cadena alimenticia.

Los microorganismos en la biopelícula necesitan de fuentes de carbono, nitrógeno, fósforo y azufre

para su crecimiento. El nitrógeno (en forma de nitratos) esta generalmente en trazas muy pequeñas

en aguas naturales, este es un nutriente esencial para muchos autótrofos fotosintéticos, el fósforo (en

forma de fosfatos) está presente en agua naturales y residuales y es considerado esencial para el

crecimiento de los organismos (Sánchez, 1996).

13


2.4 Mantas sintéticas

Las mantas sintéticas son generalmente hechas de fibras de polipropileno, poliamida y poliéster y

tienen alta porosidad (alrededor del 80 al 90%). Están fabricadas de tal forma que presentan

resistencia a la tensión, abrasión, calor, radiación ultravioleta, al ataque de compuestos como

ácidos, alcalinizantes y agentes oxidantes, poseen alta elongación, lo que permite un mejor

acomodamiento en cualquier superficie, manteniendo su resistencia bajo las deformaciones iniciales

que presente el lugar o el dispositivo donde se estén empleando (Cinara, 2001).

Las características y propiedades físicas de las mantas sintéticas sugieren, que son adecuadas para la

filtración de agua con sólidos en suspensión ya que no se deterioran en el agua y son fáciles de

limpiar. Paterniani (1991) afirma que la combinación de los parámetros: conductividad hidráulica,

superficie específica y espesor de las mantas, ayudan a determinar la manta que mejor se adapta a

las condiciones de filtrado, así como a la tasa de filtración, a la calidad del agua y al sistema de

filtración utilizado.

Mbwette y Graham (1987) investigaron ampliamente las propiedades y características de diferentes

tipos de mantas sintéticas. Como resultados presentan que las mantas se dividen en dos grandes

grupos: tejidas y no tejidas, además se afirma que las tejidas no son las más apropiadas para la

filtración en arena debido a que poseen un espesor muy fino, una porosidad y un área superficial

especifica muy baja, por lo cual la probabilidad de remover partículas y almacenarlas es muy baja

en comparación con las mantas no tejidas, que presentan unas mejores características en este

sentido.

Por lo tanto, si se tiene en cuenta que la filtración en grava necesita una tasa de filtración más alta

en relación a la filtración lenta en arena, entonces se requiere, mayor porosidad, mayor área

superficial y mayor espesor de la manta, para que no ocurran mayores pérdidas de carga en tiempos

cortos de operación, y existan mejores carreras de filtración, por lo tanto, deben emplearse mantas

sintéticas no tejidas con características que se ajusten a la filtración en grava (Viáfara, 2012).

14


2.4.1 Mantas en unidades de filtración gruesa

Estudios con mantas sintéticas en filtros gruesos han sido pocos y menos explorados en relación a

los trabajos de mantas sobre unidades de filtración lenta en arena

Los trabajos más relevantes en el tema se presentan a continuación:

Di Bernardo, 1997, en su trabajo “Uso de mantas sintéticas em pré-filtros de pedregulho

para pré-tratamento de águas de abastecimento: en el cual desarrolló experimentos

comparativos en dos unidades de pre-filtración de flujo vertical ascendente, una de ellas

combinada con una manta sintética.

En 2001 Rengifo, realizó un estudio sobre del uso de mantas sintéticas no tejidas sobre la

superficie del lecho filtrante de los filtros gruesos dinámicos (FGDI) como un método de

acondicionamiento de la calidad de agua para los siguientes procesos de tratamiento.

Paterniani, en 2004, en su estudio “Eficiência da pré-filtração e filtração lenta no tratamento

de água para comunidades rurales” evaluò el desempeño mantas sintéticas en los filtros

lentos y gruesos.

Autores como Di Bernardo, (1997); Paterniani, (1991) y Graham et al., (1994) , sugieren el uso de

mantas sintéticas no tejidas en las unidades de filtración ya que proveen ciertas ventajas debido a las

características de las fibras, las cuales permiten una mayor retención de partículas y un mejor

comportamiento como medio filtrante.

Las mantas sintéticas pueden disminuir la altura del lecho filtrante, aumentar la eficacia de

remoción de partículas de menor tamaño y aumentar las carreras de filtración, hecho que prevé una

reducción en el tiempo que el operador dedica a las tareas de operación y mantenimiento, estas

ventajas se ven reflejadas en una disminución de costos de inversión inicial y mantenimiento

(Viáfara, 2012). Sin embargo son pocas las aplicaciones a escala real que indiquen si tales ventajas

son realmente observables y se desconoce el impacto sobre los costos de operación y

mantenimiento.

15


2.5 Simulación del crecimiento de algas

Existen diferentes programas computacionales que pueden ser empleados para la modelación de

procesos y en particular para modelar el comportamiento de las algas. En este trabajó con el modelo

AQUASIM que fue desarrollado por el instituto suizo de ciencia y tecnología ambiental EAWAG,

para la identificación y simulación de sistemas acuáticos, construidos a escala real y a escala piloto.

Las tareas realizadas por el programa son la simulación, el análisis de sensibilidad, estimación de

parámetros y análisis de incertidumbre (Reichert, 1998), una de las ventajas de este programa es que

es de libre acceso; además soporta varios sistemas operativos entre los cuales se encuentra

Windows en el cual se trabaja por medio de una interfaz por “ventanas” que facilita el uso del

software, ver figura 4.

Figura 4. Interfaz de AQUASIM para Windows

En cuanto a requerimientos AQUASIM requiere como mínimo 16 MB de RAM, 10 MB de espacio

en el disco duro y en el caso de Windows se admite desde el sistema MS Windows 95. AQUASIM

trabaja mediante la definición de variables, procesos, compartimientos y enlaces para la

formulación del sistema a simular (ver Figura 4). Entre los tipos de variables disponibles en

AQUASIM se encuentran:

Variables de estado: estas describen propiedades del agua o de una superficie en contacto con el

agua (por ejemplo, temperatura, masas o concentraciones de sustancias disueltas o en suspensión o

de sustancias unidas a una superficie) (Reichert, 1998).

16


Variables de programa: estas se refieren a cantidades predefinidas del sistema, pueden representar

variables independientes como el tiempo y el espacio, también pueden utilizarse para definir

condiciones iniciales de los compartimientos que hacen parte de un sistema (Reichert, 1998).

Variables de lista real: estas variables se utilizan para proporcionar datos medidos o para formular

dependencias en otras variables con la ayuda de pares de datos interpolados, en donde el método de

interpolación es definido por el usuario (Reichert, 1998).

Variables de fórmula: estas son utilizadas para crear variables dependientes o relaciones funcionales

mediante el uso de expresiones algebraicas que contienen otras variables anteriormente definidas,

con la limitación de que no son permitidas las referencias cíclicas (Reichert, 1998).

Dentro de los compartimientos disponibles en AQUASIM se encuentra un comportamiento

específico para la simulación de la biopelícula, que puede ser utilizado para conocer el crecimiento

del mismo de acuerdo a concentraciones de nutrientes específicas.

En la Figura 5, se muestra la interfaz de AQUASIM para la configuración del compartimiento de

simulación de biopelículas.

Figura 5. Interfaz de configuración del compartimiento de desarrollo de biopelícula

17


3. METODOLOGIA

La investigación se realizó en la estación de investigación y transferencia de tecnología de Cinara

ubicada en Puerto Mallarino – Santiago de Cali (ver Figura 6). El estudio se desarrolló a escala

piloto para lo cual se instaló un FGAC (ver Figura 7), para evaluar el comportamiento de las algas

con un grupo de mantas sintéticas; por un período de tres meses y quince días. El FGAC fue

alimentado con agua cruda procedente del río Cauca.

Figura 6 Estación de investigación y transferencia de tecnología - Cinara.

Figura 7 FGAC piloto.

Los parámetros y variables de la investigación se presentan en la Tabla 5. La frecuencia para los

parámetros y puntos de muestreo se relacionan en la Tabla 6.

18


Tabla 5 Parámetros y Variables de la Investigación

Parámetro Unidad Variables Independientes Valor

Coliformes Totales UFC/100ml

Velocidad de filtración 0,5 m/h E.coli UFC/100ml

Clorofila – a, b y c g/m3

Nitratos g/m3

Altura del lecho filtrante 1 m Fosfatos g/m3

Solidos Totales g/m3

Solidos Volátiles g/m3

Oxígeno disuelto g/m3

Tipo de la limpieza

Extracción de material

flotante y descargas

sucesivas de fondo

Temperatura °C

pH Unidades

Turbiedad UNT Altura de agua

sobrenadante 0,07 m

Caudal l/s

Tabla 6 Puntos de muestreo y frecuencias para los parámetros de evaluación en el filtro piloto.

Parámetro Puntos de Muestreo

Total Afluente Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4 Manta

Coliformes Totales 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

E.coli 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Clorofila – a 1d 1d 1d 1d 3d 1d 7d

Clorofila – b 1d 1d 1d 1d 3d 1d 7d

Clorofila – c 1d 1d 1d 1d 3d 1d 7d

Nitratos 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Fosfatos 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Solidos Totales 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Solidos Volátiles 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Oxígeno Disuelto 1d 1d 2d

pH 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Turbiedad 1d 1d 1d 1d 1d 1d 5d

Caudal 2d 2d 4d

d: diarias

19


3.1 Descripción del experimento

Para la evaluación del comportamiento de las algas en un FGAC, una unidad piloto se acondicionó

para facilitar la toma de muestras y la medición de la pérdida de carga a lo largo del lecho filtrante,

este fue antecedido de una unidad de filtración dinámica (FGDi). En la Figura 8 se presentan las

capas de grava que componen el filtro piloto en el orden del sentido de flujo, con sus respectivos

puntos de muestreo.

AGUA CRUDA RIO CAUCA

FGDi

FGAC

Figura 8 Unidad piloto de experimentación y puntos de muestreo

Puntos de muestro en la columna de agua Puntos de muestreo de clorofila a, b y c

* ° Afluente

* Capa 1

* Capa 2

* Capa 3

* Capa 4

* Mantas sintéticas

* ° Efluente

20


Nota: los parámetros medidos en cada capa correspondieron a:

* Coliformes Totales, E.coli, Nitratos, Fosfatos, Sólidos Totales, Sólidos Volátiles, Sólidos

Suspendidos Totales, Color real, pH, Pérdida de Carga, Clorofila a, Clorofila b, Clorofila c.

° Oxígeno Disuelto

El FGAC fue cubierto en la superficie por un conjunto de 3 mantas sintéticas las cuales tienen como

función retener parte de las impurezas que fluyen por el medio granular, aumentar la duración de la

carrera de filtración, disminuir el espesor de la capa de grava sin perjudicar la calidad del efluente y

facilitar la limpieza de la unidad (Di Bernardo y Sabogal, 2009; Sánchez, 1996).

Las características del filtro piloto se presentan en la Tabla 7 y en la Figura 9 donde se muestra el

acondicionamiento del filtro piloto, que incluye las unidades de aforo y FDGi, que facilitó la

retención de picos elevados de SST. También se realizaron las pruebas de granulometría y

porosidad para identificar los tamaños adecuados de grava y la posterior selección de las mantas a

utilizar. Para medir la pérdida de carga fueron instalados en el FGAC una caja de piezómetros y se

instaló el sistema de drenaje.

Tabla 7 Características del filtro piloto

Característica Valor

Material del filtro Ferrocemento

Forma Circular

Diámetro 1,93 m

Altura Total 2 m

Capa 1 Espesor: 0,25 m Tamaño: 3/4 – 1 Porosidad: 52 %

Capa 2 Espesor: 0,25 m Tamaño: 1/2 – 3/4 Porosidad: 45 %



Manta 1 - NT-1800 Espesor: 1,6 mm Área superficial: 15563 (m2/m3) Porosidad: 87,9 %



Las pruebas correspondientes a la granulometría de la grava se relacionan en el Anexo 1.

21


(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

(g) (h)

Figura 9 Acondicionamiento de unidades piloto. (a) Filtro dinámico. (b) Canaletas de aforo

volumétrico. (c) Limpieza del FGAC. (d) Sistema de drenaje del FGAC. (e) Llenado del FGAC con

grava limpia. (f) Instalación de piezómetros. (g) lecho de grava limpia antes de dar inicio a la

carrera de filtración (h) acondicionamiento de las mantas sintéticas.

22


3.2 Procedimientos

Las unidades piloto se operaron a una velocidad de 0,5 m/h, durante un periodo de 109 días y se

realizó una sola limpieza a los 66 días. Para el cumplimiento de los objetivos se procedió de la

siguiente manera:

Se controló y midió el caudal afluente

Se realizó la limpieza cuando la eficiencia del filtro empezó a estabilizarse

Se tomaron muestras diarias a las 10 am, en el afluente, capas de grava, manta y efluente

Se realizaron 3 muestreos 24 horas de seguimiento al oxígeno disuelto

Con la información obtenida se procedió a realizar el análisis de datos en Excel

La información relacionada con el comportamiento de algas se utilizó para alimentar el

software AQUASIM y simular el crecimiento de la capa biológica. En la Tabla 8 se

presentan las variables consideradas en el software.

3.3 Simulación

Los parámetros medidos en la fase experimental se utilizaron con el fin de alimentar el programa

AQUASIM, el cual consiste en un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias y/o parciales y

ecuaciones algebraicas, que describen el comportamiento determinista para un conjunto de variables

de un sistema acuático. En este caso se analizó el crecimiento de la biopelícula en la superficie de

un FGAC, teniendo en cuenta la concentración de Clorofila, Nitratos, y Fosfatos. Los pasos para el

análisis fueron los siguientes:

1. Definición de las variables para la simulación: el software ofrece los siguientes tipos de

variables, estado, programa, constantes, listas reales, listas de variables. Estas variables

representan concentraciones que son medidas de manera experimental. La selección de un

tipo de variable u otra está determinada por el proceso que se desea simular. Cuando es

necesario modificar la formulación matemática incluida en el programa por defecto, se

utilizan las variables de formula y sondeo (iteración), para realizar los ajustes.

23


Las variables utilizadas se describen en la Tabla 8.

Tabla 8 Variables utilizadas en AQUASIM para la simulación del crecimiento de la biopelícula.

Variable Descripción Tipo Expresión / Valor Unidad

CDS1 coeficiente de difusividad sustrato 1 FV 0,0001 m2/d

CDS2 coeficiente de difusividad sustrato 2 FV 0,0001 m2/d

CO1 concentración organismo 1 SV - g/m3

CS1_1 concentración sustrato 1 carrera 1 RLV Anexo 2 g/m3




DB Concentración máxima FV 4,6 g/m3

GB grosor biopelícula PV - m

Q caudal FV 35.11 m3/d

RO1S1 rendimiento de algas - sustrato 1 RLV Anexo 2 -

RO1S2 rendimiento de algas - sustrato 2 RLV Anexo 2 -

TCE01_1 tasa de crecimiento de algas en carrera 1 FV 0,13 1/d

TCE01_2 tasa de crecimiento de algas en carrera 2 FV 0,2 1/d

Tiempo días de carrera de filtración PV - d

TRO1 tasa de respiración organismo 1 SV - 1/d

TSS1 tasa de saturación sustrato 1 FV 2 g/m3

TSS2 tasa de saturación sustrato 2 FV 2 g/m3

FV: Variable de formula SV: Variable de estado RLV: Variable de lista real PV: Variable de programa

Las variables de lista real corresponden a mediciones realizadas durante la fase experimental, los

valores correspondientes se muestran en el Anexo 2.

2. Selección del tipo de proceso que se llevará acabo, bien sea dinámico o en equilibrio. Al

igual que las variables es posible la modificación matemática de los procesos para permitir

el ingreso de las constantes de proceso que lo requieran.

24


Los procesos utilizados se describen en la Tabla 9.

Tabla 9 Procesos utilizados en AQUASIM para la simulación del crecimiento de la biopelícula

Proceso Descripción Tipo Ecuación

CO1S1_1 crecimiento de algas - sustrato 1 – carrera 1 DP TCEO1_1*CS1_1 /

(TSS1+CS1_1)*CO1


(TSS1+CS1_2)*CO1


(TSS2+CS2_1)*CO1


(TSS2+CS2_2)*CO1

RO1 respiración de algas DP TRO1*CO1

DP: Proceso dinámico

3. Acorde a lo definido por Reichert (1998), el compartimiento seleccionado para el análisis

del comportamiento (crecimiento) de la biopelícula fué el compartimiento de desarrollo de

biopelícula, los datos empleados correspondieron a dos carreras de filtración, siendo la

primera en condición de lecho limpio, este compartimiento trabajó por medio de un área

determinada con variables definidas en el compartimiento, incluyendo condiciones iniciales

de variables, número de especies simuladas, concentración de nutrientes disponibles y la

eficiencia de los organismos sobre ese sustrato. Los compartimientos empleados se

describen en la Tabla 10.

Tabla 10 Compartimientos utilizados en AQUASIM

Compartimiento Descripción Tipo Entradas

MANTA_CA_1 Crecimiento de biopelícula sobre la manta –

carrera 1 BR

CS1_1:CS1_1*Q

CS2_1:CS2_1*Q

MANTA_CA_2 Crecimiento de biopelícula sobre la manta –

carrera 2 BR

CS1_2:CS1_2*Q

CS2_2:CS2_2*Q

BR: Reactor biopelícula

25


4. Como paso final se definieron las relaciones entre las variables, procesos y compartimientos,

para tener un sistema completo e iniciar la simulación, la comparación entre los resultados

de la simulación y los datos originales (ver Figuras 23 y 24), permitió comprobar la

efectividad de la elección de las variables y los compartimientos.

3.4 Muestreo

Para la toma de muestras del afluente se procedió a tomar el agua en las canaletas de aforo

el cual era el punto abierto más cercano al FGAC.

Para la toma de muestras en las capas 1 a 4 se utilizaron las tuberías de los piezómetros que

tenían acceso al agua en el centro de cada capa.

Para la toma de muestras en la superficie se procedió a tomar el agua de la tubería efluente.

Para el caso de la clorofila se instalaron muestreadores a 10 y 15 cm de profundidad desde

la superficie con el fin de facilitar la toma de muestras y trozos de manta adheridos a las

mantas sintéticas e identificar el crecimiento de algas.

3.5 Procedimiento de limpieza

La limpieza se realizó cuando la eficiencia del filtro empezó a estabilizarse y la concentración de

clorofila presentó un comportamiento asintótico. Inicialmente se realizaron descargas sucesivas de

fondo hasta drenar totalmente el filtro, esta operación se realizó tres veces consecutivas hasta que

los niveles de turbiedad en las descargas comenzaron a estabilizarse. Antes del último llenado para

entrar en operación, se retiró el grupo de mantas, las cuales fueron lavadas con agua tratada,

retirando el material biológico adherido. Finalmente se instalaron las mantas, se calibró el caudal de

entrada y el filtro entró en operación nuevamente; el proceso de limpieza duró 6,5 horas.

3.6 Medición de caudal

Se midió el caudal diariamente a la entrada en las canaletas de aforo (Figura 9 (a) y (b)) y salida de

la unidad (tubería efluente), el método seguido fue el procedimiento volumétrico, y los valores

obtenidos se encuentran en el Anexo 3.

26


3.7 Preparación del medio filtrante

A la arena empleada en la unidad FGAC se le realizaron análisis granulométricos, se le determinó la

densidad y se calculó su porosidad. La selección se realizó siguiendo los criterios de diseño

mencionados en el ítem 2.2.2, las pruebas correspondientes a la granulometría de la grava se

encuentran en el Anexo 1.

3.8 Preparación de mantas

De acuerdo a los resultados obtenidos por Di Bernardo (1997) el uso de mantas sintéticas sobre la

superficie de un una unidad de filtración en grava, (con áreas superficiales entre 10388 m2/m3 y

20662 m2/m3, porosidades entre 80 y 90% y espesor superior a 5 mm), mejoran la calidad de agua

ya que aumentan la eficiencia de filtración o retención de partículas y la duración de la carrera de

filtración de la unidad. Por lo tanto se procedió a identificar los valores de las propiedades de las

mantas para favorecer carreras de filtración más largas y aumentar la retención de partículas en el

filtro, se eligieron las mantas con las áreas superficiales más grandes, mayores espesores,

porosidades entre 80-90%.

Tabla 11 Criterios utilizados en el experimento para la selección de mantas (Di Bernardo, 1997;

Paterniani, 1991)

Parámetro Valor

Superficie Específica 12000 – 22000 (m2/m3)

Conductividad hidráulica > 1,3 mm/s

Porosidad > 80 %

Espesor > 2 mm

Después de seleccionar las mantas y su ubicación se procedió a realizar la adecuación de acuerdo a

la geometría del FGAC y a instalarlas en la superficie de la unidad como se muestra en la Figura 10.

27


(a) (b)

Figura 10 Proceso de adecuación e instalación de mantas. (a) Adecuación a la geometría de la

unidad. (b) Instalación del conjunto de muestreadores.

En la Figura 10 (b) se puede apreciar la instalación de trozos de manta y los flotadores

correspondientes a los muestreadores ubicados a 10 y 15 cm de profundidad para facilitar la toma

de muestras y la detección de crecimiento de algas sobre la superficie de la manta.

3.9 Justificación y descripción de parámetros experimentales

Las variables medidas en esta investigación fueron: turbiedad, coliformes totales, E.coli, nitratos,

fosfatos, Solidos Totales, Solidos Suspendidos Totales, Clorofila a, b y c. Una descripción de los

métodos seguidos se presenta a continuación:

3.9.1 Turbiedad

La turbiedad es una medida gruesa de partículas orgánicas e inorgánicas en el agua. La turbiedad es

un parámetro de interés en salud pública porque en este parámetro se puede incluir

microorganismos patógenos o sustancias toxicas; altos valores de turbiedad pueden indicar altos

riegos para la salud (Sánchez, 1996). La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda este

parámetro para evaluar sistemas de tratamiento. El método de medición seguido es el recomendado

por el Standard Methods 2005.

28


3.9.2 Sólidos Totales, Sólidos Suspendidos Totales y Sólidos Volátiles

La determinación de Sólidos Suspendidos Totales (SST), cantidad de partículas flotantes o

suspendidas en la columna de agua, que pueden ser separadas del líquidos por medios físicos,

Sólidos Volátiles (SV), porción de materia orgánica que puede oxidarse a 550°C, Sólidos Totales

(ST), grupo de partículas que incluyen a los sólidos disueltos, suspendidos y sedimentables en agua

(Restrepo, 2008), se realizaron por los métodos (2540 B 2-56), (2540 D 2-58), (2540 E 2-59)

respectivamente, de acuerdo a lo recomendado por el Standard Methods, 2005

3.9.3 Coliformes totales y E.coli

Los principales riesgos de naturaleza aguda para la salud humana asociado con sistemas de

abastecimiento de agua son de tipo microbiológico, por lo que estos son importantes indicadores de

calidad de agua para consumo humano (Sánchez, 1996). El conteo de coliformes y E.coli se hizo

por la técnica de filtración por membrana de acuerdo a lo recomendado por el Standard Methods

2005 (9222 B 9-60); los datos se reportaron como UFC/100ml.

3.9.4 Nitratos y Fosfatos

Nutrientes como los nitratos y fosfatos son esenciales para el crecimiento de los microorganismos

en el filtro de ahí la importancia de medir estos parámetros por su incidencia en el crecimiento de

las poblaciones biológicas y la eficiencia de los filtros (Sánchez, 1996). El método seguido para la

determinación de nitratos fue el espectrofotométrico (4500 B 4-120), realizado de acuerdo con el

Standard Methods, (2005). La determinación de Fosfatos se hizo por el método de la reducción de

cloruro estañoso (4500 D 4-152) de acuerdo con el Standard Methods, (2005).

3.9.5 Clorofila a, b y c

La clorofila a, b y c fué medida como indicador de crecimiento biológico y para determinar la

biomasa algal ya que de acuerdo con Di Bernardo y Sabogal (2009) la clorofila a presenta

correlaciones con la biomasa superiores al 90%, por lo cual los resultados de la simulación se

confrontaron con las mediciones de clorofila a, la determinación de los tres tipos de clorofila se

hizo por medio de método espectrofotométrico (10200 H 10-18), realizado de acuerdo con el

Standard Methods (2005).

29


4. RESULTADOS

4.1 Comportamiento de las algas a diferentes profundidades del material filtrante

El seguimiento de clorofila a, b y c en la columna de agua correspondió a cada capa de grava y

mantas sintéticas, con el fin de identificar en cuál de las capas se podría desarrollar actividad

biológica relacionada con estos pigmentos. En la Figura 11 se muestra el comportamiento de la

clorofila a, b y c en la columna de agua para las capas 1, 2 y 3 del FGAC durante la primera carrera

de filtración.

Figura 11 Comportamiento de la clorofila, capas 1, 2 y 3 durante la primera carrera de filtración.

Como se puede observar en la Figura 11 la actividad biológica relacionada con clorofila en las

primeras 3 capas de material filtrante (0,25 m cada una) es muy escasa en los 66 días

correspondientes a la primera carrera de filtración, razón por la cual ninguna se estas capas fue

seleccionada para el análisis de crecimiento de algas sobre la superficie. Por lo tanto en un FGAC

en grava el crecimiento de las algas no se desarrolla en la profundidad del lecho.

30


En la Figura 12 se muestra el comportamiento de la clorofila a, b y c en la columna de agua para las

capa 4 y salida del FGAC durante la primera carrera de filtración.

Figura 12 Comportamiento de la clorofila en la capa 4 y salida durante la primera carrera de

filtración.

Los muestreos en la columna de agua mostraron que la última capa de grava (capa 4) y el conjunto

de mantas sintéticas fueron las que presentaron mayor actividad relacionada con los pigmentos

(clorofila a, b y c, como se observa en la Figura 12), los muestreos en la columna de agua solo

fueron utilizados para la identificación de las zonas con actividad biológica, (los cuales evidencian

la presencia del pigmento mas no su comportamiento), debido a que los datos obtenidos por medio

de este método de muestreo presentan interferencias relacionadas con la calidad del agua al

momento de la toma de muestra, razón por la cual se consideran poco representativos del fenómeno

de superficie, se decidió realizar el muestreo de clorofila en la superficie sobre la manta y en la capa

de grava 4, para 10 y 15 cm de profundidad. Esos resultados se clasificaron por profundidad (ver

Figura 13) y por tipo de clorofila (ver Figura 14), para las dos carreras de filtración.

31


(a)

(b)

(c)

Figura 13 Comportamiento de la clorofila por profundidad.

(a) Manta sintética (b) 10 cm (capa 4) (c) 15 cm (capa 4)

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la (

g/m

3)

Dia de operación

Clorofila a Clorofila b Clorofila c

Polinómica (Clorofila a) Polinómica (Clorofila b) Polinómica (Clorofila c)

0

0,4

0,8

1,2

1,6

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la (

g/m

3)

Dia de operación



0

0,2

0,4

0,6

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la (

g/m

3)

Dia de operación



Lavado

Lavado

Lavado

32


(a)

(b)

(c)

Figura 14 Comportamiento por tipo de clorofila.

(a) Clorofila a (b) Clorofila b (c) Clorofila c

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la a

(g/m

3)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm

Polinómica (Manta) Polinómica (10 cm) Polinómica (15 cm)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la b

(g/m

3)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 20 40 60 80 100 120

Clo

rofi

la c

(g/m

3)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Lavado

Lavado

Lavado

33


Como se observa en las Figuras 13 y 14 la colonización (aparición) de algas inició en la capa

superior o manta a los 12 días de iniciada la primera carrera de filtración, 7 días después se detectó

clorofila a 10 cm de profundidad y 3 días después de detectar clorofila a los 10 cm se encontró a los

15 cm donde las concentraciones eran demasiado bajas coincidiendo con los resultados obtenidos

del muestreo en columna de agua.

Para la segunda carrera de filtración la colonización (aparición) de algas inició en solo 2 días y las

concentraciones de clorofila de la primera carrera de filtración fueron alcanzadas más rápido, esta

diferencia se debe a que la primera carrera se realizó bajo lo condición de lecho limpio (grava

limpia y manta limpia), razón por la cual fue necesario más tiempo para la adaptación y

colonización de organismos, esto acorde con lo reportado por Di Bernardo (1995).

También se puede observar que la clorofila a presenta las mayores concentraciones en la superficie

a 10 y 15 cm de profundidad lo que la convierte en el pigmento dominante en el FGAC, los tres

tipos de clorofila fueron disminuyendo sus concentraciones con la profundidad en la capa 4 del

FGAC, pero la clorofila b fue las más afectada ya que disminuyó su concentración en mayor

proporción pasando de ser la segunda clorofila con mayor concentración en la superficie a ser la

clorofila en menor concentración a los 15 cm de profundidad.

En las Figuras 13 y 14, se puede observar que la clorofila a en un FGAC con manta presenta un

desarrollo en tres fases: en la fase uno se observó un fenómeno de adaptación en los primeros 20

días, la fase de crecimiento se dió entre el día 20 al 60 y después se tiene una fase de estabilización

(o de equilibrio) para la primera carrera de filtración, para la segunda carrera de filtración la fase

uno presentó un periodo de adaptación de 4 días, la fase de crecimiento se dió entre el día 71 al 95 y

posteriormente se presentó la fase de estabilización. El mejor ajuste para los comportamientos de

los diferentes tipos de clorofila corresponden a tendencias polinómicas de tercer grado. Los

resultados de las tendencias por cada carrera de filtración se encuentran en el Anexo 4.

34


Para la primera carrera de filtración se presentó una distribución uniforme de algas en la superficie

de la manta y la capa 4 del lecho como se muestra en la Figura 15.

Figura 15 Alga predominante en la carrera de filtración 1.

Para la segunda carrera de filtración se presentó una distribución no uniforme de algas filamentosas

en la superficie como se observa en la Figura 16, estas algas pasaron a ser las de mayor presencia en

la superficie del filtro, las algas fueron identificadas como algas verdes pertenecientes a la división

Chlorophyta y género Spyrogyra.

Figura 16 Alga predominante en la carrera de filtración 2.

35


En la Figura 17 se prentan las fotos realizadas al microscopio para la identificacion de las algas que

presentaron el mayor crecimiento en la superficie del filtro. En la Figura 16c, se aprecia el

cloroplasto en forma de espiral, característico de la Spyrogyra.

(a) (b)

(c)

Figura 17 Spirogyra.

(a) Muestra de la masa de algas. (b) vista al microscopio 1. (c) vista al microscopio 2.

Con la información de los datos experimentales se procedió a alimentar las variables y a definir los

diferentes procesos y compartimientos para la simulación del crecimiento de la biopelícula sobre la

superficie por medio de AQUASIM, cuyos resultados se muestran en la Figura 18.

36


Figura 18 Desarrollo de la biopelícula simulado para la carrera de filtración 1 y 2.

La primera carrera de filtración alcanzó un crecimiento máximo de 1,2 mm a los 66 días de

operación, para la segunda carrera de filtración este crecimiento fue más rápido ya que se

alcanzaron los 1,2 mm de grosor a los 41 días de operación. El máximo grosor de la biopelícula fue

de 1,35 mm a los 43 días de operación, en la segunda carrera de filtración. La tasa de crecimiento de

la biopelícula fue de 0,0182 mm/día en la primera carrera de filtración y de 0,031 mm/día en la

segunda carrera de filtración, lo cual indica que en un FGAC el desarrollo de la biopelícula está

influenciado por el tiempo de operación y la maduración del lecho, porque la tasa de desarrollo de

la biopelícula fué un 58% mayor en la segunda carrera de filtración.

Tras la simulación, el análisis de sensibilidad arrojó los siguientes resultados sobre las variables de

lista real no adimensionales:

Tabla 12 Resultados del análisis de sensibilidad AQUASIM

Simulación Parámetro Sensibilidad

(g/m3)

Error

(g/m3)

carrera 1 CS1_1 5,52E-09 2,04E-08

CS2_1 3,10E-10 2,90E-09

carrera 2 CS1_2 4,56E-08 7,24E-08

CS2_2 1,18E-08 7,32E-08

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Gro

sor

(mm

)

Tiempo (d)

Carrera 1

Carrera 2

lavado

Lavado

37


4.2 Evaluación de calidad del afluente y eficiencias de remoción del sistema

La unidad FGAC estuvo antecedida por un filtro dinámico, por consiguiente el agua afluente al

FGAC fue acondicionada previamente. En la Tabla 13 se presentan los valores máximos, mínimos,

promedios y desviaciones de los datos de calidad de agua afluente para ambas carreras de filtración,

los valores obtenidos para los parámetros mencionados en la Tabla 13 se listan en el Anexo 5.

Tabla 13 Calidad del agua afluente al FGAC en la carrera de filtración 1 y 2.

Carrera

de

filtración

1

Parámetro Máximo Mínimo Promedio Desviación STD.

Coliformes T. (Log UFC/100ml) 4,52 3,81 4,23 0,16

E.coli (Log UFC/100ml) 3,83 2,85 3,37 0,30

Turbiedad (UNT) 201 21,30 66,36 36,96

SST(g/m3) 61 4 19,65 11,07

SV(g/m3) 249 35 86,79 51,28

ST(g/m3) 412 111 188,09 66,02

Nitratos (g/m3) 3,15 0,73 1,38 0,48

PO4 (g/m3) 8,13 0,10 0,46 1,07

Carrera

de

filtración

2

Parámetro Máximo Mínimo Promedio Desviación STD.

Coliformes T. (Log UFC/100ml) 5,35 4,11 4,88 0,36

E.coli (Log UFC/100ml) 4,49 3,18 3,91 0,32

Turbiedad (UNT) 261 29 116 67

SST(g/m3) 71 6 30 18

SV(g/m3) 248 39 95 58

ST(g/m3) 414 114 211 76

Nitratos (g/m3) 1,97 0,92 1,35 0,31

PO4 (g/m3) 0,57 0,10 0,19 0,10

De los datos presentados en la Tabla 13 se puede apreciar que a pesar que en los parámetros

medidos se presentó gran variabilidad, se puede observar que en la segunda carrera de filtración se

presentó un afluente de menor calidad; para los parámetros coliformes totales y E.coli se presentó

un incremento de 0,65 y 0,54 unidades logarítmicas respectivamente.

38


En las Figura 19 se muestran los porcentajes de remoción de turbiedad, sólidos suspendidos,

coliformes totales y E.coli registrados durante todo el período de operación del sistema y el tiempo

de adaptación de la unidad, 20 días para la primea carrera y 4 días para la segunda.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 19 Eficiencias de remoción. (a) Turbiedad (b) SST (c) Coliformes totales (d) E.coli.

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

% e

fici

enci

a d

e

rem

oci

ón

de

Tu

rbie

dad

dias de operación

carrera 1

carrera 2

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120% e

fici

enci

a d

e re

mo

ció

n

de

SS

T

dias de operación

carrera 1

carrera 2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Rem

oci

on

co

lifo

rmes

tota

les

(lo

g)

dias de operación

carrera 1

carrera 2

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Rem

oci

on

E.c

oli

(lo

g)

dias de operacion

carrera 1

carrera 2

39


De acuerdo con la Figura 19 (a), la remoción de turbiedad fué uno de los parámetros más inestables

de la investigación especialmente en la primera carrera de filtración, donde se obtuvieron

remociones entre el 11% y el 76 % y una remoción promedio del 35%. Para la segunda carrera de

filtración se obtuvieron remociones entre el 36% y 65% y una remoción promedio del 53%. Ese

cambio puede estar asociado a la maduración del filtro. Al respecto Sánchez (1996), define la

maduración como el tiempo requerido para que ocurra una condición de estabilidad en la variable

de interés en el efluente del filtro. La biopelícula puede requerir un tiempo considerable para

desarrollarse dependiendo de la calidad del afluente, la tasa de filtración, las características del

medio filtrante y la forma de limpieza del filtro, cuando esta se ha desarrollado completamente

puede ocurrir una máxima remoción de contaminantes (Di Bernardo y Sabogal, 2009; Sánchez,

1996).

Se puede apreciar en las Figuras 19 (b), (c) y (d), que se presentó un comportamiento inestable en

las eficiencias de remoción durante los primeros 20 días para la primera carrera de filtración, este

comportamiento como se mencionó anteriormente corresponde a la fase de maduración de la

unidad; para la segunda carrera de filtración, se alcanzó la estabilidad en las eficiencias de remoción

en solo 4 días.

El periodo de maduración es importante ya que las unidades de filtración necesitan un tiempo

cuando están en la condición de lecho limpio para alcanzar condiciones estables en las variables de

interés en el agua efluente del sistema (Sánchez, 1996). Después de la finalización de la fase de

adaptación es decir en los primeros 20 días para la primera carrera y de 4 días para la segunda

carrera; la eficiencia logró estabilizarse en un porcentaje de remoción entre el 50 y 70 % para

sólidos suspendidos totales y de 79% a 99% para E.coli. El comportamiento del filtro en cuanto a la

remoción de nitratos, fosfatos y sólidos totales se muestra en el Anexo 6.

4.3 Variables de operación del sistema

La operación del sistema se analizó a partir del comportamiento del caudal afluente, la velocidad de

filtración y la pérdida de carga en el filtro, una descripción del comportamiento de estas variables se

presenta a continuación.

40


4.3.1 Caudal y velocidad de filtración

La Figura 20 ilustra el comportamiento de los caudales de operación y la velocidad de filtración

durante todo el periodo de investigación. Los datos de caudal reportados son el resultado del

promedio de cuatro aforos diarios.

Figura 20 Control de caudal de operación y velocidad de filtración

Los caudales de operación y las velocidades de filtración presentan un porcentaje de variación

promedio de 0,64 % frente a los valores de diseño. Los datos de caudal y de velocidad de filtración

presenta resultados entre 0,39-0,42 l/s y 0,48-0,51 m/h respectivamente. Las pocas variaciones

indican un adecuado control operacional y buena confiabilidad del proceso por los pequeños

cambios de velocidad de filtración.

4.3.2 Comportamiento de la pérdida de carga

En la Figura 21 se muestra la pérdida progresiva de carga en el filtro. Se aprecia que la pérdida de

carga total alcanzada por el sistema FGAC-MANTA en la primera carrera de filtración de 66 días

fue de 4,5 cm y en la segunda carrera de filtración de 43 días de operación fué de 4,9 cm.

0,43

0,45

0,48

0,50

0,53

0,38

0,4

0,42

0,44

0,46

0 20 40 60 80 100 120

Vel

oci

dad

de

filt

raci

ón

(m

/h)

Cau

dal

(l/

s)

dias de operación

Q - carrera 1

Q - carrera 2

Vf - carrera 1

Vf - carrera 2

Lavado

41


Figura 21 Pérdida de carga neta del filtro y pérdida de la manta para ambas carreras de filtración

La pérdida de carga en la manta registró un valor máximo de 1 cm para la primera carrera que

representa el 22,2% de la carga neta alcanzada en el filtro y 1,3 cm para la segunda carrera siendo

el 26,5% de la carga neta alcanzada por el filtro. El filtro fué lavado teniendo como criterio la

disminución en la eficiencia de remoción de sólidos y turbiedad, independiente de los resultados de

la pérdida de carga. En el Anexo 3 se encuentran los valores de caudales, velocidades de filtración y

pérdidas de carga obtenidos para ambas carreras de filtración.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

0 20 40 60 80 100 120

H (

cm)

dias de operación

Perdida de la manta -

carrera 1

Perdida del sistema -

carrera 1

Perdida del sistema -

carrera 2

Perdida de la manta -

carrera 2

Lavado

42


5. ANALISIS DE RESULTADOS

5.1 Comportamiento de las algas a diferentes profundidades del material filtrante

El comportamiento observado de la clorofila b y c en las Figuras 13 y 14 de los diferentes tipos de

clorofila, es un indicador de que a mayor profundidad del lecho filtrante predominan diferentes

tipos de algas debido al cambio de las condiciones como mayor disponibilidad de nutrientes y

menor cantidad de radiación solar. Teniendo en cuenta los grupos de algas más comunes en la

unidades de filtración (ver Tabla 14), una disminución de algas pertenecientes a la división

Euglenophyta y un aumento de algas pertenecientes a la división Cryptophyta se ha presentado,

explicando así el cambio en las concentraciones de clorofila b y c, lo cual está en concordancia con

los reportes de Di Bernardo (1995).

La especie Spirogyra (Chlorophyta) predominó en la superficie del FGAC con manta, coincidiendo

con los grupos de algas más conocidos y detectados en unidades de filtración por Di Bernardo,

(1995) en sus investigaciones.

En la Figura 22, se presenta la comparación del crecimiento de la biopelícula en la primera carrera

de filtración frente a la segunda carrera de filtración en una misma escala de tiempo (asumiendo

ambas como carreras iniciales).

Figura 22 Comparación del crecimiento simulado de la biopelícula para ambas carrera de filtración.

En la Figura 22 se observa que para la carrera 1 se tiene un mayor tiempo de adaptación para dar

inicio a la colonización y actividad biológica en el lecho y la manta (20 días para la carrera 1 y 4

y = 0,0592e0,0467x

R² = 0,9983

y = 0,1002e0,0616x

R² = 0,98950

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Gro

sor

(mm

)

Tiempo (d)

Carrera 1

Carrera 2

Exponencial (Carrera 1)

Exponencial (Carrera 2)

43


días para la carrera 2). Ambos crecimientos presentan tendencias de tipo exponencial aunque para la

segunda carrera la velocidad de crecimiento fue mayor debido a la diferencia en las condiciones

iniciales que propiciaron un menor tiempo de maduración lo que a su vez contribuyó a un eficiente

trabajo de filtro. Adicionalmente los tiempos de recuperación después del lavado se hacen más

cortos que si se trabajara con la unidad totalmente limpia. Este resultado indica que, la evaluación y

control del tiempo de crecimiento de la biopelícula es importante ya que este influye en la calidad

del tratamiento y posiblemente en el desarrollo de la pérdida de carga de la unidad.

El comportamiento del grosor simulado de la biopelícula en la superficie del FGAC-manta frente a

la clorofila a, a través del tiempo se presenta en la Figura 23.

Figura 23 Comportamiento (concentración clorofila - crecimiento de biopelícula simulado)

Los resultados indican que a mayor concentración de clorofila a mayor grosor de la biopelícula

mostrando una correlación directa. El nivel de correlación entre ambos se presenta en la Figura 24,

indicando que hay un buen nivel de correlación entre la concentración de clorofila a medida en la

primera carrera de filtración, frente al grosor de la biopelícula arrojado por software para esta

misma carrera, (r2 = 0,93). Para la segunda carrera también se presentó un buen nivel de correlación

entre la concentración de clorofila a medida y el grosor de la biopelícula arrojado por software para

esta carrera, (r2 = 0,90).

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 20 40 60 80 100 120G

roso

r (m

m)

Clo

rofi

la a

(g/m

3)

Tiempo (d)

Clorofila a

Grosor biofilm

Lavado

44


(a) carrera de filtración 1.

(b) carrera de filtración 2.

Figura 24 Correlación concentración clorofila a - crecimiento de biopelícula simulado

En consecuencia se puede afirmar que en la medida que el FGAC madura, se presenta un desarrollo

de la biopelícula presentando un crecimiento progresivo y posteriormente la estabilización que se

explica por el modelo logarítmico en el que la biopelícula llegan a un estado de equilibrio y grosor

de (1,2 – 1,35) mm para una concentración de clorofila a de 3,8 g/m3 en la carrera 1 y de 4,2 g/m3

en la segunda carrera. El equilibrio puede ser explicado en términos de disponibilidad de espacio y

competencia por nutrientes, esto está acorde a lo reportado por Di Bernardo (1995).

y = 1,7222ln(x) + 3,4505

R² = 0,937

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

Clo

rofi

la a

(g/m

3)

grosor de biopelícula (mm)

Concentracion - Crecimiento

(carrera 1)

Logarítmica (Concentracion -

Crecimiento (carrera 1))

y = 1,9547ln(x) + 4,5404

R² = 0,9029

0

1

2

3

4

5

6

0 0,5 1 1,5

Clo

rofi

la a

(g/m

3)

grosor de biopelícula (mm)

Concentracion - Crecimiento

(Carrera 2 - logaritmica)

Logarítmica (Concentracion -

Crecimiento (Carrera 2 -

logaritmica))

45


5.2 Evaluación de calidad del afluente y eficiencias de remoción del sistema

El efecto del sistema FGAC + Manta sobre el tratamiento del agua se puede apreciar en las Figuras

25 y 26 donde se muestra los percentiles para la reducción de solidos (solidos totales, solidos

volátiles, solidos suspendidos totales) y turbiedad que genera el sistema.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 25 Efecto del tratamiento para la primera carrera de filtración en la reducción de: (a) Solidos

totales. (b) Solidos volátiles. (c) Solidos suspendidos totales. (d) Turbiedad.

En la Figura 26 se muestra el efecto neto de la unidad para la segunda carrera de filtración.

(a) (b)

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 100 200 300 400 500

Per

cen

til

ST (g/m3)

Entrada Manta / Salida

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 50 100 150 200 250 300

Per

cen

til

SV (g/m3)


00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 25 50 75

Per

cen

til

SST (g/m3)


00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 50 100 150 200 250

Per

cen

til

Turbiedad (unt)


00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 100 200 300 400 500

Per

cen

til

ST (g/m3)


00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 50 100 150 200 250 300

Per

cen

til

SV (g/m3)


46


(c) (d)

Figura 26 Efecto del tratamiento para la segunda carrera de filtración en la reducción de: (a)

Solidos totales. (b) Solidos volátiles. (c) Solidos suspendidos totales. (d) Turbiedad.

El desempeño de la unidad en cuanto a la eficiencia de remoción de solidos suspendidos se puede

comparar con las eficiencias de remoción alcanzadas en unidades de filtración empleadas en otros

trabajos, al respecto Sánchez et al., (2009) reportó eficiencias entre 50-90% en filtros gruesos con

lechos de grava de 1,2 m. Sin embargo en este estudio el lecho de grava empleado presentó un

menor espesor de 0,92 m es decir que con menor espesor por el uso de la manta se presentaron

resultados similares que en los estudios mencionados. La eficiencia de remoción de turbiedad

alcanzó valores hasta del 60 % y está en armonía con los reportes de Galvis y Latorre (1999).

En la segunda carrera de filtración (Figura 26) la eficiencia del sistema fue mayor debido a una

mejor maduración de la unidad, las eficiencias medias (p50%) fueron: Solidos Totales 43%, Solidos

volátiles 55%, Solidos suspendidos totales 58% y turbiedad 55 %.

A continuación en la Figura 27 se presenta el comportamiento de la remoción de coliformes y E.coli

durante ambas carreras de filtración:

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Per

cen

til

SST (g/m3)


00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

0 50 100 150 200 250 300

Per

cen

til

Turbiedad (unt)


47


(a)

(b)

Figura 27 Eficiencias de remoción, Coliformes totales y E.coli. (a) Carrera de filtración 1 (b)

Carrera de filtración 2

Un análisis de las eficiencias de remoción para coliformes totales y E.coli registradas durante todo

el periodo de operación del sistema, se presentan en la Figura 27. Se puede observar un mejor

comportamiento en términos de remoción coliformes totales y E.coli entre la primera y segunda

carrera de filtración, ya que se pasó de tener el 50 % del tiempo eficiencias mayores al 65% para

coliformes totales y del 82% para E.coli (Fig 27 a) a tener el 70 % del tiempo eficiencias mayores al

90 % para ambos (Fig 27 b), mientras las eficiencias mínimas para la primera carrera de filtración

fueron del 20 %, las eficiencias mínimas para la segunda carrera fueron del 60 %, esto indica que el

inicio de operación debe ser controlado antes de suministrar el agua a la etapa siguiente de

tratamiento.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Per

cen

til

% eficiencia de remocion

Coliformes

Totales

E.coli

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Per

cen

til

% eficiencia de remocion

Coliformes

Totales

E.coli

48


5.3 Variables de operación del sistema

5.3.1 Caudal y velocidad de filtración

En las Figura 28 se presentan los percentiles del control de caudal y velocidad de filtración en el

sistema FGFAC-Manta.

Figura 28 Percentiles para caudal y velocidad de filtración durante las carreras de filtración 1 y 2

Para el caudal se observa que el 90% de los datos reporta valores entre 0,39 l/s y 0,41 l/s solo un

10% de los datos reporta velocidades superiores de 0,41 l/s. Respecto a la velocidad de filtración se

observa que el 90% de los datos reporta velocidades entre 0,48 m/s y 0,51 m/s solo un 10% de los

datos tuvieron velocidades superiores de 0,51 m/s.

La mínima variación de caudal indica un adecuado control de caudales entrantes al sistema

FGFAC-MANTA, lo que garantizó una buena operación y confiabilidad de los datos registrados en

la unidad.

5.3.2 Comportamiento de la pérdida de carga

Teniendo en cuenta que el filtro trabajó con un total de 5 capas y tomando como base el

comportamiento mostrado por la manta, la cual reportó valores hasta del 26,5% de la pérdida neta

en el filtro, se puede decir que la capa conformada por el grupo de mantas sinteticas puede

representar una capa de grava convencional de 25-30 cm de espesor. En la Figura 29 se presenta el

comportamiento de la pérdida de carga en la manta y su relación con el crecimiento de la poblacion

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,35 0,4 0,45 0,5 0,55

Per

cen

til

Caudal (l/s) Velocidad de filtracion (m/h)

Caudal

Velocidad de

filtracion

49


de algas representada por el grosor progresivo de la biopelicula. Mientras que, la figura 30 muestra

el comportamiento de la pérdida de carga respecto a la clorofila a.

Figura 29 Comportamiento de la pérdida de carga en la manta frente al crecimiento de la

biopelícula simulado en la superficie - carreras de filtración 1 y 2

Figura 30 Comportamiento de la pérdida de carga en la manta frente a la concentración de clorofila

a en la superficie - carreras de filtración 1 y 2

Como se observa en las figuras 29 y 30 el crecimiento biológico en la superficie está relacionado

con el aumento de la pérdida de carga en la manta sintética, por lo que el conocer el desarrollo de la

biopelícula se convierte en un parámetro a tener en cuenta para controlar la pérdida de carga en la

unidad y su eficiencia. La figura 31 corrobora tal afirmación, al mostrar la correlación

correspondiente (r2 = 0,80) entre la concentración de clorofila a medida en ambas carreras de

filtración frente a la pérdida de carga en la manta.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Cre

cim

ien

to d

e b

iop

elíc

ula

(m

m)

Pér

did

a d

e ca

rga

-m

anta

(cm

)

Dias de operacion

Perdida de carga Grosor biofilm

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Clo

rofi

la a

(g/m

3)

Pér

did

a d

e ca

rga

-m

anta

(cm

)

Dias de operacion

Perdida de carga Clorofila a

50


Figura 31 Correlación concentración de clorofila a y la pérdida de carga en la manta

y = 0,2012x + 0,1734

R² = 0,8061

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 1 2 3 4 5

pér

did

a d

e ca

rga

-m

anta

(m

m)

clorofila a (g/m3)

Perdida de carga - Clorofila a Lineal (Perdida de carga - Clorofila a)

51


6. CONCLUSIONES

Comportamiento de las algas en el FGAC

El desarrollo de las algas en un FGAC-manta es un fenómeno superficial, primero aparecieron

en la manta a los 12 días de iniciada la primera carrera de filtración; posteriormente en la grava

a los 10 cm en 19 días y por ultimo a los 15 cm en un periodo de 22 días, pero las

concentraciones fueron más bajas en relación a la superficie (manta). Para la segunda carrera de

filtración aparecieron en mucho menos tiempo, solo a los 2 días en la superficie de la manta.

De los tres tipos de clorofila analizados se encontró que la clorofila a presenta las mayores

concentraciones tanto a nivel superficial como a la profundidad de 10 y 15 cm. Los tres tipos de

clorofila fueron disminuyendo sus concentraciones con la profundidad en la capa 4 del FGAC-

manta.

El modelo AQUASIM facilitó la simulación de la biopelicula como reactor. Se estimó que la

tasa de crecimiento de la biopelícula fue de 0,0182 mm/día en la primera carrera de filtración,

obteniéndose un grosor de 1,2 mm en 66 días y de 0,031 mm/día en la segunda carrera de

filtración alcanzando 1,35 mm en 43 días, lo cual indica que en un FGAC-manta el desarrollo

de la biopelícula está influenciado por el tiempo de operación y la maduración del lecho, dado

que la tasa de desarrollo de la biopelícula fue un 58% mayor en la segunda carrera de filtración.

El desarrollo de la clorofila a en el FGAC manta se puede representar por el modelo

logarítmico (r2 = 0,93 para la primera carrera y r2 = 0,90 en la segunda), siendo la clorofila a un

buen parámetro para determinar el crecimiento biológico.

En el FGAC manta la biopelícula logró su estado de equilibrio a un grosor de (1,2 – 1,35) mm

para una concentración de clorofila a de 3,8 g/m3 en la carrera 1 y de 4,2 g/m3 en la segunda

carrera.

En la medida que el sistema FGAC – manta madura, se presenta un desarrollo de la biopelícula

presentando un crecimiento progresivo hasta que la biopelícula llega a un estado de equilibrio

que puede ser explicado en términos de disponibilidad de espacio y competencia por nutrientes.

52


Eficiencias de remoción en un FGAC con manta sintética.

Durante los primeros 20 días de la primera carrera de filtración se presentó un comportamiento

inestable en las eficiencias de remoción, este comportamiento corresponde a la fase de

maduración de la unidad; para la segunda carrera de filtración, se alcanzó la estabilidad en las

eficiencias de remoción en solo 4 días, indicando que es más eficiente trabajar con un filtro

maduro y así aprovechar todo el potencial de remoción hacia las etapas siguientes de

tratamiento.

Las eficiencias medias de remoción para la segunda carrera de filtración cuando el sistema

estaba estabilizado fueron las siguientes: Solidos totales 43%, Solidos volátiles y Turbiedad

55%, Solidos suspendidos totales 58%, coliformes totales 92% y para E.coli de 93%,

evidenciando las mejores eficiencias de remoción del sistema frente a las alcanzadas en la

primera carrera de filtración.

Operación del FGAC con manta sintética

Un sistema FGAC manta operando con una vf de 0,5 m/h y una altura de lecho de 0,90 m de

grava y 0,56 cm de manta generó una pérdida entre 4,5-5,0 cm para una duración de carrera

entre 43 y 66 días. El lavado de la unidad se decidió en función del deterioro de la calidad del

efluente por SST.

La manta sintetica registro pérdidas de carga 1,3 cm que representó el 26.5% de la pérdida neta

en el filtro para un espesor de 0.56 cm de espesor con las siguientes características:

Manta 1 (espesor: 1,6 mm, área superficial: 15563 (m2/m3), porosidad: 87,9%)



Tamaño de fibra: 33 micras

La capa conformada por el grupo de mantas sintéticas puede representar una capa de grava

convencional con un espesor entre 25-30 cm sin desmejorar la eficiencia de remoción de la

unidad.

Durante todo el periodo de operación del sistema existe una tendencia lineal (r = 0,80) que la

concentración de clorofila a (como indicadora de desarrollo biológico) influye directamente en

la pérdida de carga de la manta.

53


7. RECOMENDACIONES

De acuerdo al uso del efluente en el pre tratamiento FGAC – Manta es importante permitir

que la unidad cuente con al menos una carrera de filtración para poder utilizar todo el

potencial de remoción que puede ofrecer el sistema, y así facilitar su maduración.

En un FGAC – Manta es importante controlar la pérdida de carga en la capa de manta

sintética porque se ve afectada por el crecimiento biológico debido a la capacidad de estos

organismos para formar biocapas y la capacidad que tienen para adherirse al medio

filtrante.

Al instalar mantas sintéticas en un pre tratamiento como el FGAC es necesario revisar el

sistema de alimentación y el comportamiento hidráulico de la unidad para evitar la entrada

de aire y el levantamiento de las mantas, porque puede ocasionar líneas de flujo

preferenciales y el desprendimiento de la capa biológica.

Puede ser factible el reemplazo de una capa de grava de 25-30 cm de espesor en filtros

gruesos de flujo ascendente, consiguiendo reducir el espesor del lecho filtrante y disminuir

los costos de implementación al reducir el tamaño de la unidad, sin desmejorar la eficiencia

de remoción de la unidad en parámetros como, turbiedad, sólidos suspendidos y coliformes

totales.

54


8. REFERENCIAS

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sobre cuatro emisores de riego” Tesis. Universidad del Valle. Cali, Colombia. Agosto.

ANEXOS

ANEXO 1. Pruebas granulométricas

PRUEBAS DE POROSIDAD A LA GRAVA EXISTENTE EN EL FILTRO

Numero de

Malla

Apertura

(mm)

Peso

retenido

(g)

% de

retenido

% de

acumulado

% que

pasa

1 1/2 “ 38,10 0 0 0 100

1” 25,40 0 0 0 100

3/4” 19,1 0 0 0 100

1/2” 12,7 0 0 0 100

1/4” 6,4 576,6 57,66 57,66 42,34

1/8” 3,2 352,3 35,23 92,89 7,11

Base 71,1 7,11 100 0

1000

Numero de

Malla

Apertura

(mm)

Peso

retenido

% de

retenido

% de

acumulado

% que

pasa

1 1/2 “ 38,10 0 0 0 100

1” 25,40 0 0 0 100

3/4” 19,1 0 0 0 100

1/2” 12,7 22,3 2,23 2,23 97,77

1/4” 6,4 925,2 92,52 94,75 5,25

Base 52,5 5,25 100 0

1000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,00 10,00 100,00

% que

pas

a

Abertura mm

Numero de

Malla

Apertura

(mm)

Peso

retenido

% de

retenido

% de

acumulado

% que

pasa

1 1/2 “ 38,10 0 0 0 100

1” 25,40 0 0 0 100

3/4” 19,1 196,3 19,63 19,63 80,37

1/2” 12,7 736,3 73,63 93,26 6,74

1/4” 6,4 67,4 6,74 100 0

Base 0 0 100 0

Numero de

Malla

Apertura

(mm)

Peso

retenido

% de

retenido

% de

acumulado

% que

pasa

1 1/2 “ 38,10 0 0 0 100

1” 25,40 84 8,4 8,4 91,6

3/4” 19,1 715 71,5 79,9 20,1

1/2” 12,7 201 20,1 100 0

1/4” 6,4 0 0 0 0

Base 0 0 100 0

1000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,00 10,00 100,00

% q

ue

pas

a

Abertura mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,00 10,00 100,00

% que

pas

a

Abertura mm

Numero de

Malla

Apertura

(mm)

Peso

retenido

% de

retenido

% de

acumulado

% que

pasa

1 1/2 “ 38,10 0 0 0 100

1” 25,40 0 0 0 100

3/4” 19,1 0 0 0 100

1/2” 12,7 0 0 0 100

1/4” 6,4 23 2,3 2,3 97,7

1/8” 3,2 323 32,3 34,6 65,4

Base 654 65,4 100 0

1000

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,00 10,00 100,00

% q

ue

pas

a

Abertura mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1,00 10,00 100,00

% q

ue

pas

a

Abertura mm

GRAVA SELECCIONADA

Materiales

Vol Und POROSIDAD

Recipiente grava 1000 ml %

Probeta agua 1000 ml

Capa 4 grava 1000 ml

34 agua 340 ml


39 agua 390 ml


45,5 agua 455 ml


52 agua 520 ml

TAMAÑO DE LA

GRAVA PREDOMINA

Capa 4 1/8” - 1/4”

un octavo

Capa 3 1/4” - 1/2”

un cuarto

Capa 2 1/2” - 3/4”

un medio

Capa 1 3/4” - 1”

tres cuartos

1

2

3

4

ANEXO 2. Valores CS1_1, CS1_2, CS2_1, CS2_2, RO1S1_1, RO1S1_2, RO1S2_1, RO1S2_2.

Tiempo CS1_1 CS2_1 RO1S1_1 RO1S2_1

[d] [g/m^3] [g/m^3] [adimensional] [adimensional]

1 0,93 0,11 0,06 0,02

2 0,61 0,11 0,26 0,04

3 0,72 0,11 0,19 0,10

4 0,75 0,11 0,11 0,08

5 1037,00 0,11 0,05 0,11

6 0,72 0,15 0,04 0,08

7 1011,00 0,12 0,03 0,03

8 0,98 0,11 0,05 0,00

9 0,90 0,12 0,00 0,10

11 1,33 0,19 0,04 0,10

13 1,25 0,21 0,02 0,04

14 1224,00 0,23 0,09 0,02

15 1144,00 0,20 0,02 0,13

16 1303,00 0,18 0,06 0,02

17 0,75 0,32 0,11 0,22

18 1,18 0,36 0,06 0,09

19 1,28 0,43 0,11 0,07

20 1,16 0,47 0,12 0,06

21 1,07 0,22 0,11 0,07

22 0,82 0,41 0,06 0,45

23 0,82 0,25 0,10 0,12

24 0,72 0,36 0,17 0,33

25 0,64 0,37 0,19 0,28

26 0,54 0,23 0,39 0,29

27 0,45 0,26 0,34 0,22

28 0,79 0,34 0,22 0,25

29 0,98 0,24 0,28 0,19

30 0,77 0,12 0,27 0,07

31 0,94 0,11 0,17 0,08

32 0,59 0,15 0,17 0,11

33 1,06 0,12 0,08 0,17

34 0,85 0,11 0,15 0,08

35 1,15 0,12 0,22 0,15

36 0,44 0,17 0,05 0,42

37 0,71 0,12 0,15 0,15

38 0,64 0,11 0,15 0,05

39 0,47 0,22 0,24 0,08

40 0,43 0,20 0,22 0,10

41 1092,00 0,15 0,11 0,08

42 1,51 0,23 0,08 0,09

43 2089,00 0,24 0,21 0,19

44 1,43 0,23 0,18 0,02

45 1952,00 0,36 0,09 0,35

46 1365,00 0,27 0,13 0,24

47 1044,00 0,11 0,24 0,08

53 0,88 0,23 0,36 0,10

58 0,76 0,24 0,14 0,10

59 0,67 0,16 0,25 0,35

60 0,42 0,11 0,19 0,12

61 0,52 0,12 0,11 0,16

63 0,68 0,00 0,35 0,00

64 0,56 0,25 0,06 0,20

65 0,42 0,00 0,33 0,00

66 0,55 0,00 0,25 0,00

Tiempo CS1_2 CS2_2 RO1S1_2 RO1S2_2

[d] [g/m^3] [g/m^3] [adimensional] [adimensional]

67 0,83 0,12 0,27 0,04

68 0,89 0,11 0,26 0,01

69 1,00 0,10 0,12 0,01

70 0,95 0,10 0,09 0,04

71 1173,00 0,15 0,16 0,06

72 1237,00 0,12 0,17 0,07

73 1132,00 0,11 0,23 0,06

74 0,68 0,12 0,29 0,10

75 0,71 0,11 0,09 0,12

76 0,69 0,00 0,27 0,00

77 0,69 0,00 0,21 0,00

78 0,73 0,14 0,29 0,21

79 0,77 0,00 0,36 0,00

80 1663,00 0,11 0,04 0,00

85 0,76 0,12 0,10 0,07

86 0,67 0,16 0,07 0,35

87 0,44 0,23 0,11 0,29

88 0,44 0,00 0,38 0,00

95 0,66 0,15 0,29 0,08

100 0,63 0,23 0,25 0,10

109 0,55 0,15 0,12 0,08

ANEXO 3. Datos experimentales, caudal y velocidad de filtración

Tiempo (d) Q (l/s) Vf (m/h) Tiempo (d) Q (l/s) Vf (m/h) Tiempo (d) Q (l/s) Vf (m/h)

1 0,4 0,49 38 0,41 0,50 75 0,41 0,50

2 0,395 0,49 39 0,395 0,49 76 0,4 0,49

3 0,4 0,49 40 0,41 0,50 77 0,4 0,49

4 0,395 0,49 41 0,4 0,49 78 0,41 0,50

5 0,41 0,50 42 0,4 0,49 79 0,41 0,50

6 0,41 0,50 43 0,4 0,49 80 0,4 0,49

7 0,4 0,49 44 0,41 0,50 81 0,4 0,49

8 0,4 0,49 45 0,4 0,49 82 0,4 0,49

9 0,4 0,49 46 0,41 0,50 83 0,41 0,50

10 0,41 0,50 47 0,4 0,49 84 0,4 0,49

11 0,4 0,49 48 0,4 0,49 85 0,41 0,50

12 0,41 0,50 49 0,41 0,50 86 0,4 0,49

13 0,4 0,49 50 0,39 0,48 87 0,4 0,49

14 0,41 0,50 51 0,41 0,50 88 0,41 0,50

15 0,42 0,52 52 0,395 0,49 95 0,41 0,50

16 0,4 0,49 53 0,41 0,50 100 0,4 0,49

17 0,41 0,50 54 0,4 0,49 109 0,4 0,49

18 0,41 0,50 55 0,4 0,49

19 0,41 0,50 56 0,41 0,50

20 0,4 0,49 57 0,41 0,50

21 0,395 0,49 58 0,4 0,49

22 0,4 0,49 59 0,4 0,49

23 0,395 0,49 60 0,4 0,49

24 0,41 0,50 61 0,41 0,50

25 0,4 0,49 62 0,39 0,48

26 0,4 0,49 63 0,41 0,50

27 0,41 0,50 64 0,41 0,50

28 0,4 0,49 65 0,4 0,49

29 0,41 0,50 66 0,4 0,49

30 0,41 0,50 67 0,41 0,50

31 0,41 0,50 68 0,395 0,49

32 0,4 0,49 69 0,41 0,50

33 0,42 0,52 70 0,4 0,49

34 0,39 0,48 71 0,4 0,49

35 0,395 0,49 72 0,4 0,49

36 0,41 0,50 73 0,41 0,50

37 0,4 0,49 74 0,4 0,49

ANEXO 4. Tendencias de cada tipo de clorofila

Clorofila a carrera 1

Clorofila a carrera 2

Manta

y = -3E-05x3 + 0,0037x2 - 0,066x + 0,2146

R² = 0,9442

10 cm

y = -1E-05x3 + 0,0016x2 - 0,0259x + 0,0753

R² = 0,9515

15 cm

y = -8E-06x3 + 0,0008x2 - 0,0144x + 0,043

R² = 0,9739

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la a

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Manta

y = -0,0002x3 + 0,0408x2 - 3,1544x + 78,027

R² = 0,879

10 cm

y = -0,0001x3 + 0,0343x2 - 2,7974x + 73,984

R² = 0,9507

15 cm

y = -6E-05x3 + 0,0159x2 - 1,2261x + 30,128

R² = 0,9386

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

65 75 85 95 105 115

Clo

rofi

la a

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Clorofila b carrera 1

Clorofila b carrera 2

Manta

y = -2E-05x3 + 0,0024x2 - 0,0369x + 0,1215

R² = 0,9442

10 cm

y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,0168x + 0,0507

R² = 0,9504

15 cm

y = -6E-07x3 + 7E-05x2 - 0,0009x + 0,0011

R² = 0,8659

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la b

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Manta

y = -0,0002x3 + 0,0408x2 - 3,1544x + 78,027

R² = 0,879

10 cm

y = -0,0001x3 + 0,0343x2 - 2,7974x + 73,984

R² = 0,9507

15 cm

y = -6E-05x3 + 0,0159x2 - 1,2261x + 30,128

R² = 0,9386

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

65 75 85 95 105 115

Clo

rofi

la b

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Clorofila c carrera 1

Clorofila c carrera 2

Manta

y = -2E-05x3 + 0,0018x2 - 0,024x + 0,0756

R² = 0,9112

10 cm

y = -6E-06x3 + 0,0008x2 - 0,0132x + 0,0413

R² = 0,9218

15 cm

y = -7E-07x3 + 0,0001x2 - 0,0024x + 0,0069

R² = 0,8805

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la c

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Manta

y = -0,0002x3 + 0,0408x2 - 3,1544x + 78,027

R² = 0,879

10 cm

y = -0,0001x3 + 0,0343x2 - 2,7974x + 73,984

R² = 0,9507

15 cm

y = -6E-05x3 + 0,0159x2 - 1,2261x + 30,128

R² = 0,9386

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

65 75 85 95 105 115

Clo

rofi

la c

(m

g/L

)

Dia de operación

Manta 10 cm 15 cm


Manta carrera 1

10 cm carrera 1

Clorofila a

y = -3E-05x3 + 0,0037x2 - 0,066x + 0,2146

R² = 0,9442

Clorofila b

y = -2E-05x3 + 0,0024x2 - 0,0369x + 0,1215

R² = 0,9442

Clorofila c

y = -2E-05x3 + 0,0018x2 - 0,024x + 0,0756

R² = 0,9112

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



Clorofila a

y = -1E-05x3 + 0,0016x2 - 0,0259x + 0,0753

R² = 0,9515

Clorofila b

y = -1E-05x3 + 0,001x2 - 0,0168x + 0,0507

R² = 0,9504

Clorofila c

y = -6E-06x3 + 0,0008x2 - 0,0132x + 0,0413

R² = 0,9218

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



15 cm carrera 1

Manta carrera 2

Clorofila a

y = -8E-06x3 + 0,0008x2 - 0,0144x + 0,043

R² = 0,9739

Clorofila b

y = -6E-07x3 + 7E-05x2 - 0,0009x + 0,0011

R² = 0,8659

Clorofila c

y = -7E-07x3 + 0,0001x2 - 0,0024x + 0,0069

R² = 0,8805

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 10 20 30 40 50 60 70

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



Clorofila a

y = -0,0002x3 + 0,0408x2 - 3,1544x + 78,027

R² = 0,879

Clorofila b

y = -0,0001x3 + 0,0343x2 - 2,7974x + 73,984

R² = 0,9507

Clorofila c

y = -6E-05x3 + 0,0159x2 - 1,2261x + 30,128

R² = 0,9386

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

65 75 85 95 105 115

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



10 cm carrera 2

15 cm carrera 2

Clorofila a

y = -4E-05x3 + 0,0089x2 - 0,6895x + 17,046

R² = 0,92

Clorofila b

y = -1E-05x3 + 0,0031x2 - 0,2631x + 7,2896

R² = 0,9615

Clorofila c

y = -2E-05x3 + 0,0047x2 - 0,4061x + 11,326

R² = 0,971

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



Clorofila a

y = 1E-06x3 - 0,0004x2 + 0,0451x - 1,5115

R² = 0,9432

Clorofila b

y = -4E-07x3 + 7E-05x2 - 0,0018x - 0,0859

R² = 0,8957

Clorofila c

y = 3E-07x3 - 0,0001x2 + 0,0154x - 0,5957

R² = 0,8221

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115

Clo

rofi

la (

mg/L

)

Dia de operación



ANEXO 5. Datos experimentales, ST, Turbiedad, Nitratos, Fosfatos

ST (mg/l) Entrada Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4 Manta

Día 1 160 159 154 143 138 126

Día 2 159 143 131 127 126 127

Día 3 153 150 137 127 117 112

Día 4 152 141 128 119 112 81

Día 5 168 148 130 127 117 115

Día 6 173 153 152 143 124 114

Día 7 151 147 129 123 119 116

Día 8 158 155 141 133 127 124

Día 9 213 207 182 179 164 141

Día 11 226 225 204 191 183 166

Día 13 222 217 200 171 155 143

Día 14 305 284 252 247 226 224

Día 15 271 270 269 268 243 239

Día 16 230 229 196 167 164 155

Día 17 229 215 186 174 163 151

Día 18 210 203 189 176 167 166

Día 19 198 198 186 185 182 164

Día 20 205 197 194 178 163 149

Día 21 198 185 176 164 148 137

Día 22 165 148 140 132 124 118

Día 23 158 148 142 132 128 127

Día 24 164 146 132 114 97 88

Día 25 146 137 130 113 112 92

Día 26 155 141 126 116 98 92

Día 27 162 157 153 138 111 93

Día 28 140 138 121 114 99 88

Día 29 142 136 140 116 109 90

Día 30 121 117 106 95 92 81

Día 31 120 116 95 94 92 83

Día 32 132 128 122 114 108 95

Día 33 130 123 119 106 100 88

Día 34 117 103 98 95 78 64

Día 35 116 101 100 93 74 62

Día 36 115 119 108 98 75 72

Día 37 149 141 135 96 92 82

Día 38 223 193 173 168 151 141

Día 39 200 186 159 133 124 109

Día 40 262 239 228 209 161 134

Día 41 249 229 213 189 156 141

Día 42 272 266 247 232 208 193

Día 43 351 345 333 312 280 226

Día 44 291 274 248 206 198 166

Día 45 412 380 346 306 263 241

Día 46 352 314 303 226 190 168

Día 47 222 218 188 179 150 119

Día 59 169 157 138 119 103 82

Día 60 111 98 80 75 72 62

Día 61 116 114 113 95 85 78

Día 62 153 145 142 134 129 116

Día 63 159 140 129 114 105 75

Día 64 135 132 124 116 90 86

Día 65 112 105 104 87 72 55

Día 66 143 128 102 98 88 71

Día 67 141 136 130 114 108 100

Día 68 140 136 132 110 106 83

Día 69 159 153 149 125 106 88

Día 70 157 150 148 120 111 85

Día 71 220 188 171 135 115 106

Día 72 235 213 197 125 103 97

Día 73 206 170 116 82 75 69

Día 74 180 153 121 120 105 80

Día 75 143 133 118 113 95 70

Día 76 130 101 82 76 73 63

Día 77 114 115 107 98 76 72

Día 78 152 167 128 117 105 75

Día 79 360 312 311 225 199 172

Día 80 266 259 253 228 227 219

Día 81 414 380 344 309 261 239

Día 82 306 246 244 243 231 229

Día 83 280 275 257 239 217 200

Día 84 298 282 251 212 198 176

Día 85 260 237 213 197 166 142

Día 86 223 214 188 177 174 148

Día 87 230 229 196 187 161 128

Día 88 149 134 130 119 75 54

Día 95 164 149 139 135 102 78

Día 100 135 129 118 107 99 79

Día 109 173 147 137 119 88 80

Turbiedad

(NTU) Entrada Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4

Manta /

Salida

Día 0 1,36 1,46 1,83 1,93 2,21 3,29

Día 1 53,4 51,2 50,2 45,7 41,9 39,2

Día 2 54,1 53,7 49 47,3 41,3 40,3

Día 3 58,9 57,5 54,4 51,4 48,9 46,7

Día 4 55 52,7 49,4 46,5 44,2 42,7

Día 5 53,8 50,9 48,1 45,2 43,4 40

Día 6 57,6 54,6 53,1 50,2 48,5 45,7

Día 7 61,3 59,4 57,8 53,8 51,1 48

Día 8 59,2 58 55,3 50,9 48,4 46,4

Día 9 45,3 39,2 37,4 32,5 28,1 26,2

Día 11 108,1 104,6 98,5 88,2 81,8 79,3

Día 13 63,1 64,2 55,7 48,3 29,3 26,7

Día 14 39,4 38,2 33,1 26,4 25,9 23,8

Día 15 55,7 53,1 50,2 45,8 43,5 38,6

Día 16 71,4 68,4 67,6 63,1 60,1 58,7

Día 17 31,2 29,6 27,3 26,8 25,4 21,8

Día 18 28,3 27,5 27,2 24,4 17,7 17,1

Día 19 43,8 43,4 41,6 41,4 41,1 37,7

Día 20 22,5 21,8 21,4 21 20,1 19,4

Día 21 47,8 43,2 42 41,4 40 37,5

Día 22 132 115 109 108 105 101

Día 23 31 29,4 27,4 26,2 25,1 17,5

Día 24 47,7 43,6 42,8 41,2 39,7 37,8

Día 25 48,6 47,9 45,2 44,9 42,5 40,6

Día 26 59,7 58,3 53,6 48,4 41,8 40,7

Día 27 75,2 69,1 66,8 65,2 64,6 55

Día 28 68,9 66,7 64,9 61,6 57,4 54,7

Día 29 65,2 64,2 59,6 48,5 48,1 46,7

Día 30 100,9 97,7 92,5 74,2 67,3 59,3

Día 31 55,2 53,5 49,8 42,6 30,4 22,7

Día 32 60,1 56,6 51,3 37,5 32 29,1

Día 33 66,7 60,1 46,6 34,8 20,1 15,6

Día 34 25,9 20,7 20,3 18,3 16,2 12,5

Día 35 26,5 25,9 23,7 40,5 24,7 19,3

Día 36 52,8 51,8 46,7 27,5 27,1 25

Día 37 127 112 110 82,5 76 68,7

Día 38 44,9 43,5 25 24,8 21,7 18,3

Día 39 201 178 163 150 146 122

Día 40 54 51,7 48,3 46,7 43,4 37,4

Día 41 60,1 53,8 52,7 52,6 51,8 51,4

Día 42 72,5 71 70,6 68,4 67,1 64,4

Día 43 72,5 67,3 66,3 64,6 59,4 53,7

Día 44 82,1 79,8 78 70,1 65,6 58,8

Día 45 74,2 73,6 70,4 64,1 57,5 50

Día 46 56,2 52,8 52,2 51,7 49,7 46,2

Día 47 114 109 108 105 104 95,7

Día 59 26,4 20,7 20,3 18,3 16,2 12,5

Día 60 25,7 23,4 21,2 17,4 15,8 13,4

Día 61 46,4 51,8 50 27,5 27,1 25

Día 62 21,3 20,9 19,2 15,7 14,8 12,5

Día 63 128 113 110 82,5 76 68,7

Día 64 44,9 43,5 26 25,4 21,7 18,3

Día 65 68,1 53,2 49,2 39,9 40,1 37,5

Día 66 197 188 176 173 169 165

Día 67 63,91 56,17 52,25 46,6 35,4 27,34

Día 68 71,65 59,77 51,31 46,53 40,91 36,74

Día 69 85,76 77,3 63,88 61,21 52,61 47,68

Día 70 79,57 74,89 68,41 58,69 48,61 36,63

Día 71 102,61 89,18 76,98 61 49,19 39,47

Día 72 93,47 82,52 69,85 56,17 43,93 34,58

Día 73 70,57 60,85 51,13 42,24 38,75 38,18

Día 74 124,57 119,89 104,41 88,97 75,29 68,05

Día 75 110,6 103,4 91,45 83,71 75,32 70,64

Día 76 73,45 58,69 49,37 42,57 38,21 33,5

Día 77 57,25 56,89 46,13 42,57 33,89 28,1

Día 78 75,25 68,05 57,61 57,25 44,29 31,34

Día 79 249,48 232,92 205,92 151,21 128,89 106,57

Día 80 219,24 202,32 161,29 144,01 113,77 94,33

Día 81 261,72 243,72 212,04 158,77 136,09 125,65

Día 82 226,8 207,72 172,08 147,97 122,05 103,69

Día 83 82,45 72,37 60,85 58,69 46,09 35,19

Día 84 72,73 64,45 56,53 50,05 42,5 34,68

Día 85 212,15 195,19 154,27 136,84 109,13 89,15

Día 86 89,33 78,17 64,45 49,01 48,25 41,74

Día 87 94,69 87,31 71,87 64,96 58,33 51,49

Día 88 80,29 68,41 66,97 60,85 47,53 40,7

Día 95 84,29 65,34 61,62 60,51 46,44 41,4

Día 100 29,1 24,7 23,8 13,5 10,5 10,2

Día 109 82,4 66,8 64,5 60,1 45,3 35,1

Nitratos Entrada Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4 Manta /

Salida

Día 1 1,12 1,09 1,09 1,04 0,93 0,88

Día 2 1,17 1,06 0,72 0,67 0,61 0,45

Día 3 1,36 1,20 1,04 0,96 0,72 0,59

Día 4 1,38 1,25 1,14 0,96 0,74 0,67

Día 5 1,33 1,30 1,09 1,04 1,04 0,98

Día 6 1,25 1,22 0,85 0,77 0,72 0,69

Día 7 1,36 1,14 1,14 1,09 1,01 0,98

Día 8 1,30 1,14 1,01 1,01 0,98 0,93

Día 9 1,38 1,38 1,22 1,01 0,90 0,90

Día 11 1,65 1,62 1,60 1,36 1,33 1,28

Día 13 1,36 1,33 1,30 1,28 1,25 1,22

Día 14 1,41 1,28 1,25 1,25 1,22 1,12

Día 15 1,62 1,52 1,46 1,14 1,14 1,12

Día 16 1,60 1,46 1,36 1,33 1,30 1,22

Día 17 1,38 1,25 1,14 0,96 0,74 0,67

Día 18 1,57 1,40 1,32 1,26 1,18 1,11

Día 19 1,48 1,42 1,34 1,30 1,28 1,14

Día 20 1,56 1,43 1,38 1,32 1,16 1,02

Día 21 1,32 1,27 1,26 1,18 1,07 0,95

Día 22 1,42 1,06 0,99 0,92 0,82 0,77

Día 23 1,00 0,94 0,90 0,86 0,82 0,74

Día 24 1,23 1,11 0,93 0,84 0,72 0,60

Día 25 1,11 0,97 0,89 0,73 0,64 0,52

Día 26 0,97 0,87 0,78 0,66 0,54 0,33

Día 27 0,92 0,79 0,69 0,56 0,45 0,30

Día 28 1,46 1,22 1,08 0,94 0,79 0,62

Día 29 1,66 1,43 1,38 1,16 0,98 0,71

Día 30 1,37 1,22 1,04 0,85 0,77 0,56

Día 31 1,44 1,34 1,20 1,12 0,94 0,78

Día 32 1,03 0,98 0,91 0,63 0,59 0,49

Día 33 1,62 1,40 1,22 1,18 1,06 0,98

Día 34 1,43 1,32 1,11 0,92 0,85 0,72

Día 35 1,93 1,77 1,66 1,53 1,15 0,90

Día 36 0,79 0,77 0,71 0,63 0,44 0,42

Día 37 0,90 0,87 0,82 0,75 0,71 0,60

Día 38 0,88 0,83 0,79 0,69 0,64 0,55

Día 39 0,78 0,67 0,63 0,60 0,47 0,35

Día 40 0,77 0,65 0,64 0,59 0,43 0,34

Día 41 1,84 1,68 1,55 1,36 1,09 0,97

Día 42 2,02 1,98 1,82 1,70 1,51 1,39

Día 43 2,66 2,61 2,51 2,35 2,09 1,65

Día 44 2,18 2,04 1,83 1,49 1,43 1,17

Día 45 3,15 2,89 2,62 2,30 1,95 1,78

Día 46 2,67 2,36 2,27 1,65 1,37 1,19

Día 47 1,62 1,59 1,35 1,28 1,04 0,79

Día 53 1,46 1,43 1,35 1,15 0,88 0,56

Día 58 1,43 1,37 1,01 0,88 0,76 0,66

Día 59 1,20 1,10 0,95 0,79 0,67 0,50

Día 60 0,73 0,63 0,48 0,44 0,42 0,34

Día 61 0,77 0,75 0,75 0,60 0,52 0,47

Día 62 1,07 1,00 0,98 0,92 0,88 0,77

Día 63 1,12 0,96 0,88 0,75 0,68 0,44

Día 64 0,92 0,90 0,84 0,77 0,56 0,53

Día 65 0,74 0,68 0,67 0,54 0,42 0,28

Día 66 0,99 0,87 0,66 0,63 0,55 0,41

Día 66 1,20 1,00 0,82 0,73 0,62 0,56

Día 67 1,42 1,35 1,12 0,94 0,83 0,61

Día 68 1,44 1,35 1,26 1,12 0,89 0,66

Día 69 1,52 1,33 1,15 1,11 1,00 0,88

Día 70 1,22 1,20 1,13 1,02 0,95 0,86

Día 71 1,93 1,74 1,55 1,42 1,17 0,98

Día 72 1,63 1,56 1,35 1,26 1,24 1,03

Día 73 1,69 1,68 1,41 1,34 1,13 0,87

Día 74 1,29 1,07 0,81 0,80 0,68 0,48

Día 75 0,97 0,93 0,88 0,75 0,71 0,64

Día 76 0,96 0,93 0,90 0,72 0,69 0,51

Día 77 1,12 1,07 1,04 0,84 0,69 0,55

Día 78 1,10 1,04 1,03 0,80 0,73 0,52

Día 79 1,08 1,02 1,02 0,76 0,77 0,50

Día 80 1,98 1,92 1,87 1,67 1,66 1,60

Día 85 1,61 1,35 1,21 0,92 0,76 0,69

Día 86 1,73 1,55 1,42 0,84 0,67 0,62

Día 87 1,49 1,20 0,77 0,50 0,44 0,39

Día 88 1,04 0,92 0,88 0,79 0,44 0,27

Día 95 1,16 1,04 0,96 0,92 0,66 0,47

Día 100 0,92 0,88 0,79 0,70 0,63 0,47

Día 109 1,23 1,02 0,94 0,79 0,55 0,48

Fosfatos Entrada Capa 1 Capa 2 Capa 3 Capa 4 Manta /

Salida

Día 1 0,13 0,13 0,13 0,11 0,11 0,11

Día 2 0,15 0,12 0,12 0,12 0,11 0,11

Día 3 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10

Día 4 0,14 0,12 0,12 0,11 0,11 0,10

Día 5 0,15 0,14 0,14 0,12 0,11 0,10

Día 6 0,19 0,17 0,17 0,15 0,15 0,13

Día 7 0,14 0,13 0,13 0,12 0,12 0,11

Día 8 0,14 0,13 0,13 0,12 0,11 0,11

Día 9 0,16 0,15 0,14 0,14 0,12 0,11

Día 11 0,20 0,20 0,20 0,19 0,19 0,17

Día 13 0,26 0,26 0,25 0,22 0,21 0,20

Día 14 0,30 0,29 0,25 0,24 0,23 0,23

Día 15 0,27 0,24 0,24 0,21 0,20 0,17

Día 16 0,19 0,18 0,18 0,18 0,18 0,17

Día 17 0,51 0,46 0,43 0,37 0,32 0,25

Día 18 0,45 0,44 0,42 0,41 0,36 0,33

Día 19 0,52 0,50 0,47 0,45 0,43 0,40

Día 20 0,54 0,54 0,49 0,47 0,47 0,44

Día 21 0,37 0,35 0,31 0,28 0,22 0,20

Día 22 0,68 0,57 0,47 0,45 0,41 0,23

Día 23 0,80 0,52 0,42 0,37 0,25 0,22

Día 24 0,66 0,53 0,48 0,45 0,36 0,24

Día 25 0,63 0,60 0,56 0,48 0,37 0,27

Día 26 0,57 0,50 0,40 0,24 0,23 0,16

Día 27 0,54 0,48 0,42 0,31 0,26 0,20

Día 28 0,51 0,45 0,40 0,40 0,34 0,26

Día 29 0,50 0,44 0,37 0,28 0,24 0,20

Día 30 0,31 0,24 0,19 0,14 0,12 0,11

Día 31 0,23 0,22 0,17 0,13 0,11 0,10

Día 32 0,27 0,22 0,18 0,16 0,15 0,13

Día 33 0,21 0,18 0,16 0,15 0,12 0,10

Día 34 0,20 0,15 0,13 0,12 0,11 0,10

Día 35 0,16 0,15 0,14 0,12 0,12 0,10

Día 36 0,25 0,23 0,23 0,19 0,17 0,10

Día 37 0,14 0,14 0,13 0,12 0,12 0,10

Día 38 0,19 0,15 0,15 0,11 0,11 0,10

Día 39 0,37 0,35 0,32 0,27 0,22 0,20

Día 40 0,27 0,25 0,24 0,21 0,20 0,18

Día 41 0,27 0,22 0,18 0,16 0,15 0,14

Día 42 0,39 0,36 0,34 0,28 0,23 0,21

Día 43 0,50 0,44 0,37 0,27 0,24 0,20

Día 44 0,30 0,29 0,24 0,24 0,23 0,23

Día 45 0,72 0,61 0,44 0,34 0,36 0,23

Día 46 0,48 0,44 0,39 0,29 0,27 0,20

Día 47 0,20 0,16 0,14 0,11 0,11 0,10

Día 53 0,36 0,35 0,33 0,27 0,23 0,21

Día 58 0,36 0,35 0,32 0,28 0,24 0,22

Día 59 0,34 0,28 0,22 0,21 0,16 0,10

Día 60 0,14 0,13 0,13 0,12 0,11 0,10

Día 61 0,14 0,14 0,14 0,12 0,12 0,10

Día 62 8,13 7,48 6,61 5,08 5,30 3,78

Día 63 0,17 0,13 0,11 0,10 0,00 0,00

Día 64 0,42 0,40 0,36 0,31 0,25 0,20

Día 65 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Día 66 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Día 66 0,13 0,13 0,12 0,11 0,10 0,10

Día 67 0,17 0,12 0,12 0,12 0,12 0,11

Día 68 0,15 0,12 0,12 0,12 0,11 0,11

Día 69 0,13 0,13 0,12 0,10 0,10 0,10

Día 70 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10 0,10

Día 71 0,18 0,17 0,16 0,15 0,15 0,14

Día 72 0,13 0,13 0,12 0,12 0,12 0,11

Día 73 0,15 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10

Día 74 0,17 0,15 0,14 0,13 0,12 0,11

Día 75 0,21 0,19 0,17 0,15 0,11 0,10

Día 76 0,17 0,15 0,14 0,10 0,00 0,00

Día 77 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Día 78 0,19 0,18 0,17 0,15 0,14 0,11

Día 79 0,11 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Día 80 0,21 0,16 0,16 0,14 0,11 0,11

Día 85 0,31 0,24 0,19 0,14 0,12 0,11

Día 86 0,34 0,28 0,22 0,21 0,16 0,10

Día 87 0,57 0,50 0,40 0,24 0,23 0,16

Día 88 0,20 0,16 0,14 0,11 0,00 0,00

Día 95 0,27 0,22 0,18 0,16 0,15 0,14

Día 100 0,36 0,35 0,33 0,27 0,23 0,21

Día 109 0,19 0,17 0,17 0,15 0,15 0,13

ANEXO 6. Graficas comportamiento de remoción neta FGAC + Manta

Solidos Totales

Turbiedad

Nitratos

Fosfatos

0

20

40

60

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

% S

T (

mg/l

))

Tiempo (dia)

Carrera 1

Carrera 2

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

% U

NT

(m

g/l

))

Tiempo (dia)

Carrera 1

Carrera 2

0

20

40

60

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

% N

(m

g/l

))

Tiempo (dia)

Carrera 1

Carrera 2

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

% F

(m

g/l

))

Tiempo (dia)

Carrera 1

Carrera 2

analisis del crecimiento de algas en un fgac aplicando simulacion ...

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