Proyecto Plantas de Tratamiento (La Mesa)

UNIVERSIDAD CATÓLICA

DE COLOMBIA

Ing. Civil

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Y RESIDUAL

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVILPLANTA DE TRATAMIENTO LA MESA (C/MARCA)

FECHA: 15-03-2012

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EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA PLANTA DE AGUA POTABLE

“AGUAS DEL TEQUENDAMA”

LA MESA – CUNDINAMARCA

PRESENTADO POR:

LUIS ÁNGEL ORTIZ CÓD. 502085ARNOLD BASTIDAS CÓD.

CARLOS ANDRES ARIAS CÓD.

PRESENTADO A:ING. FELIPE SANTAMARIA

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERÍA

PTAP-PTARBOGOTÁ D.C 9 DE NOVIEMBRE DE 2012

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CONTENIDO

1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE............................3

1.1. Generalidades........................................................................................................................ 3

1.1.1. Localización del municipio de la Mesa Cundinamarca............................................................3

1.1.2. División política y administrativa..........................................................................................4

1.1.3. Población........................................................................................................................... 5

1.1.4. Fuentes Hídricas.................................................................................................................8

1.2. Acueducto en la mesa.............................................................................................................8

1.2.1. Aducción............................................................................................................................ 9

1.2.2. Desarenador....................................................................................................................... 9

1.2.3. Línea de conducción............................................................................................................9

1.3. Planta de Tratamiento de Agua Potable...................................................................................10

1.3.1. Descripción del sistema actual............................................................................................10

1.3.2. Entrada de agua cruda........................................................................................................11

1.3.3. Coagulación.....................................................................................................................13

1.3.4. Floculación....................................................................................................................... 14

1.3.5. Sedimentación..................................................................................................................15

1.3.6. Filtración.......................................................................................................................... 16

1.3.7. Desinfección.....................................................................................................................18

1.3.8. Estabilización...................................................................................................................18

1.3.9. Distribución al municipio...................................................................................................20

1.3.10. Laboratorio....................................................................................................................... 21

1.3.11. Costos de Operación..........................................................................................................23

BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... 24

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1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

1.1. Generalidades

1.1.1. Localización del municipio de la Mesa Cundinamarca.

La Mesa es un municipio en el departamento de Cundinamarca en Colombia, ubicado en la Provincia del Tequendama a 62km al suroeste de Bogotá, la capital colombiana. Tiene alrededor de 14.000 habitantes en su casco urbano.

Su nombre deriva del enclavamiento que tiene la zona urbana, en una meseta de 4 km² en medio de las montañas de la cordillera oriental, uno de los tres ramales en que se divide la cordillera de los Andes.

La ubicación del área urbana sobre la cordillera oriental, produce una neblina intensa, por los movimientos de nubes espesas de baja altura, que estando en el valle del Magdalena, buscan alcanzar la sabana de Bogotá sobre la parte superior de la cordillera, cuando se presentan franjas de aire caliente que las hacen ascender. Tiene una temperatura media de 24 °C.

Figura N°1 ubicación geográfica del municipio

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http://es.wikipedia.org/wiki/Cordillera_de_los_Andes

http://es.wikipedia.org/wiki/Cordillera_Oriental_(Colombia)

http://es.wikipedia.org/wiki/Meseta

http://es.wikipedia.org/wiki/Bogot%C3%A1

http://es.wikipedia.org/wiki/Provincia_del_Tequendama

http://es.wikipedia.org/wiki/Colombia

http://es.wikipedia.org/wiki/Cundinamarca


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Municipio la Mesa –Cundinamarca.Fuente: Disponible en Google Maps

1.1.2. División política y administrativa

El municipio de La Mesa, cuenta con 20 barrios en el sector urbano, 3 Inspecciones (San Joaquín (10 Veredas), San Javier (7 Veredas) y La Esperanza (8 Veredas).

Extensión total: 148 Km2

Extensión área urbana: 2.75 Km2

Extensión área rural: 145 Km2

Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 1200 media

Temperatura media: 22º C

Distancia de referencia: 65 Km.

DIVISIÓN URBANA: 20 Barrios, SUBDIVISIONES y Conjuntos Cerrados y 17 Veredas.

DIVISIÓN RURAL: 3 INSPECCIONES: San Joaquín 10 Veredas; San Javier 7, Veredas; La Esperanza 8 Veredas

Fuente: EOT La Mesa 2005

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Figura N°2 División política del municipioMunicipio la Mesa –Cundinamarca.

Fuente: gobernación de Cundinamarca.gov

1.1.3. Población.

Demografía en La Mesa:

Según el último censo realizado en 2005, en Cundinamarca habitan 2.280.037 personas.

La composición racial es:

Mestizos y Blancos (96,29%) Negros o Afrocolombianos (3,37%) Amerindios o Indígenas (0,34%)

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Figura N°3 Censo 2005 del Municipio.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Dane 2010.

Figura N°4 Proyección de población por área

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Municipio la Mesa –CundinamarcaFuente: Dane 2010.

De acuerdo con lo establecido en el Titulo B del RAS para las proyecciones de población del municipio se debe utilizar el método Aritmético, ya que el nivel de complejidad del sistema es medio y las condiciones socioeconómicas y de crecimiento no son significativas.

Figura N°5 Crecimiento PoblacionalMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

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Figura N°6 Análisis del Grafico Crecimiento PoblacionalMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.1.4. Fuentes Hídricas

Las fuentes hídricas de mayor cauce son los Rios Bogotá, y el Apulo, en el Rio Bogota desembocan las quebradas de Patio Bonito, San Andrés, San Agustín, Las Fortunas, La Negra, La Guayacana, Las Totumas y Zapata. En el Rio Apulo desembocan las quebradas Quipilita, La Chambatá, el Calicha, La Carbonera, Rio Curi, Rio Bahamon, Quebrada El Tigre, y otras menores. Esta hidrografia ayuda al riego agrario y alimentan los sistemas para la generación de acueductos veredales.

1.2. Acueducto en la mesa.

Consiste en una bocatoma de sección circular de 16” de diámetro, con una rejilla de cribado, un muro vertedero y compuerta de lavado. El caudal es tomado mediante un sistema de gravedad natural con un caudal aproximado de 45 l/s, el cual abastece el casco urbano y algunas veredas.

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Figura N°7 Resumen de captación de la bocatomaMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Planta de agua potable “Aguas del Tequendama”

1.2.1. Aducción.La tubería de aducción tiene un diámetro de 8” y llega a una estructura de desarenador que no se encuentra en funcionamiento actualmente, el agua pasa de forma continua y convirtiéndose en línea de conducción la cual tiene una cota de llegada a la planta de potabilización de 1400 msnm con una longitud aproximada de 10.500 m

1.2.2. Desarenador.La estructura salió de funcionamiento un tiempo por causa de desplazamientos del terreno, el Desarenador se encuentra fracturado y esta invadido por la vegetación, por eso el proceso no se encuentra activa, lo que ocasiona problemas de conducción.

1.2.3. Línea de conducción.

Esta comprendida por una línea de conducción, dispuesta desde el antiguo Desarenador, hasta el viaducto de Flandes en una longitud aproximada de 200m, el viaducto de Flandes tiene una longitud de 120m aproximadamente, en tubería de acero

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de 10” de diámetro, seguida desde este viaducto hasta la planta de tratamiento con una longitud de 10.5 Km en American Pipe y Asbesto cemento.

En la actualidad presenta perdidas por empates mal hechos en la longitud del trayecto, que pueden llegar a ser del orden del 20 al 30%.

Figura N°8 Sistema de alimentación de la planta.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.3. Planta de Tratamiento de Agua Potable.

1.3.1. Descripción del sistema actual.El sistema de acueducto de la Mesa Cundinamarca en la actualidad se abastece de la quebrada la honda, fuente superficial que capta sus aguas a la altura de la vereda San Carlos. Llevando su caudal hasta la planta de tratamiento de tipo convencional a través de dos tuberías de 8” de diámetro. Donde se realiza un tratamiento de aguas con las siguientes unidades:

Canal aforador.

Cámara de mezcla Rápida.

Dos Unidades de floculación. (mezcla lenta)

Canaleta de transporte de caudal de agua.

Tres unidades de sedimentación.

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Tres unidades de filtración.

Tanque de aguas filtradas para realizar la desinfección.

Distribución a la ciudad.

Tanque de almacenamiento provisional (50m3)

3 Tanques para abastecimiento en caso de falla (300 m3)

Figura N9° Tanque de almacenamiento 50m3.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

Figura N10° Clasificación de la fuente de abastecimientoMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

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1.3.2. Entrada de agua cruda.Se realiza mediante dos tuberías de diámetro 8”, al canal aforador una llegada profunda, y una a otro nivel, provenientes de la bocatoma actual, cuya calidad del agua es similar a la captada por los parámetros microbiológicos y físico químicos.

Figura N11° Sistema de alimentación de la planta.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia

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Figura N12° Caudalimetro a la entrada de la PlantaMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

En la actualidad la planta trata cerca de 47 L/s de agua en promedio, pero en días de verano esta cifra llega a cerca de 9L/s y en épocas de invierno puede llegar a ser de 80L/s.Aun así la planta es insuficiente para abastecer a una población tan grande, debería tratar más de 100L/s para que su utilidad y el beneficio para la población fueran constantes, por que solo funciona dos días por semana.

1.3.3. Coagulación.

La mezcla rápida, se realiza en la cámara o mezclador de forma mecánica mediante un agitador eléctrico, con una entrada en forma de vertedero rectangular y una salida con dos orificios de 10” de diámetro hacia los floculadores, , el tiempo de contacto de la masa de agua es de tan solo 15 segundos, para un caudal de 45 l/s.

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Figura N°13 Sistema de Mezcla RápidaMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.3.4. Floculación.La mezcla lenta se ejecuta en dos unidades conectadas en serie con orificios de interconexión profundos, la agitación es de forma mecánica con dos agitadores eléctricos, provistos de dos paletas en forma vertical a una velocidad de 3 RPM y un tiempo mínimo de 7 minutos y no máximo de 29 minutos.

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Figura N14° Sistema de Mezcla RápidaMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

Figura N15° Sistema de Mezcla Lenta. (Paletas verticales)Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.3.5. Sedimentación.

La planta de tratamiento cuanta con tres unidades de sedimentación de las cuales en el momento solo operan dos, cuya entrada de caudal de agua se hace a través de un muro

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inicial del sedimentador provisto de varios orificios, de forma de alineación vertical y horizontal, para permitir el flujo a lo largo del sedimentador.

Este luego pasa por la unidad de filtración correspondiente mediante rebose, cada unidad tiene una válvula de afluente, canal de desagüe, válvula de desagüe, canal de salida del agua sedimentada.

Se obtuvo un tiempo de sedimentación de 60 minutos (desde el principio del proceso). lo que les dio un proceso real de retención de 40 minutos.

La distribución del flujo a la entrada es uniforme entre las placas a lo largo del sedimentador, para poder eliminar toda posible interferencia que origine espacios muertos o cortos circuitos en el flujo que disminuyan la eficiencia del proceso.

Figura N16° Sistema de Mezcla RápidaMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.3.6. Filtración.

El proceso cuenta con Tres unidades de filtración rápida, el lecho esta compuesto de arena y antracita con alturas muy bajas y deficientes sistemas, anticuados en cuanto a su

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operación y manteniendo, tienen aproximadamente 0.60m de altura, cada unidad de filtración tiene dos canaletas de aducción y lavado.

El lavado se hace de forma ascensional por gravedad desde el tanque alto y controlado por válvulas de aguas filtradas, se considera necesario cambiarlo puesto que se observa colmatación y un periodo útil de vida mayor a 5 años de uso continuo.

El periodo de lavado de los filtros de presión se realiza según la experiencia y determinación del supervisor y el operario, es decir que no existe una reglamentación o parámetros que determinen cuando se debe hacer. Aunque existen registros de cuanto caudal se gasta para realizar su limpieza, el día y la hora.

En temporada invernal y en la temporada de verano se realizan según la capacidad a la que trabaje la planta y la cantidad de agua demandada.

Figura N17° Sistema de Filtrado.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

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Figura N18° Filtro N°2.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

1.3.7. Desinfección.Se realiza en el tanque de cloración mediante la adición de cloro gaseoso o hipoclorito de calcio.

No poseen equipos capaces de medir las cantidades o dosis aplicadas ni tampoco D.P.D. por titulación.

La cloración que se le suministra al agua, por parte de los funcionarios encargados de la planta de tratamiento

El cloro residual no es fácil de determinar, puesto que no hay control a la salida de la plata, únicamente se tienen controles intermedios en lugares estratégicos de la zona urbana y rural.

Según los criterios del decreto 475 de 1998 y los análisis de laboratorio externo, se encuentra entre los rangos, para que esta presente optimas calidades del agua la cual abastece el municipio de La Mesa.

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1.3.8. Distribución al municipio.

Figura N19° Ductos de Distribución Final.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

Figura N20° Pozos de inspección a la salida.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

En la actualidad la planta solo entrega al 30% del municipio agua potable en proporción respecto de un flujo constante, lo que traduce que tan solo 3 días por semana pueden utilizar el agua suministrada.

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Además de los 9 L/s que suministran a Anapoima.

Existen 8 puntos de control dentro y a los alrededores de la zona urbana, que permiten tomar muestreos, donde se determina la calidad del agua entregada y la cantidad.

Aunque en general el agua no presenta mayor problemática de tratamiento, si registra grandes grados de turbiedad en épocas de invierno.

1.3.9. Estabilización.

No se le considera necesaria por que la planta hace filtración directa, pero en ocasiones si debería hacerse al realizar operación de aplicación de coagulante por el PH bajo.

Se debería hacer con cal hasta un PH menor a 8.4 unidades.

Se debería tener un tanque de estabilización que proporcione un periodo mínimo de contacto de 30 minutos, para asegurar la calidad microbiológica del agua.

1.3.10. Laboratorio.

La planta cuenta con un laboratorio para la obtención de algunos parámetros de calidad, estos permiten verificar la eficiencia del tratamiento, así como determinar condiciones especiales de tratamiento cuando las características del agua cruda de entrada a la planta lo exigen. Los parámetros para los cuales se efectúan análisis son turbiedad, pH, conductividad, cloro residual libre; igualmente se realiza la prueba de jarras para verificar la concentración adecuada de coagulante

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Figura N21° Laboratorio.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

Figura N22° Instrumentación de Laboratorio.Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Propia.

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Figura N19° Descripción de equipos de controlMunicipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Planta de agua potable “Aguas del Tequendama”

CONCLUSIONES

Figura N° Ensayos de tratabilidad Dosis óptima

Municipio la Mesa –Cundinamarca

Fuente: Fuente: Planta de agua potable “Aguas del Tequendama”

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1.3.11. Costos de Operación.

Los costos de operación que maneja la planta de tratamiento de agua potable, para el municipio de Mesa se encuentra relacionada en la siguiente tabla, hasta la fecha del presente documento, los cuales fueron suministrados, por parte de los funcionarios de ECOSECHA, entidad encargada de la operación y manejo de dicha planta.

ITEM VALORQuímicos utilizados en el tratamiento del agua potable Ploricloruro de aluminio $ 1.777.000,00Cloro gaseoso $ 476.000,00Soda caustica $ 578.680,00Hipoclorito $ 81.000,00Costo de energía $ 186.000,00Costos de funcionarios 2 operarios+ 1 fontanero $ 4.271.241,00Total costo de operación mensual $ 7.369.921,00

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BIBLIOGRAFÍA

Plan de ordenamiento municipal Mesa- Cundimarca. Disponible enhttp://www.Mesa-cundinamarca.gov.co/apc-aa files/33613562356131373639626363653532/INFORME_DE_GESTION__DEL_A_O_2008_SERVICIOS_PUBLICOS.pdf

ROMERO, Jairo . Acuipurificacion .Ed. Escuela colombiana de ingeniería Julio Garavito , 2da edición 2006. . Bogotá

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http://www.guasca-cundinamarca.gov.co/apc-aa%20files/33613562356131373639626363653532/INFORME_DE_GESTION__DEL_A_O_2008_SERVICIOS_PUBLICOS.pdf



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