Sistema de tratamiento de aguas lluvias, auto-construible ...
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SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS, AUTO-CONSTRUIBLE, PARA USOS NO POTABLES EN UNA CASA DE LA LOCALIDAD DE USME STEFANIA CARVAJAL ARCINIEGAS CAMILO ESLAVA ARDILA PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL PREGRADO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ DICIEMBRE 2014
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SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS, AUTO-CONSTRUIBLE, PARA USOS NO POTABLES EN UNA CASA DE LA LOCALIDAD DE USME
STEFANIA CARVAJAL ARCINIEGAS
CAMILO ESLAVA ARDILA
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
PREGRADO DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ DICIEMBRE 2014
SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS LLUVIAS, AUTO-CONSTRUIBLE, PARA USOS NO POTABLES EN UNA CASA DE LA LOCALIDAD DE USME
STEFANIA CARVAJAL ARCINIEGAS
CAMILO ESLAVA ARDILA
DIRECTOR: ANDRÉS TORRES
CO-DIRECTOR:
JAIME ANDRÉS LARA
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE GRADO
BOGOTÁ DICIEMBRE 2014
Agradecimientos
Al grupo Engineers and Scientists Abroad de South Dakota School of Mines and Technology por su aporte y confianza en nosotros para desarrollar este proyecto.
A la señora Blanca Amelia Pérez, quien nos abrió las puertas de su hogar y nos permitió trabajar en su casa, brindándonos su compañía y afecto.
Dedicatoria
A nuestras familias quienes constantemente nos apoyan, brindan su amor y compañía Y así podemos ser mejor cada día y lograr nuestros objetivos
Tabla de Contenido
1. Resumen ................................................................................................... 1
2. Abstract ..................................................................................................... 2
3. Introducción .............................................................................................. 3
4. Materiales y Métodos ............................................................................... 7
4.1. Sitio de estudio ......................................................................................................................... 7
4.2. Experimentación en Campo ................................................................................................ 9
4.3. Experimentación en Laboratorio ................................................................................... 10
4.4. Ensayos de Calidad de Aguas ........................................................................................... 15
4.5. Métodos de análisis estadístico ....................................................................................... 20
5. Resultados y Discusión ............................................................................ 24
5.1. Sistema de Tratamiento ..................................................................................................... 28
5.1.1. Análisis De Componentes Principales (PCA) ...................................................... 28
5.1.2. MANOVA ............................................................................................................................ 31
5.1.3. Kruskal-Wallis y Wilcoxon ......................................................................................... 32
5.1.3.1. pH ................................................................................................................................ 32
5.1.3.2. Conductividad ........................................................................................................ 34
5.1.3.3. Turbiedad ................................................................................................................ 36
5.1.3.4. Cloruros .................................................................................................................... 39
5.1.3.5. Sólidos Totales ....................................................................................................... 41
5.1.3.6. Sólidos Suspendidos Totales (SST) ................................................................ 43
5.1.3.7. DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigeno a los 5 días)............................ 46
5.1.3.8. Metales pesados .................................................................................................... 47
A. Zinc ................................................................................................................................. 47
B. Cobre .............................................................................................................................. 48
C. Níquel............................................................................................................................. 50
D. Plomo ............................................................................................................................. 52
E. Cadmio .......................................................................................................................... 53
5.1.4.9. Coliformes totales ................................................................................................. 53
5.1.4.10. Escherichia Coli ..................................................................................................... 56
5.2. First-Flush ............................................................................................................................... 57
5.2.1. pH ........................................................................................................................................ 57
5.2.2. Cloruros ............................................................................................................................. 57
5.2.3. Sólidos Suspendidos Totales ..................................................................................... 58
5.2.4. Metales Pesados ............................................................................................................. 58
A. Zinc ............................................................................................................................................. 58
B. Cobre ......................................................................................................................................... 59
5.3. Filtros ........................................................................................................................................ 60
5.3.1. pH ........................................................................................................................................ 60
5.3.2. Conductividad ................................................................................................................. 60
5.3.3. Turbiedad ......................................................................................................................... 61
5.3.4. Cloruros ............................................................................................................................. 62
5.3.5. Sólidos Totales ................................................................................................................ 62
5.3.6. Sólidos Suspendidos Totales ..................................................................................... 63
5.3.7. DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigeno) ............................................................ 64
6. Conclusiones Y Recomendaciones ........................................................... 66
6.2. Conclusiones ........................................................................................................................... 66
6.3. Recomendaciones .................................................................................................................. 67
7. Referencias ............................................................................................. 69
8. Anexos .................................................................................................... 71
8.2. Diseño en AutoCAD .............................................................................................................. 71
8.3. Sistema de Captación en Usme ........................................................................................ 72
8.4. Determinantes de calidad de aguas ............................................................................... 74
8.5. Tablas Resultado de los Ensayos de Laboratorio .......................................................... 77
Lista de Tablas
Tabla 1 - Resultados Previos ...................................................................................................................... 5
Tabla 2 - Metales Pesados ..................................................................................................................... 15
Tabla 3 - Constituyentes Inorgánicos No Metálicos ........................................................................ 16
Tabla 4 - Examen Microbiológico de las Aguas ................................................................................. 16
Tabla 5 - Constituyentes de Agregado Orgánico ............................................................................. 17
Tabla 6 - Propiedades Físicas y de Agregación ................................................................................. 17
Tabla 7 - Resumen Restricciones de aguas para usos potables ................................................... 18
Tabla 8 - Resumen restricciones de aguas para usos de riego..................................................... 19
Tabla 9 - Resumen restricciones de aguas para usos de recreación .......................................... 19
Tabla 10 - Resumen restricciones de aguas para usos sanitarios ............................................... 20
Tabla 11 - Puntaje resultados agua potable ...................................................................................... 24
Tabla 12 - Puntajes Resultado Riego .................................................................................................... 25
Tabla 13 - Puntaje resultados para usos de recreación ................................................................. 26
Tabla 14 - Puntaje resultados para usos Sanitarios ......................................................................... 26
Tabla 15 - Resumen resultados de MANOVA ................................................................................ 31
Tabla 16 - Resultados de MANOVA excluyendo pH ................................................................... 31
Tabla 17- E. Coli en el muestreo 4 ........................................................................................................ 56
Tabla 18 - pH First-Flush .......................................................................................................................... 57
Tabla 19 - Cloruros First-Flush .............................................................................................................. 58
Tabla 20 - Sólidos Suspendidos Totales First-Flush ........................................................................ 58
Tabla 21 – pH en el Sistema de Tratamiento .................................................................................... 77
Tabla 22 – Conductividad en el Sistema de Tratamiento .............................................................. 78
Tabla 23 – Turbiedad en el Sistema de Tratamiento ...................................................................... 78
Tabla 24 – Cloruros en el Sistema de Tratamiento.......................................................................... 79
Tabla 25 - Sólidos Totales en el Sistema de Tratamiento .............................................................. 80
Tabla 26 - Sólidos Suspendidos Totales en el Sistema de Tratamiento .................................... 80
Tabla 27 – DBO5 en el Sistema de Tratamiento................................................................................ 81
Tabla 28 - Zn en el sistema de tratamiento .................................................................................. 82
Tabla 29 - Cu en el sistema de tratamiento ................................................................................... 82
Tabla 30 - Ni en el sistema de tratamiento .................................................................................... 83
Tabla 31 - Cd en el sistema de tratamiento ................................................................................... 83
Tabla 32 - Pb en el sistema de tratamiento ................................................................................... 84
Tabla 33 - Sólidos Suspendidos Totales Muestreo 3 First-Flush .................................................. 84
Tabla 34 - pH Filtros .................................................................................................................................. 85
Tabla 35 - Conductividad Filtros ............................................................................................................ 85
Tabla 36 - Cloruros Filtros ....................................................................................................................... 85
Lista de Figuras
Figura 1 – Zona de captación, localidad de Usme. Tomado de http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf ..................................................................................... 7
Figura 2 - Sitio de estudio de usos ....................................................................................................... 9
Figura 3 - Sistema de First-flush casero, instalado en una casa en Usme ................................ 10
Figura 4 - Material extendido para mezclar ...................................................................................... 11
Figura 5 - Materas realizadas con botellas plásticas recicladas................................................... 12
Figura 6 – Filtros......................................................................................................................................... 13
Figura 7 - Detalles Filtro .......................................................................................................................... 13
Figura 8 - Techo para la simulación del recorrido del agua .......................................................... 14
Figura 9 - Diagrama Bloxpot. Tomado de: http://liceu.uab.es/ .................................................. 23
Figura 10 – Análisis de componentes principales ............................................................................ 28
Figura 11 - Separación por eventos ..................................................................................................... 29
Figura 12 - Separación por altura del sustrato ................................................................................. 30
Figura 13 - Separación por tipo de planta .......................................................................................... 30
Figura 14 – pH medido en todos los eventos vs. Tratamiento .................................................... 32
Figura 15 - pH a la salida vs Evento ...................................................................................................... 33
Figura 16 – Diferencia porcentual del pH vs Evento ....................................................................... 33
Figura 17 - Conductividad medida en todos los eventos vs. Tratamiento ............................... 34
Figura 18 - Conductividad a la salida del sistema vs. Evento ....................................................... 35
Figura 19 - Turbiedad medida en todos los eventos vs. Tratamiento ....................................... 36
Figura 20- Turbiedad. Diferencia porcentual entre entrada y Salida vs Evento ..................... 37
Figura 21 – Turbiedad a la salida vs Evento ....................................................................................... 37
Figura 22 – Turbiedad a la salida vs Altura de sustrato ................................................................. 38
Figura 23 – Turbidez. Muestra a la izquierda antes del filtro; muestra a la derecha después del filtro ........................................................................................................................................................ 39
Figura 24 - Cloruros medidos en todos los eventos vs. Tratamiento ......................................... 40
Figura 25 – Diferencia porcentual (entrada-salida) de cloruros en cada evento ................... 41
Figura 26 - Sólidos Totales medidos en cada evento vs. Tratamiento ...................................... 42
Figura 27 - Sólidos Totales a la salida vs Evento ............................................................................... 43
Figura 28 - Sólidos Suspendidos Totales medidos durante todos los evento vs Tratamiento......................................................................................................................................................................... 44
Figura 29 - Diferencia porcentual de SST en cada vs Evento ........................................................ 45
Figura 30 – Sólidos Suspendidos Totales a la salida vs. Altura de sustrato .............................. 45
Figura 31 – DBO5 medido en todos los eventos vs. Tratamiento ................................................ 46
Figura 32 – DBO5 a la salida vs. Altura del sustrato ......................................................................... 46
Figura 33 – Concentración de Zinc medida durante todos los evento vs Tratamiento ........ 47
Figura 34 - Concentración de zinc a la salida vs Evento ................................................................. 48
Figura 35 - Concentración de Cobre medido en todos los evento vs. Tratamiento .............. 49
Figura 36 - Cu a la salida mg/L vs Evento ........................................................................................... 50
Figura 37 - Concentración de Níquel medido en todos los evento vs. Tratamiento ............. 51
Figura 38 - Concentracion de Ni a la salida vs Evento .................................................................... 51
Figura 39 – Diferencia porcentual de níquel (entrada-salida) vs Evento .................................. 52
Figura 40 – Plomo medido en tres eventos vs. Tratamiento ........................................................ 53
Figura 41 - Resultados de detección de coliformes en First-Flush y en la Entrada (Evento 1)......................................................................................................................................................................... 54
Figura 42 - Resultados de detección de coliformes en el First-flush y la entrada (evento 3)......................................................................................................................................................................... 54
Figura 43 - Resultados de detección de Coliformes. De izquierda a derecha: First-Flush, Muestra de entrada y Muestra de salida de uno de los tratamientos (evento 4). ................ 55
Figura 44 - First-Flush. Zinc ..................................................................................................................... 59
Figura 45 - First-Flush. Cu ........................................................................................................................ 59
Figura 46 - pH al pasar por los filtros ................................................................................................... 60
Figura 47 - Conductividad al pasar por los Filtros ............................................................................ 61
Figura 48 - Turbiedad de los Filtros ...................................................................................................... 61
Figura 49 - Cloruros Filtros ...................................................................................................................... 62
Figura 50 – Presencia de Sólidos Totales (mg/L) en Filtros ........................................................... 63
Figura 51 – Presencia de Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) en Filtros ................................. 64
Figura 52 – DBO5 en Filtros ..................................................................................................................... 65
Figura 53 - Vista frontal ........................................................................................................................... 71
Figura 54 - Vista Genera .......................................................................................................................... 71
Figura 55 - Vista Lateral ........................................................................................................................... 71
Figura 56 - Vista General ......................................................................................................................... 72
Figura 57 - Tanques de almacenamiento ........................................................................................... 72
Figura 58 - First-flush (a).......................................................................................................................... 73
Figura 59 - First-flush (b) ......................................................................................................................... 73
1
1. Resumen
El objetivo de este trabajo fue el desarrollo de un sistema de tratamiento de aguas lluvias
con la capacidad de remover metales pesados del agua y otros contaminantes como
coliformes totales, sólidos suspendidos totales y sólidos totales, con el fin de utilizar esta
agua en diversas actividades caseras; sin embargo su limitante es el uso potable, pues
llegar a ese nivel de tratamiento implica mayores costos y este sistema se diseña
pensando en poblaciones de escasos recursos; por lo cual también debe ser auto-
construible y adaptable a cualquier tipo de vivienda. El agua estudiada se recogió en una
casa de la localidad de Usme, donde se contaba con un tratamiento inicial, un sistema de
first-flush, esta agua se almacenaba en tanques que luego se llevaban a la Pontificia
Universidad Javeriana, lugar donde se llevaba a cabo el experimento utilizando cuatro
tipos de tratamientos (la combinación entre dos alturas de sustrato diferentes y dos tipos
de plantas consumibles) y un filtro realizado con grava, arena y carbón activado. Se
realizaron cuatro muestreos de agua y después de pasar por el sistema se llevaban a un
laboratorio de calidad de aguas para caracterizarlas.
El sistema completo no logra remover los contaminantes con los que el agua lluvia entra
para permitir ampliar su uso. Esto se debe a que al pasar por el sustrato, se arrastra
material y este aumenta los sólidos suspendidos totales, sólidos totales y se disuelven
materiales en ella. Sin embargo al analizar independientemente el filtro construido, se
encontró que este es el que aporta en la remoción de material particulado y permite
remover de manera significativa el zinc. Los demás metales pesados, no tienen
concentraciones altas o fueron no detectables, haciéndose no posible un análisis detallado
sobre estos.
2
2. Abstract
The main objective of this project was to develop a rainwater treatment system able to
remove heavy metals and some other pollutants as total coliforms, total suspended solids
and total solids from rainwater, in order to make this water proper for housekeeping
activities, however it would not be potable due to the higher costs this will imply and since
this system is designed for low resources societies. Also, it must be self-constructive and
easy to adapt to any kind of houses.
The analyzed water for this project was collected from a house located at Usme where
was used an initial treatment, a first-flush system; after that the water was stored in
plastic tanks and delivered to the Pontificia Universidad Javeriana, there, were made
experiments with the four different treatments designed (two different substratum
heights combined with two edible plants) and homemade filters made with gravels, sand
and activated carbon. Four rainwater samplings were taken and after they went through
the treatment system were analyzed in a water quality laboratory.
The system is not able to remove the full pollutants that the water has before entering
into this one. When the water gets through the system it takes the loose material from
the substratum and this is the main reason why the total solids, total suspended solids
and turbidity increase. However, analyzing the constructed filter was found that it is the
component of the system that contributes the most to the material removal. The removal
of zinc was the most effective of the heavy metals. The behaviors of the other analyzed
heavy metals cannot be determinate due to the lack of concentration in the samples.
3
3. Introducción
En Colombia existe un déficit en el abastecimiento de agua potable, por lo cual los
habitantes tienen la necesidad de utilizar aguas sin tratar, lo cual genera un riesgo para la
salud (Torres et al., 2013). En el 2002 un estudio puso en evidencia que la mitad de los
colombianos tiene problemas de abastecimiento de agua potable y en el 2012 en otro
estudio se confirmó que 4 millones de habitantes siguen sin tener agua potable(Caracol,
2009; “Colombia trabaja para mejorar acceso a agua potable y saneamiento básico en
zonas rurales,” 2014; Colprensa, 2012). En este último estudio solo se analizó a las
personas que no tienen conexiones de agua potable en sus casas, mas no cuáles tienen
problemas en el uso de la misma. Varias capitales del país no tienen suministro de agua
potable para todos sus habitantes como es el caso de Yopal, Villavicencio, Quibdó y Leticia
entre otros. Debido a la necesidad de poseer agua para los usos caseros, los habitantes
han optado por recoger las aguas lluvias y usarlas en el diario vivir sin saber que estas
aguas se encuentran normalmente contaminadas y generan un riesgo para la salud.
En efecto, las aguas lluvias de escorrentía en superficies urbanas se encuentran
contaminadas por la polución en el medio ambiente. Esta polución tiene varias fuentes de
emisión las cuales hacen que sea distribuida en zonas muy amplias y con las corrientes de
viento sean distribuidas a mayores espacios. Las emisiones de contaminantes tienen
origen en: las industrias que emiten grandes cantidades de gases al medio ambiente,
minería a cielo abierto, la gran cantidad de vehículos motorizados y los químicos disueltos
en los ríos y cuerpos de agua que al evaporarse llegan a la atmósfera. Cuando precipitan
las aguas lluvias éstas vienen cargadas de contaminantes y cuando estas ocurren en
grandes cantidades o de forma repetitiva tienden a generar efectos negativos en los
medios receptores.
4
En varias investigaciones realizadas anteriormente, se ha estudiado el tipo de
contaminantes que se generan en la ciudades, sus concentraciones y la calidad que las
aguas lluvias tienen al tener presencia de estos contaminantes (Fletcher et al., 2013;
Hilliges et al., 2013; Kabir et al., 2014; Solarte and González, 2012); sin embargo no se ha
hablado con claridad de cómo debe ser el manejo de estas aguas o cómo se podrían
reutilizar después de haber sido limpiadas, pues aunque no sirvan para el consumo
directo, tienen el potencial de reemplazar el agua potable en otras actividades caseras. En
ciudades como Bogotá, que se encuentran altamente industrializadas y con poblaciones
bastante densas, se generan cantidades de contaminantes bastante altas, las cuales
afectan el medio ambiente y a su paso el ciclo natural del agua, lo cual incide
directamente en la salud de sus habitantes. En lugares donde las personas no tienen
acceso tan fácil a los recursos, se ha generado una tendencia a reutilizar el agua lluvia, lo
cual es positivo para el medio ambiente, sin embargo debido a que en zonas como Bogotá
la contaminación tienen unos valores importantes, utilizar esta agua puede generar un
riesgo para la salud de la las personas (Lim and Jiang, 2013). Algunas comunidades
vulnerables asentadas en la periferia de Bogotá no tienen capacidad económica y por lo
tanto deben desarrollar sistemas de tratamiento económicos, auto-construibles, de fácil
manejo y limpieza y sin el empleo de tecnologías avanzadas (Fletcher et al., 2013; HAN et
al., 2014; Silva Vieira et al., 2013).
Atendiendo a las necesidades de comunidades como Usme, este proyecto busca crear una
solución alternativa para generar una independencia de un sistema de acueducto el cual
no es estable en el tiempo. Tomando como base que se está generando cada vez más
conciencia de reutilizar el agua, se quiere desarrollar una propuesta para el tratamiento
primario del agua lluvia, con el cual se puedan retirar algunos contaminantes y que esta
agua tenga un rango de usos mucho más amplio.
5
Se busca desarrollar un sistema de tratamiento de aguas lluvias, con la capacidad de
remover metales pesados del agua y otros contaminantes como Coliformes, sólidos
suspendidos y sólidos totales para lograr utilizar estas aguas en todas las actividades
caseras, restringiendo el uso potable; pues se busca que el sistema sea económico y de
fácil acceso para personas de escasos recursos. Además este sistema está pensado para
que sea auto-construible en cada vivienda. Se presentaron metales pesados en estudios
anteriores los cuales son (Duarte, 2014):
Tabla 1 - Resultados Previos
PARÁMETRO Promedio Desviación Estándar
Min Max
pH (Und) 6.7 0.7 5.2 8.2
Techo FC 7.4 0.5 6.1 8.2
Techo PL 6.2 0.5 5.2 7.2
Techo Zn 6.4 0.2 5.8 6.8
Cond (uS/cm) 42 37.1 3 161.1
Techo FC 70.1 40.3 3 161.1
Techo PL 29.3 28.7 6.5 88
Techo Zn 26.6 23.8 8.1 81.8
DQO (mgO2/L) 38 28 6 129
Techo FC 45 34 10 129
Techo PL 34 27 10 102
Techo Zn 36 24 6 79
SST (mg/L) 66 126 6 541
Techo FC 51 91 6 315
Techo PL 83 157 6 541
Techo Zn 65 126 6 422
Zn (mg/L) 0.84 1.41 0 6.23
Techo FC 0.09 0.09 0 0.3
Techo PL 0.13 0.12 0 0.5
Techo Zn 2.3 1.66 0.89 6.23
Cu (mg/L) 0.06 0.04 0 0.11
Techo FC 0.06 0.04 0.02 0.11
Techo PL 0.06 0.04 0.02 0.11
Techo Zn 0.07 0.04 0 0.11
6
El sistema que se diseña está pensado para trabajar con techos verdes productivos, de
manera que la o las viviendas que deseen emplear el mecanismo, obtengan una
disminución de los gastos, ya que tendrán un propio cultivo casero. Contando además con
el agua que dejarán de usar del acueducto, lo cual implica una disminución de costos y un
beneficio ambiental. Adicionalmente, si estos sistemas de techos productivos son usados
en cantidades significativas tienen efectos en las cuencas hidrológicas, disminuyendo la
escorrentía directa en la cuenca (Gwenzi and Nyamadzawo, 2014).
Este documento se divide en cuatro secciones: en la primera, se especifican los materiales
y métodos implementados y esta, se divide a su vez en cinco sub-capítulos donde el
primero explica el sitio de estudio, lugar en el cual se captan las aguas lluvias para el
estudio; luego se hace una descripción de cómo se realizó el experimento en campo y el
mecanismo de tratamiento utilizado a lo largo del proyecto. Después de esto, se explica
cómo se realiza la experimentación en el laboratorio para analizar la calidad del agua
muestreada y cómo ésta cambia al pasar por el sistema de tratamiento. Se termina por
hacer una descripción de los métodos utilizados para analizar los datos recogidos de
laboratorio y los programas con los cuales se trabajó a lo largo del proyecto.
En la sección siguiente, resultados y discusión; se habla de lo obtenido en los análisis de
calidad, se realiza una comparación entre los tratamientos que se manejaron y se
plantean las posibles ventajas y falencias de cada uno de ellos. Luego en la sección de
conclusiones y recomendaciones, se explica cuál es el mejor tratamiento y por qué y se
realizan algunas recomendaciones en cuanto al manejo del sistema y posibles usos.
Al final del documento se encuentran los anexos, en los cuales hay tablas, los códigos
utilizados para el tratamiento de los datos, los diseños realizados y fotos de las fases del
proyecto, entre otros.
7
4. Materiales y Métodos
Se realiza una caracterización de las prácticas de aprovechamiento que se lleven a cabo
actualmente en el sector de Usme, de esta manera se sabe cómo el sistema propuesto se
adaptará a ellas. Luego, basados en observación del estado del hogar y disponibilidad de
espacio, se diseña un prototipo que simule las condiciones de infraestructura del hogar y
en este se hará la simulación del recorrido que el agua debe realizar en las diferentes
etapas y como su calidad va cambiando a medida que recorre el sistema.
4.1. Sitio de estudio
Estando este proyecto enfocado en aprovechar agua para poblaciones de escasos
recursos, se seleccionó una comunidad ubicada en la periferia de la ciudad de Bogotá; la
localidad de Usme, ubicada al sur de la ciudad (ver Figura 1). Usme está compuesto por
279 barrios, y tiene una extensión de 21506 hectáreas, de las cuales la mayor parte
corresponde a suelo rural. De acuerdo con un censo general del 2005, en Usme habita el
5.1% de la población de Bogotá y más de la mitad de la población en esa zona son niños,
adolescentes y jóvenes (Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., 2011).
Figura 1 – Zona de captación, localidad de Usme. Tomado de http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf
8
En la localidad de Usme se encuentran estratos 1 y 2; de acuerdo con el Índice de
Condiciones de Vida (ICV), Usme está calificado como la localidad con menos nivel de vida.
Aunque se le prestan todos los servicios públicos domiciliarios en condiciones adecuadas;
el pago promedio de los habitantes por los servicios es de $82.748 siendo así la tercera
localidad con menor pago (Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., 2011).
Usme además cuenta con diez acueductos veredales, los cuales tienen capacidad para
atender a 7518 personas, sin embargo después de una serie de estudios de calidad que se
hicieron en el 2011, se encontró que tienen un Índice de Riesgo para el Consumo de Agua
Potable (IRCA) del 50%, lo cual indica que no es apta para el consumo humano (Alcaldía
Mayor de Bogotá D.C., 2011).
La zona específica en la cual se lleva a cabo la recolección de aguas lluvias es en el sector
de Compostela 3. Se seleccionó este lugar debido a que ya se han realizado allí mismo
estudios previos de calidad de aguas lluvias en función del tipo de techo y de las causas
por las cuales el agua presenta los contaminantes encontrados. Así que para continuar con
ese proceso de investigación y finalmente dar solución al problema, se decidió seguir
trabajando en ese sector.
Adicionalmente, en la vivienda seleccionada, se lleva a cabo la recolección de aguas
lluvias, las cuales están siendo utilizadas en actividades como limpieza del inmueble, baño
de mascotas e hidratación para las mismas, riego de plantas, actividades en la cocina,
sanitario y en ocasiones donde se presenta escases de agua, también se usa para limpieza
personal. Sin embargo la manera en la cual se están captando y almacenando no es la
apropiada; como se puede ver en la Figura 2 los materiales implementados se encuentran
altamente desgastados y el tanque de almacenamiento esta oxidado, además este no
cuenta con un recubrimiento que evite que entre material contaminante en el agua.
9
Figura 2 - Sitio de estudio de usos
4.2. Experimentación en Campo
La casa seleccionada para la recolección cuenta con un sistema de captación y
almacenamiento de aguas lluvias, este se diseñó pensando en el espacio disponible que
hay en la vivienda y en que los materiales sean fáciles de conseguir para cualquier persona
de la comunidad. En el sistema de captación, se tiene un tratamiento para las aguas
lluvias, el cual consiste en un first-flush casero (ver Figura 3), construido utilizando
materiales reciclados, y su funcionamiento consiste en: tan pronto comienza a llover, el
primer volumen de escorrentía ingresa en una botella plástica, dentro de la cual hay una
pelota, esta sube a medida que se llena y al llegar a la parte superior de la botella, la
pelota cierra el flujo de agua dentro de esta y el resto del agua de escorrentía sigue su
camino y comienza a llenar los tanque de almacenamiento; este proceso se realiza debido
a que en investigaciones previas se ha encontrado que por lo general la primera fracción
de agua que escurre es la más contaminada, pues arrastra los sedimentos que habían en
el techo y los contaminantes acumulados allí (Silva Vieira et al., 2013).
10
Figura 3 - Sistema de First-flush casero, instalado en una casa en Usme
4.3. Experimentación en Laboratorio
La siguiente etapa es el experimento que consiste en un sistema completo de tratamiento,
el cual se ubica en el Laboratorio de Hidráulica de la Pontificia Universidad Javeriana (ver
anexo: Diseño en AutoCAD); el diseño está pensado para simular cómo será el recorrido
de las aguas lluvias en la casa y utilizando materiales económicos pero de buena calidad.
Debido a que se ha encontrado presencia de metales pesados en las aguas lluvias en esa
zona (Duarte, 2014), se decidió utilizar como sistema de tratamiento pequeños cultivos,
debido a que algunas plantas ayudan a la remoción de metales pesados (Miranda et al.,
2008).
Para el sustrato se usa tierra negra, abono y cáscara de arroz, la relación entre estas es:
2:1:1. La función de la cascara de arroz es no permitir que se formen aglutinamientos de
tierra que permitan pasos del agua sin que pasen por las plantas. Esta mezcla es extendida
11
capa por capa, y mezclada una por una para dar mayor homogeneidad en todo el sustrato
como se puede ver en la Figura 4.
Figura 4 - Material extendido para mezclar
Para poder analizar e inferir cuál es la influencia de las plantas en el proceso de remoción
de metales, se decidió realizar el estudio con dos tipos de plantas: lechuga y remolacha.
Estas plantas fueron seleccionadas por estudios previos donde muestran que: la lechuga al
tener raíces delgadas y en gran cantidad pueden acumular más metales que otras plantas
con raíces gruesas (Larsen and Schierup, 1981; Miranda et al., 2008), y la remolacha tiene
propiedades químicas que le dan la capacidad de acumular metales pesados en la raíz mas
no en el fruto (Criterios de calidad de suelo agrícola, 2005; Reddad et al., 2002).
12
Además, se usan dos alturas de sustrato ya que el recorrido del agua en el sustrato puede
tener influencia sobre la eficiencia de remoción debido a que una parte de los
contaminantes se quedan en el sustrato (Miranda et al., 2008); estas alturas son:
veintitrés centímetros utilizando la botella parada y doce centímetros acostada. Al tener
dos alturas de sustrato y dos plantas diferentes, se plantean cuatro tratamientos los
cuales consisten en: lechuga con altura de sustrato de doce centímetros, remolacha con
altura de sustrato de doce centímetros, lechuga con altura de sustrato de veintitrés
centímetros y remolacha con altura de sustrato de veintitrés centímetros. Estas plantas,
son cultivadas dentro de botellas plásticas recicladas tanto en posición horizontal y
vertical como se muestra en la Figura 5. El sistema consta de cuatro botellas de tres litros
para cada sistema de tratamiento de cada tipo.
Figura 5 - Materas realizadas con botellas plásticas recicladas
La última fase del sistema de tratamiento corresponde al filtrado de las muestras por
medio de filtros de arena (ver Figura 6), los cuales están compuestos por: gravas, arenas
gruesas, carbón activado, arenas finas, algodón y un corcho o piedra pómez. Estos filtros
tienen la capacidad de remover los sólidos, disminuir la turbiedad y las bacterias, y ayudan
a remover metales pesados (Azevedo et al., 1988; Bhandari et al., 2007; Hashim et al.,
13
2011; Huisman et al., 1988; Jayadev and Chaudhuri, 1990; “Tertiary Filtration of
Wastewaters,” 1986).
Figura 6 – Filtros
Figura 7 - Detalles Filtro
Para la realización de los ensayos se requieren al menos veintitrés litros de agua
almacenados en los tanques para poder hacer la experimentación en el sistema de
tratamiento, dado que se necesitan tres litros para poder hacer los análisis de calidad de
aguas (ver 4.4 Ensayos de Calidad de Aguas) de cada sistema de tratamiento más la
muestra inicial y medio litro se queda en el sustrato de cada botella (este dato fue
Gravas 5-7 cm
Arena gruesa 3-4 cm
Carbón Activado 2-4 cm
Arena Fina 7-8cm
14
resultado de experimentos previos con las botellas y los sustratos donde regaron las
botellas hasta el punto donde el agua empezaba a filtrarse).
El proceso consiste en trasladar el agua captada en Usme al Laboratorio de Calidad de
Aguas, en donde se deja una muestra inicial con el fin de identificar la calidad del agua al
ingresar en el sistema. Luego se divide el volumen total restante en cuatro muestras
iguales, las cuales serán utilizadas en cada sistema de tratamiento. Se riegan las aguas
captadas en Usme sobre un sistema de tratamiento que se ubica sobre la estructura
existente (ver Figura 8), hasta que filtren tres litros de agua por todas las plantas. Esta
agua es almacenada en un tanque para después ser pasada a través de un filtro de arena
que termina depositando la muestra en un envase, esta muestra es llevada al laboratorio
de Calidad de Aguas de Pontificia Universidad Javeriana en donde se hace su respectivo
análisis. Al terminar, es necesario hacer una limpieza al techo con agua limpia removiendo
todo el material suelto dejado por el ensayo anterior para que no se altere el siguiente
muestreo, luego de esto se repite el procedimiento anterior sobre el siguiente sistema de
tratamiento hasta terminar los cuatro sistemas planteados.
Figura 8 - Techo para la simulación del recorrido del agua
15
Para realizar un análisis más completo sobre la eficiencia del sistema en el último
muestreo se recogió un volumen de agua superior, siendo en total treinta y cinco litros
para poder llevar cuatro muestras más al laboratorio donde solo se analiza el efecto que
tiene el filtro en el sistema. Además se recogieron las muestras almacenadas en el sistema
de First-Flush para identificar su aporte en el sistema.
4.4. Ensayos de Calidad de Aguas
Las muestras de aguas lluvias tomadas en Usme y pasadas por los prototipos del sistema
de tratamiento en el laboratorio son analizadas para determinar las cantidades de
contaminantes existentes en las mismas. Se realizan pruebas de cinco metales pesados,
que son: Cadmio (Cd), Cobre (Cu), Níquel (Ni), Plomo (Pb) y Zinc (Zn); estos metales
pesados fueron seleccionados de acuerdo a los resultados de los estudios anteriores en la
zona (Duarte, 2014). Además de metales pesados también se hacen pruebas de
conductividad, DBO5, pH, Cloruros, Escherichia Coli, Coliformes totales, turbiedad, sólidos
totales y sólidos suspendidos totales; estos ensayos fueron seleccionados al ser
determinantes en la calidad del agua y sirven para poder clasificarla (Ver anexo 8.4) y
compararlas con diferentes normas a nivel mundial. Los ensayos con respecto a la calidad
de aguas se hacen siguiendo el (Standard methods for the examination of water and
wastewater, 2012) (ver Tabla 2).
Tabla 2 - Metales Pesados
Metales Pesados
Tipo Metodología Volumen Requerido
Cadmio (Cd) El método usado para determinar la cantidad de
metales pesados es el método espectrométrico de absorción atómica. Donde se ajustan los valores con una curva del método ajustado.
(SM-3110)
1 L en total
Cobre (Cu)
Níquel (Ni)
Plomo (Pb)
Zinc (Zn)
16
Tabla 3 - Constituyentes Inorgánicos No Metálicos
Constituyentes Inorgánicos No Metálicos
Tipo Metodología Volumen Requerido
Cloruros (Cl-)
La determinación de cloruros está dada por el método argentométrico,
donde se hacen diluciones si los valores de cloruros son
altos (SM-4500 - B)
200 mL
pH
El método usado es el electrométrico, donde se
usa el pH-metro. Para medir se mezcla la muestra y se
comienza a medir hasta que el pH-metro de un valor
constante (SM – 4500 - B)
50 mL
Tabla 4 - Examen Microbiológico de las Aguas
Examen Microbiológico de las Aguas
Tipo Metodología Volumen Requerido
E. Coli
El método usado se basa en Defined Substrate
Technology (DST). Se usa el sistema de Colilert, donde la
muestra toma una coloración amarilla cuando
contiene Coliformes y fluorescente cuando tiene E.
Coli. (SM-9223 - B)
100 mL
Coliformes Totales
17
Tabla 5 - Constituyentes de Agregado Orgánico
Constituyentes de Agregado Orgánico
Tipo Metodología Volumen Requerido
DBO5
Se usa el equipo de Oxitop para la medición de DBO5 en la muestra.
Se mide al quinto día de forma electrónica. (SM-5210 - B)
1 L
Tabla 6 - Propiedades Físicas y de Agregación
Propiedades Físicas y de Agregación
Tipo Metodología Volumen Requerido
Turbidez
El método empleado es el nefelométrico, se deja asentar la muestra para que los sólidos
suspendidos no alteren el resultado, luego ésta es
embazada y ubicada en el medidor de turbidez. (SM –
2130 – B)
100 mL
Conductividad
Se usa el método de laboratorio, el cual usa un
conductímetro. Se revuelve la muestra y se ubica el
conductímetro en la muestra hasta que de un valor
constante. (SM – 2510 - B)
50 mL
Sólidos Totales
Para la determinación de los sólidos totales, se usa el
procedimiento de secado a 103-105°C. Donde una muestra
de 100 mL bien mezclada se ubica en un recipiente ya
secado y pesado. Luego se deja secar la muestra y se vuelve a
pesar. (SM – 2540 – B)
200 mL
18
Tipo Metodología Volumen Requerido
Sólidos Suspendidos Totales
Se determina a través de un nano filtro, filtrando una
muestra y después se seca a 103-105°C. Se usa una bomba de succión, una nanofiltro, un
Erlenmeyer de 1L. Se pasa agua de la muestra hasta que el nano filtro este saturado o hasta que pase un litro de
muestra, luego es secado en horno. (SM – 2540 – D)
200 mL
Estos métodos de ensayos fueron seleccionados debido a que son los que se pueden
realizar en el laboratorio de Calidad de Aguas de la Pontificia Universidad Javeriana. En el
muestreo cuatro no se pudieron hacer los ensayos de plomo y cadmio de las muestras por
inconvenientes técnicos en el Laboratorio de Calidad de Aguas de la Pontificia Universidad
Javeriana.
Los resultados del laboratorio son comparados con diferentes normativas para poder
determinar que restricciones tiene en su uso y en qué zonas estas son permitidas. En las
siguientes tablas se muestran acopladas diferentes normativas de diferentes partes del
mundo (Solarte and González, 2012):
Tabla 7 - Resumen Restricciones de aguas para usos potables
Parámetros EU
(mg/L) EPA
(mg/L) WHO
(mg/L) UK
(mg/L) Canadá (mg/L)
Colombia (mg/L)
México (mg/L)
Cadmio (Cd) 0.005 0.005 0.003 0.005 0.005 0.003 0.005
Cloruros 250 250 - 250 250 250 250
Cobre (Cu) 3 1 1 2 1 1 2
Conductividad (uS/cm)
- - - 2500 400 1000 -
Coliformes Totales
0/250 mL 0/100 mL - 0/100 mL - 0/100 ml -
19
Parámetros EU
(mg/L) EPA
(mg/L) WHO
(mg/L) UK
(mg/L) Canadá (mg/L)
Colombia (mg/L)
México (mg/L)
E. Coli 0/250 mL 0/100 mL - 0/100 mL - 0/100 ml -
Níquel (Ni) 50 0.1 0.002 20 - 0.02 -
Plomo (Pb) 0.05 0.015 0.01 0.05 0.01 0.01 0.01
pH - 6.5-8.5 - 5.5-9.5 6.5-8.5 5.5-9.0 6.5-8.5
Sólidos Totales - 500 1000 - 500 - 1000
Turbidez (NTU) 60 - - 4 - 2 -
Zinc (Zn) 5 5 3 5 5 3 5
Tabla 8 - Resumen restricciones de aguas para usos de riego
Parámetros FAO
(mg/L) EPA
(mg/L) Colombia
(mg/L) Argentina
(mg/L) Metcalf &
Eddy (mg/L)
Cadmio (Cd) 0.001 - 0.001 0.001 0.001
Cobre (Cu) 0.2 - 0.5 0.2 0.2
Coliformes Totales - - 5000 - -
Níquel (Ni) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Plomo (Pb) 5 5 0.1 0.2 5
pH 6.5-8.0 6.0-9.0 4.5-9.0 - -
Zinc (Zn) 2 2 2 2 2
Tabla 9 - Resumen restricciones de aguas para usos de recreación
Parámetros EPA
(mg/L) Japón (mg/L)
Colombia (mg/L)
Cloro Residual 1 0.1 -
Coliformes Totales - - 1000/100
ml
E. Coli - N/D -
pH 6.0-9.0 5.8-8.6 5.0-9.0
Sólidos Suspendidos Totales
5 - -
Turbidez (NTU) 2 2 -
DBO 5 10 - -
20
Tabla 10 - Resumen restricciones de aguas para usos sanitarios
Parámetros EPA
(mg/L) Japón (mg/L)
Colombia (mg/L)
Cloro Residual 1 0.1 -
Coliformes Totales - - 1000/100
ml
E. Coli - N/D -
pH 6.0-9.0 5.8-8.6 5.0-9.0
Sólidos Suspendidos Totales
5 - -
Turbidez (NTU) 5 2 -
DBO 5 10 - -
4.5. Métodos de análisis estadístico
Para el análisis de los datos se utilizaron códigos desarrollados previamente en el
programa R-project; este es un lenguaje de programación para análisis estadístico. Se
realizaron tres análisis: análisis multivariante de la varianza (MANOVA), análisis de
componentes principales (PCA), el test Kruskal-Wallis, el test de Wilcoxon y el diagrama de
caja (boxplot). En el esquema mostrado a continuación se explica el procedimiento
utilizado para realizar los análisis estadísticos mencionados:
21
4.5.1. Análisis de componentes principales (ACP):
Se decide realizar este análisis debido a que se tiene información sobre diferentes
variables y este método permite reducir el número de variables para hacer el análisis de
las correlaciones entre ellas más sencillo. Cuanto mayor sea la varianza de los datos se
considera que existe mayor información.
El ACP toma las n variables correlacionadas (los parámetros de calidad medidos) que
hayan y las transforma en un nuevo conjunto de variables m (menor que n) no
correlacionadas entre sí, a esto es lo que le llama componentes principales.
Análisis de componentes principales (ACP)
Análisis multivariado de varianaza (MANOVA)
Se realizan ambos para encontrar los factores mas importantes en el comportamiento global del
sistema. Análisis de todas las variables
TEST KRUSKAL-WALLIS
PLANTA
WILCOXON+BOXPLOT
ALTURA DEL SUSTRATO
EVENTO
Cual de los siguientes factores es significativo en el procesos de remoción
de acuerdo al test realizado
22
4.5.2. Análisis multivariante de varianza (MANOVA):
Es básicamente una ANOVA (este test prueba si las medias de dos o más poblaciones son
iguales), pero con múltiples variables dependientes. Así, MANOVA prueba la diferencia
entre dos o más vectores de medias. Además permite identificar las interacciones entre
las variables independientes y su grado de asociación con las dependientes.
Hay dos situaciones en las que se usa comúnmente MANOVA; la primera, es cuando hay
múltiples variables dependientes que se correlacionan y lo que se quiere es una única. El
segundo caso es cuando se quiere explorar como las variables independientes influencian
los patrones de respuesta de las variables dependientes. En este trabajo se usa MANOVA
enfocado al segundo caso.
4.5.3. Test de Kruskal-Wallis:
Es un método no paramétrico para probar si un grupo de muestras tienen la misma
distribución. Ya que se tienen múltiples parámetros que pueden estar afectando la calidad
del agua, se realiza este test con el fin de encontrar cuál de los factores tienen mayor
influencia sobre la calidad que la muestra presenta al recorrer el sistema. Los factores a
analizar son: el tipo de planta, las dos alturas de sustrato y los muestreos.
4.5.4. Boxplot (Diagrama de caja)
Es un gráfico que suministra información sobre una variable especificada y a su vez
permite realizar comparaciones con otras. Se usa para representar la varianza (del
porcentaje de remoción de un contaminante específico) del grupo de datos que se tiene
en cada uno de los tratamientos implementados. Además se usa para realizar
comparaciones independientes entre el tipo de planta implementada y la altura del
sustrato, observando cómo varía para cada caso el porcentaje de remoción del
contaminante especificado.
23
Figura 9 - Diagrama Bloxpot. Tomado de: http://liceu.uab.es/
El diagrama de caja de la Figura 9 muestra los cuartiles del grupo de datos, del valor
mínimo al máximo, dentro de la caja esta el 50% de los datos, la línea inferior corresponde
al primer cuartil, la línea gruesa es el percentil 50 o mediana; entre el primer cuartil y la
mediana se sitúan el 25% de los valores más bajos de la distribución. Finalmente, la línea
superior corresponde al tercer cuartil y entre la mediana y el tercer cuartil, se sitúan el
25% de los valores más altos de la distribución. La altura del diagrama representa la
dispersión de los datos y el sesgo se observa como la desviación que existe entre la línea
de la mediana y el centro de la caja.
De cualquier arista del rectángulo, se extiende una línea que va hacia los extremos (valor
mínimo y valor máximo). Esos datos, se encuentran entre cero y 1.5 veces el rango
intercuartílico a partir de las aristas del rectángulo. Los datos que se encuentre entre 1.5 y
3 veces el rango intercuartílico a partir de las aristas del rectángulo reciben el nombre de
valores atípicos.
24
5. Resultados y Discusión
Se hace una comparación con los resultados obtenidos para identificar los posibles usos
dependiendo de las normativas de diferentes zonas del mundo. Para este análisis se
asignan porcentajes de 0 a 100% a cada parámetro, siendo 100% que cumple con todos
los límites de calidad en los parámetros evaluados; si algún valor es menor a 100, no
puede ser utilizado en la actividad establecida en las Tabla 11 a Tabla 14, sin embargo, no
significa que se pueda usar, pues no se midieron todas los parámetros de calidad de cada
uso.
En las tablas a continuación, la columna “Tipo” hace referencia a la muestra de entrada, al
efluente del tratamiento implementado y a la muestra tomada del first-flush. El efluente
del tratamiento se representa de la siguiente manera: L y R representan el tipo de planta
utilizada, lechuga y remolacha respectivamente; A y B, representan la altura de sustrato
que recorría el agua, siento A, alta y B, baja.
Tabla 11 - Puntaje resultados agua potable
Muestreo Tipo EU
(mg/L)
EPA (mg/L
)
WHO (mg/L)
UK (mg/L)
Canadá (mg/L)
Colombia (mg/L)
México (mg/L)
1
Entrada 100 100 100 100 100 100 100
LA 71 57 86 57 43 57 57
RB 71 57 86 71 43 57 57
LB 71 57 86 71 43 57 57
RB 71 57 86 71 43 57 57
2
Entrada 100 100 100 100 100 86 100
LB 86 71 86 71 57 57 71
RB 86 57 86 86 43 57 57
LA 71 71 86 71 57 57 71
RA 71 71 86 71 57 57 71
3
Entrada 100 100 100 100 100 86 100
LB 71 71 86 71 57 57 71
RB 86 71 100 71 57 71 86
LA 86 86 100 86 71 86 100
25
Muestreo Tipo EU
(mg/L)
EPA (mg/L
)
WHO (mg/L)
UK (mg/L)
Canadá (mg/L)
Colombia (mg/L)
México (mg/L)
3
RA 86 86 100 86 86 86 100
First-Flush 86 86 100 71 71 71 100
4
Entrada 100 100 100 100 100 86 100
LB 100 86 100 86 71 86 100
RB 86 71 100 71 57 71 86
LA 100 100 100 86 100 86 100
RA 71 71 86 57 57 57 71
First-Flush 86 86 86 86 86 86 86
Tabla 12 - Puntajes Resultado Riego
Muestreo Tipo FAO
(mg/L) EPA
(mg/L) Colombia
(mg/L) Argentina
(mg/L) Metcalf &
Eddy (mg/L)
1
Entrada 100 100 100 100 100
LA 67 100 100 100 100
RB 67 100 100 100 100
LB 67 100 100 100 100
RB 67 100 100 100 100
2
Entrada 100 100 100 100 100
LB 100 100 100 100 100
RB 67 100 100 100 100
LA 100 100 100 100 100
RA 100 100 100 100 100
3
Entrada 100 100 100 100 100
LB 100 100 100 100 100
RB 100 100 100 100 100
LA 100 100 100 100 100
RA 100 100 100 100 100
First-Flush 100 100 100 100 100
4
Entrada 100 100 100 100 100
LB 100 100 100 100 100
RB 100 100 100 100 100
LA 100 100 100 100 100
RA 100 100 100 100 100
First-Flush 100 100 100 100 100
26
Tabla 13 - Puntaje resultados para usos de recreación
Muestreo Tipo EPA (mg/L) Japón (mg/L)
1
Entrada 75 100
LA 25 75
RB 25 75
LB 50 75
RB 25 75
2
Entrada 50 75
LB 25 75
RB 25 75
LA 25 75
RA 25 75
3
Entrada 50 75
LB 75 75
RB 25 75
LA 25 75
RA 25 75
First-Flush 25 75
4
Entrada 75 75
LB 50 75
RB 50 75
LA 25 75
RA 50 75
First-Flush 25 75
Tabla 14 - Puntaje resultados para usos Sanitarios
Muestreo Tipo EPA (mg/L) Japón (mg/L)
1
Entrada 75 100
LA 25 75
RB 25 75
LB 50 75
RB 25 75
2
Entrada 75 75
LB 25 75
RB 50 75
LA 25 75
RA 25 75
27
Muestreo Tipo EPA (mg/L) Japón (mg/L)
3
Entrada 75 75
LB 75 75
RB 25 75
LA 25 75
RA 25 75
First-Flush 25 75
4
Entrada 100 75
LB 50 75
RB 50 75
LA 25 75
RA 50 75
First-Flush 25 75
De las tablas anteriores se identifican los posibles usos que se le pueden dar a las aguas
sin tratar y tratadas. En la mayoría de los sistemas de tratamiento implementados no se
cumplen los límites de calidad de uso para agua potable, recreación o usos sanitarios. Pero
de acuerdo a las diferentes normas de calidad, esta agua puede implementarse en
actividades de riego.
Esto no significa que pueda implementarse con seguridad o que no haya habido remoción
de material contaminante, pues no se evaluaron todos los parámetros de calidad
establecidos para los diferentes usos.
Los resultados son clasificados en tres partes para poder hacer un análisis independiente y
entender la función que hace cada parte del sistema de tratamiento con las aguas
captadas en Usme. Estas partes son: Muestras del sistema de tratamiento completo,
muestras del First-Flush y las muestras de los filtros.
28
5.1. Sistema de Tratamiento
5.1.1. Análisis De Componentes Principales (PCA)
Al realizar el análisis de componentes principales, se obtuvieron ocho componentes
principales, tan solo se seleccionaron tres, pues con ellas se obtiene más del 75% de la
varianza necesaria para explicar el comportamiento de los resultados. Gráficamente, se
muestran las relaciones de los parámetros medidos con las componentes principales 1 y 2,
ya que son las más representativas.
Figura 10 – Análisis de componentes principales
De la Figura 10, se infiere que la turbiedad, los cloruros y los sólidos suspendidos totales
son los parámetros que más peso tienen en la componente principal 1, para la
componente principal 2, el parámetro que más peso da en la DBO5. Lo primero se explica
debido al incremento tan significativo de solidos suspendidos totales que hubo al pasar
29
por el sistema, lo cual influencia de manera directa la turbiedad. Esto indica que esos
parámetros son los que generan más variabilidad en los resultados entre muestreos.
Además, los puntos de muestreo del 10 al 15 que corresponden al tercer ensayo y casi por
completo el cuarto tienen mayor relación con los efectos presentados en la turbiedad, los
cloruros y los sólidos suspendidos totales; lo cual sugiere que el evento influencia más la
concentración de estos parámetros en los resultados
En la Figura 11 se observa la relación de los cuatro muestreos realizados con las dos
componentes principales. Así, se ve como el tercer y el primer muestreo tienen más peso
en la componente principal uno que los otros dos muestreos, pues estos no siguen una
tendencia clara sobre alguna de las dos componentes. Sin embargo, de la figura 9 se
puede se puede inferir que el tercer muestreo es el que más aporte da a la variación que
se presenta de sólidos suspendidos totales y la turbiedad. Además, los puntos del
muestreo uno y tres se alejan mucho más que en los otros muestreos, por lo cual se
puede afirmar nuevamente que es el muestreo tres la razón por la cual los dos parámetros
mencionados anteiormente varían más que los demás medidos.
Figura 11 - Separación por eventos
30
En la Figura 12 se representa la relación que tiene la altura del sustrato con las dos
componentes principales, sin embargo ninguno de los dos muestra una relación marcada
con una de las componentes y en el caso de la Figura 13, que es la relación del tipo de
planta con las componentes ocurre lo mismo. Esto debido a que el comportamiento para
ambos, altura de sustrato y tipo de planta no influye de manera significativa el
comportamiento de los parámetros medidos.
Figura 12 - Separación por altura del sustrato
Figura 13 - Separación por tipo de planta
31
5.1.2. MANOVA A todos los parámetros medidos se les realizo MANOVA, con el fin de encontrar por qué
factor (altura de sustrato, tipo de planta y/o evento) se ve más influenciado el cambio en
la concentración de todos los parámetros medidos. Al realizar el test se obtuvieron los
resultados mostrados en la Tabla 15.
Tabla 15 - Resumen resultados de MANOVA
Factor P-Value
Evento 0.0899
Altura de Sustrato 0.0715
Tipo de Planta 0.3701
Al realizar este análisis se entiende que no existe una influencia significativa de los
factores evaluados sobre todos los parámetros medidos, pues ningún factor tuvo un p-
value inferior a 0.05. Esto quiere decir que los parámetros tienen diferentes
comportamientos y estos no tienen una relación entre sí, por lo cual se puede decir que
no son influyentes en cada parámetro y no rigen el comportamiento de ellos. Este
resultado puede deberse a parámetros que son invariantes y afectan el comportamiento
de la muestra completa. Se realizó el mismo test sin tener en cuenta el pH, pues este
parámetro presenta poca varianza, y se encontraron los siguientes resultados (ver Tabla
16).
Tabla 16 - Resultados de MANOVA excluyendo pH
Factor P-Value
Evento 0.03467
Altura de Sustrato 0.03362
Tipo de Planta 0.40592
Al no tener en cuenta parámetros invariables como el pH, se evidencia en la Tabla 16 que
el evento y la altura del sustrato, rigen el comportamiento de todos los parámetros
restantes y las plantas no afectan significativamente el sistema de tratamiento.
32
5.1.3. Kruskal-Wallis y Wilcoxon
5.1.3.1. pH
Las muestras iniciales tienen un comportamiento ligeramente acido con valores que
varían desde 6.34 a 7.05. Después de pasar por el sistema de tratamiento en los
muestreos uno y dos, se encontró que las muestras se volvieron más ácidas, sin embargo
en los muestreos tres y cuatro tiende a ser más alcalinos. Las muestras al cabo de las
iteraciones del experimento fueron aumentando su valor de pH hasta que en el muestreo
tres y cuatro ya todos los sistemas son aptos para cualquier uso. En la Figura 14 se
muestran los comportamientos de cada sistema, siendo variables.
Figura 14 – pH medido en todos los eventos vs. Tratamiento
Al analizar los resultados se evidencia que el evento es significativo en el comportamiento
del pH a la salida del sistema y en la diferencia entre la entrada y la salida del sistema (p-
value <0.05), como se ve en la Figura 15 y Figura 16 .
33
Figura 15 - pH a la salida vs Evento
Figura 16 – Diferencia porcentual del pH vs Evento
34
Se realiza el test de Wilcoxon y no se encuentran diferencias estadísticamente
significativas en los eventos. En el tercer y cuarto evento, el agua tiende a volverse neutra,
totalmente distinto a los primeros dos eventos, como se evidencia en la Figura 16.
5.1.3.2. Conductividad
Las mediciones realizadas de conductividad, del agua recogida antes de ser tratada,
presentan unos valores que oscilan entre 41.8 y 59.1 µS/cm. Después de pasar por el
sistema, la conductividad del agua aumenta como se puede ver en la Figura 17
independientemente el tipo de tratamiento. El cambio de conductividad es de gran escala
en todos los sistemas, y en la mayoría de los sistemas no está dentro de los parámetros
de agua potable que restringen la conductividad a un máximo de 400 μS/cm (ver Tabla 7).
Figura 17 - Conductividad medida en todos los eventos vs. Tratamiento
35
Al realizar los análisis estadísticos pertinentes sobre los datos de conductividad, se deduce
estadísticamente que ninguno de los tres parámetros (evento, planta y/o sustrato)
influyen en el cambio de la conductividad. Los eventos fueron importantes, pero no
fueron significativos, es decir, al analizar los datos el p-Value no llegó a ser menor a 0.05
La conductividad eléctrica del agua puede que aumente debido a las partículas solubles
que hay en los sistemas de tratamiento, como se observa en la Figura 18. Al paso de los
eventos, la conductividad al salir del sistema disminuye debido a que el sistema se ha
lavado en los eventos anteriores y estas partículas solubles han disminuido.
Figura 18 - Conductividad a la salida del sistema vs. Evento
36
5.1.3.3. Turbiedad
De acuerdo con la Organización Mundial para la Salud (OMS), la turbidez del agua no debe
estar por encima de 5 UNT para el consumo humano, sin embargo, como resultado del
tratamiento se generan materiales disueltos en el agua donde aumenta drásticamente la
turbidez. En la Figura 19 se observan los resultados de turbidez obtenidos en los cuatro
sistemas de tratamientos.
Figura 19 - Turbiedad medida en todos los eventos vs. Tratamiento
Al analizar con Kruskal-Wallis, se encuentra que el evento y la altura del sustrato son
significativos para el sistema de tratamiento, pero no las plantas (ver Figura 20), es decir,
el cambio en la turbidez es independiente de la planta. El porcentaje de variación de
turbidez depende en mayor cantidad del evento, dado que los valores de entrada fueron
aumentando al paso de los eventos y así mismo fue disminuyendo el valor a la salida
37
siendo la diferencia mayor. Lo contrario se ve con la Turbidez a la salida del sistema,
donde la importancia radica más en las alturas de los sustratos (ver Figura 21 y Figura 22).
Figura 20- Turbiedad. Diferencia porcentual entre entrada y Salida vs Evento
Figura 21 – Turbiedad a la salida vs Evento
38
Se analiza con Wilcoxon la relación que tienen los eventos entre sí, se encuentra que no
hay una diferencia significativa entre un evento y otro. Al analizar la cantidad neta de
turbidez a la salida, se encuentra una diferenciación entre estas con un p-value de 0.007
dando a entender que una altura de sustrato genera un cambio mayor en la turbidez que
la otra. Como se puede observar en la Figura 22, el sustrato de altura baja tiene valores
significativamente menores, dando a entender que las alturas son las principales causas
del aumento de la turbidez, y más aún si se usa un sustrato de mayor altura. Analizando
los casos, el recorrido del agua lluvia a través de los envases va recogiendo el material
suelto en los sustratos, y si su recorrido es mayor puede llegar a portar mayor cantidad de
turbidez.
Figura 22 – Turbiedad a la salida vs Altura de sustrato
Las muestras de entrada dos, tres y cuatro tienen un aumento en la turbidez en relación a
la muestra de entrada uno, esto se puede deber a que en el momento en el cual se
39
recogieron estas muestras, estaba en ejecución una obra de pavimentación al lado de la
vivienda.
En la figura 22, se observa en el recipiente de la izquierda el agua después de pasar por el
sustrato, y en el recipiente de la derecha la muestra después de pasar por el filtro. No es
posible llegar a un color neutro en el agua utilizando los filtros, debido a que la cantidad
de sólidos totales y sólidos suspendidos totales aumenta al pasar por los sustratos de las
plantas; sin embargo, con ayuda de los filtros se logra mejorar notablemente su turbidez.
Figura 23 – Turbidez. Muestra a la izquierda antes del filtro; muestra a la derecha después del filtro
5.1.3.4. Cloruros
Para que los cloruros no sean un problema en el agua potable, deben estar en una
concentración por debajo de 250 ppm, esto se exige por condiciones de sabor (Solarte and
González, 2012). En las muestras de entrada esta condición se cumple, pero al salir del
sistema, el agua tiene muchos más cloruros (ver Figura 24). Este incremento en la
concentración de cloruros puede relacionarse con el aumento de la conductividad de las
muestras dado que los iones en el agua permiten una conductividad mayor.
40
Figura 24 - Cloruros medidos en todos los eventos vs. Tratamiento
Los cloruros en todas las muestras aumentan y se debe al paso por el tratamiento, según
estudios las plantas pueden liberar esta sustancia en el agua (Chuang et al., 2011). De la
Figura 24 se concluye que en todos los tratamientos el aumento en la concentración de
cloruros es homogéneo.
La Figura 25 representa la variación en porcentaje de los cloruros en cada uno de los
eventos. En todos los eventos al pasar por el sistema diseñado, la concentración de
cloruros aumenta.
41
Figura 25 – Diferencia porcentual (entrada-salida) de cloruros en cada evento
5.1.3.5. Sólidos Totales
En todos los eventos, se incrementa la cantidad de sólidos totales que había en el agua en
relación con los valores iniciales. Después de pasar por las plantas se usaron los filtros, con
la intención de retener sólidos en ellos. En la Figura 26 se hace un resumen de los
resultados.
42
Figura 26 - Sólidos Totales medidos en cada evento vs. Tratamiento
Se analizan los resultados del muestreo encontrando que el evento es significativo en
relación con la cantidad de sólidos totales a la salida del sistema (p-value <0.05); pero
ningún evento es más significativo que los demás. En la Figura 27 se muestra el
comportamiento de los sólidos a la salida del sistema contra el evento.
43
Figura 27 - Sólidos Totales a la salida vs Evento
El comportamiento muestra una tendencia a disminuir la cantidad de sólidos totales en las
muestras al paso de los eventos, sin importar si son remolachas o lechugas, o si tienen una
sustrato alto o bajo. La relación del evento se debe más a los procesos iterativos que
tienen las plantas con los muestreos y el posible lavado interno de los sustratos que van
soltando las partículas al agua, esto con el tiempo se puede llegar a estabilizar.
5.1.3.6. Sólidos Suspendidos Totales (SST)
Al igual que en el caso de los sólidos totales, la cantidad de sólidos suspendidos totales
aumenta al salir del sistema en todos los tratamientos (ver Figura 28).
44
Figura 28 - Sólidos Suspendidos Totales medidos durante todos los evento vs Tratamiento
Del test de Kruskal-Wallis, se concluye que los parámetros con más influencia en la cambio
de los sólidos suspendidos totales son el evento y la altura del sustrato de las plantas,
ambos con un p-value menor a 0.05. Aun así no se obtuvieron efectos positivos en la
remoción en todos los casos, pues la mayoría de las muestras salieron con más sólidos que
la muestra de entrada; esto se debe al paso por los sustratos, pues se arrastra una alta
cantidad de material.
En la Figura 29, se observa un cambio en el porcentaje de remoción a medida que
transcurren los eventos, aunque en todos se aumente la cantidad de sólidos, en cada
evento la concentración de sólidos se hace menor; como explicación a este
comportamiento, al igual que lo ocurrido con los sólidos totales, al pasar los muestreos se
lava el sustrato de las plantas, razón por la cual en el primer evento arrastra una gran
cantidad del material suelto y no es posible para el filtro retenerlo en su totalidad.
45
Figura 29 - Diferencia porcentual de SST en cada vs Evento
Adicionalmente, la altura del sustrato es el segundo factor que influencia la cantidad de
sólidos en las muestras; de los ensayos realizados se deduce que para el cambio de sólidos
suspendidos totales es más apropiado trabajar con alturas de sustratos bajas (ver Figura
30), pues de esta manera el agua no arrastrara tanto material suelto.
Figura 30 – Sólidos Suspendidos Totales a la salida vs. Altura de sustrato
46
5.1.3.7. DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigeno a los 5 días)
La DBO5 al pasar por el sistema de tratamiento aumentó para todos los ensayos realizados
(ver Figura 31); de los cuatro ensayos, al realizar el test estadístico de Kruskal-Wallis, se
encontró que el parámetro que más influencia el cambio de la DBO5 es la altura del
sustrato y con el test de Wilcoxon se puede establecer que al usar diferentes alturas los
resultados varían de manera significativa.
Figura 31 – DBO5 medido en todos los eventos vs. Tratamiento
Figura 32 – DBO5 a la salida vs. Altura del sustrato
47
El aumento de la DBO5 se puede explicar por la materia orgánica disuelta en el agua, que
se recolecto por los sistemas de tratamiento y principalmente del sustrato dado que si la
altura es mayor la concentración aumenta significativamente.
5.1.3.8. Metales pesados
A. Zinc
Durante los ensayos realizados, el zinc que se encontró en las muestras de entrada variaba
alrededor de 0.78 mg/L, esta concentración se debe a que el material de las tejas
utilizadas para la captación es zinc, el cual se va arrastrando a medida que transcurren los
eventos. En las muestras de salida, la disminución de esta concentración es notoria (Figura
33).
Figura 33 – Concentración de Zinc medida durante todos los evento vs Tratamiento
48
Analizando los valores obtenidos, el evento fue el parámetro más significativo en el
comportamiento de los muestreos, encontrando que las concentraciones a la salida de los
sistemas de tratamiento fueron disminuyendo. La Figura 34 muestra el comportamiento a
través de cada evento.
Figura 34 - Concentración de zinc a la salida vs Evento
Al transcurrir los eventos, se hace evidente una disminución en las concentraciones de
zinc a la salida del sistema; lo anterior puede deberse a que la eficiencia de remoción de
los filtros va aumentando al paso de los eventos. Las componentes de los filtros van
ordenados por su tamaño, y entre mejor este tamizado cada capa tienen mayor eficiencia
de retención de contaminantes.
B. Cobre
En los dos primeros muestreos no se detecta cobre en las muestras. En los muestreos tres
y cuatro se encuentran concentraciones de 0.03 a 0.08 mg/L en las muestras de entrada,
lo cual no representa un riesgo para el uso casero de esta agua ni para su consumo. El
49
sistema no logra disminuir la concentración de cobre, al contrario se encuentra una
tendencia a aportar más de este metal como se puede observar en la Figura 35.
Figura 35 - Concentración de Cobre medido en todos los evento vs. Tratamiento
Al tener un comportamiento tan distinto a través de los eventos, se encuentra que es
significativo el evento con el análisis de Kruskal-Wallis. Esto se debe al cambio de carga de
contaminante inicial donde al principio no era detectable y después fue detectable en los
eventos tres y cuatro (ver Figura 36).
50
Figura 36 - Cu a la salida mg/L vs Evento
La concentración de cobre en la muestra de entrada puede variar por las condiciones de la
vivienda, donde puede que existan concentraciones mayores o menores por agentes
externos al techo donde se capta el agua.
C. Níquel
El comportamiento del níquel en los resultados obtenidos son similares a los que se
obtienen en el caso del cobre (ver Figura 37); en las muestras de entrada tienen una
concentración de 0.027mg/L en los eventos uno y dos. En los eventos tres y cuatro no se
detectan concentraciones de cobre en las aguas lluvias (ver Figura 38 ); éstas
concentraciones no restringen el uso de esta agua en ningún tipo de actividad.
51
Figura 37 - Concentración de Níquel medido en todos los evento vs. Tratamiento
Figura 38 - Concentracion de Ni a la salida vs Evento
52
El sistema de tratamiento no tiene mucho efecto sobre la remoción de este metal pesado
en estas condiciones, como se puede ver en la Figura 39 los porcentajes de remoción son
muy cercanos al 0%.
Figura 39 – Diferencia porcentual de níquel (entrada-salida) vs Evento
D. Plomo
Ya que no se pudo ensayar la última muestra para el caso del Plomo, no es posible realizar
un análisis estadístico pues los datos no son suficientes para que sea estadísticamente
representativos. En la Figura 40 se observa un comportamiento aleatorio.
53
Figura 40 – Plomo medido en tres eventos vs. Tratamiento
E. Cadmio
Este metal pesado no se detectó en ninguno de los cuatro muestreos.
5.1.4.9. Coliformes totales
Se realizaron para los cuatro eventos, ensayos de coliformes totales en las muestras de
entrada y de first-flush, sin embargo, para los dos primeros eventos no se encontró
presencia de coliformes totales en ninguna de las dos muestras. En la Figura 41 se
muestran los resultados obtenidos luego de 24 horas de incubación, los cuales no
presentan coloración alguna, evidenciando que no se presentan coliformes totales.
54
Figura 41 - Resultados de detección de coliformes en First-Flush y en la Entrada (Evento 1)
El mismo comportamiento se evidencio en el evento 2. Sin embargo en la tercera muestra
el comportamiento cambio y se encontró presencia de coliformes totales en ambas
muestras, pero en mayor cantidad en la muestra de entrada (muestra de la derecha); a
diferencia de first-flush (muestra de la izquierda) (Ver Figura 42).
Figura 42 - Resultados de detección de coliformes en el First-flush y la entrada (evento 3)
55
En el First-flush, se encuentra un valor de 3 NMP/mL. En la muestra de la entrada posee
una cantidad mucho mayor de Coliformes, en total es 137.4 NMP/mL.
Como consecuencia de los resultados obtenidos de coliformes totales durante el tercer
muestreo, se decide realizar el ensayo para la muestra de First-flush, entrada y salida de
cada uno de los tratamientos.
De los resultados del cuarto ensayo, se encuentra presencia de Coliformes totales en
todas las muestras realizadas, pero en menor cantidad en el first-flush, seguido por la
muestra de entrada; las muestras de salida del sistema superan las concentraciones de
estas dos anteriores (ver Figura 43).
Figura 43 - Resultados de detección de Coliformes. De izquierda a derecha: First-Flush, Muestra de entrada
y Muestra de salida de uno de los tratamientos (evento 4).
El comportamiento del evento cuatro es similar al del evento tres, donde el First-Flush no
retiene de manera importante los coliformes totales. Se encuentran valores de
20.2NMP/100mL en el First-flush y 67.7NMP/mL en la muestra de entrada al sistema de
56
tratamiento. Al tener tan bajas concentraciones iniciales, se decide no hacer diluciones y
tomar las muestras de coliformes después de cada sistema de tratamiento, encontrando
valores superiores a 2419.6 NMP/mL, dado que no fue posible medir la cantidad exacta en
ninguno porque todos los cuadros quedaron marcando coliformes en todos los sistemas
de tratamiento. Aunque este valor nos muestra que se contamino de forma significativa,
sin embargo, éste no proviene de la muestra de entrada sino del sistema de tratamiento
que pudo estar previamente contaminado.
5.1.4.10. Escherichia Coli
El comportamiento de los resultados de E. Coli en las muestras fue similar a los de
Coliformes totales. Inicialmente se realizaron en las muestras de entrada y en el First-flush
de cada evento, en los primeros tres evento no se detectó E. Coli, pero en el cuarto evento
se encontraron E. Coli en todas las muestras menos en la de entrada del sistema. El E. Coli
se cuantifica de la misma forma que los Coliformes totales, haciendo el recuento de los
que estén fluorescentes. Se hace resumen de los valores encontrados en la Tabla 17:
Tabla 17- E. Coli en el muestreo 4
MUESTRAS DE SALIDA
TRATAMIENTO E. Coli (NMP/100mL)
Lechuga Baja 6.3
Remolacha Baja 48.7
Lechuga Alta 48.7
Remolacha Alta 14.8
No se puede identificar un comportamiento en estas muestras, debido a que solo existe
este contaminante en el último muestreo, y no hay relaciones evidentes entre la altura del
sustrato ni el tipo de planta. La contaminación aumenta en los sistemas debido a que
estos puede que hayan estado previamente contaminados.
57
5.2. First-Flush
Se realizan ensayos de calidad de aguas sobre las muestras almacenadas en el first-Flush,
correspondientes a los muestreos tres y cuatro debido a que los muestreos anteriores
(uno y dos) no cumplieron con la cantidad de agua acumulada para realizar este tipo de
ensayos. Los ensayos analizados en las aguas captadas por el first-Flush son: pH, Cloruros,
Sólidos suspendidos totales y metales pesados; siendo estos los más determinantes en la
calidad del agua.
5.2.1. pH
El pH que se encuentra en las muestras realizados para el first-flush, es ligeramente ácido.
Aunque lo más ácido se encuentra en el first-flush, se puede llegar definir qué el first-flush
se queda con una parte ácida inicial de la lluvia. Los resultados se muestran a continuación
en la Tabla 18.
Tabla 18 - pH First-Flush
Tipo pH
Muestreo 3 First-Flush 6,51
Entrada 6,56
Muestreo 4 First-Flush 6,73
Entrada 6,79
5.2.2. Cloruros
En la Tabla 19 se resumen los resultados obtenidos de cloruros del First-flush y la muestra
de entrada; no se encuentra una relación entre las dos que pueda explicar la
concentración en cada muestra, pero al mismo tiempo se puede establecer que esta carga
de contaminantes puede depender del periodo de lluvia de la zona y la intensidad del
evento.
58
Tabla 19 - Cloruros First-Flush
Tipo Cloruros [mgCl/L]
Muestreo 3 First-Flush 39,48
Entrada 4,99
Muestreo 4 First-Flush 2,49
Entrada 3,49
5.2.3. Sólidos Suspendidos Totales
El uso de First-Flush, muestra que se retienen una cantidad de sólidos suspendidos totales
que ayuda al sistema de tratamiento disminuyéndole la concentración de contaminante
de forma importante. Cumple la función de retener las primeras aguas lluvias que van
cargadas de materiales depositados en el techo.
Tabla 20 - Sólidos Suspendidos Totales First-Flush
Tipo SST (mg/L)
Muestreo 3 First-Flush 523
Entrada 5.9
Muestreo 4 First-Flush 230.0
Entrada 24.02
5.2.4. Metales Pesados
A. Zinc
En la Figura 44, se encuentran los resultados de concentraciones de zinc en los First-flush y
en las muestras de entradas previas al sistema de tratamiento. Los valores de First-flush
son menores que los de la entrada, es decir, no retienen la cantidad esperada de metales
pesados y la concentración del zinc aumenta después de que el First-flush ya se encuentra
59
en máxima capacidad. Esto se puede deber a que el material particulado de la teja de zinc
no se arrastra en el momento que empieza a llover, sino cuando existe una corrosión del
material con las aguas lluvias.
Figura 44 - First-Flush. Zinc
B. Cobre
El sistema de First-flush si cumple una función de remoción de contaminantes, debido a
que mantiene concentraciones superiores a los de la entrada. Las primeras aguas
recolectadas contienen una concentración mayor, pero vale recordar que estas
concentraciones son de valores muy pequeños.
Figura 45 - First-Flush. Cu
60
5.3. Filtros
5.3.1. pH
Al pasar la muestra número cuatro por los filtros usados en los ensayos de cada tipo de
sistema de tratamiento, se encontró que los filtros no aportan acides a la muestra (ver
Figura 46), por lo contario la tienden a volver neutra, pero el cambio en esta no es
representativo.
Figura 46 - pH al pasar por los filtros
5.3.2. Conductividad
En la Figura 47 se encuentran resumidos los valores de conductividad de las muestras
ensayadas por los filtros, encontrando comportamientos distintos en cada uno. Este
comportamiento es contrario a lo esperado, dado que no parecen tener una relación
entre ellos. Aunque en todos los casos se aumenta la conductividad la diferencia ente los
aportes de cada uno es muy variable, teniendo cambios desde 0.3 µS/cm hasta
119.6µS/cm.
61
Figura 47 - Conductividad al pasar por los Filtros
5.3.3. Turbiedad
El comportamiento de los filtros con una concentración de turbidez baja no es óptimo,
dado que esta aumenta después de pasar por el filtro (ver Figura 48). Puede deberse a las
partículas retenidas por los muestreos anteriores y estas sean diluidas en la muestra de
entrada, teniendo el efecto contrario a lo planteado.
Figura 48 - Turbiedad de los Filtros
62
5.3.4. Cloruros
Los filtros retienen los cloruros de la muestra, como se puede observar en la Figura 49
aportando a la descontaminación en el sistema. Todos los filtros sin importar el sistema
donde fueron usados, hicieron casi el mismo aporte en la descontaminación.
Figura 49 - Cloruros Filtros
5.3.5. Sólidos Totales
En cuanto a remoción de sólidos totales, se encuentra que en los tres primeros filtros
aumento la cantidad de sólidos que había en la muestra inicial, no tanto como aumenta
en el sistema en general (Figura 50). Únicamente en el filtro numero 4 los sólidos
disminuyen, este filtro se utilizó en el tratamiento remolacha-altura de sustrato baja.
63
Figura 50 – Presencia de Sólidos Totales (mg/L) en Filtros
Previamente se mencionó que es mejor manejar un sustrato bajo que uno alto, de manera
que en su recorrido el agua no arrastre tanto material, razón por la cual el filtro 3 y 4
tienen menos porcentaje de sólidos totales, pues eran los dos que trabajaban con alturas
bajas.
Ya que el material que se tenía en los filtros se lavó antes de realizar los ensayos para
tener certeza de no afectar el sistema de tratamiento y teniendo en cuenta que el ensayo
individual de los filtros se llevó a cabo al finalizar los cuatro eventos requeridos para
calificar el sistema, se infiere que los sólidos totales que se encuentran en la muestra
luego de pasar los filtros, son aquellos que habían quedado acumulados en estos debido a
los ensayos anteriores.
5.3.6. Sólidos Suspendidos Totales
Los sólidos suspendidos totales de la muestra inicial al pasar por los filtro disminuyen,
para todos los filtros (Figura 51). Al comparar estos resultados, con lo obtenido
estudiando todo el sistema en conjunto, se puede definir que el responsable del
64
incremento de los sólidos suspendidos totales es el sustrato, pues aunque los filtros si
logran removerlos, al venir de las plantas con una carga tan alta no se logra una remoción
completa.
Figura 51 – Presencia de Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) en Filtros
Al igual que con los sólidos totales, parte del material que se encuentra en los filtros se ha
acumulado debido a los ensayos previamente realizados y se hace notoria la diferencia
entre los filtros 1 y 2 y los filtros 3 y 4; los dos segundos se manejaron con alturas de
sustratos bajas, por lo cual ahí menor presencia de sólidos suspendidos totales en ellos
que en los primeros dos.
5.3.7. DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigeno)
La Figura 52, permite observar el comportamiento de la DBO a través de los filtros
mostrando que el aumento de este es marginal. Esto no representa una contaminación
significativa para limitar el uso de estas aguas. En el filtro 4, la diferencia de resultados se
puede deber a grados de inexactitud de los ensayos, pues este valor no es muy diferente
al resultado de las otras muestras.
65
Figura 52 – DBO5 en Filtros
66
6. Conclusiones Y Recomendaciones
6.2. Conclusiones
El sistema de tratamiento plantea una alternativa para el consumo de agua en las
viviendas localizadas en la localidad de Usme, donde este sistema da la posibilidad de
tener un agua que puede ser usada para riego, recreación y sanitarios en Colombia con los
parámetros estudiados comparándolos con las normativas colombianas. Las normativas
extranjeras que son más estrictas, restringen el uso de estas aguas en las actividades de
recreación y sanitarios.
Los sistemas de tratamiento planteados generan un alto incremento de los sólidos totales
y los sólidos suspendidos totales, esto se debe al paso del agua por el sustrato de las
plantas, pues arrastra el material suelto que hay en ellos; se evidencia que afecta más una
altura de sustrato alta para estos dos parámetros, debido al largo recorrido que debe
realizar el agua; y al paso de los eventos comienza a disminuir la cantidad de estos sólidos
dado al lavado de material.
Los cloruros en todas las muestras aumentan significativamente y se debe al paso de las
plantas, ya que estas aportan esté contaminante en cantidades de gran magnitud. Al
analizar los filtros se evidencia que estos no aportan cloruros pero si los retienen en
cantidades bajas.
En los muestreos realizados, no se encontró una alta concentración de la mayoría de los
metales pesados medidos. El único metal pesado con cargas relativamente altas fue el
zinc, aunque estas cargas no fueran tan altas como para evitar restringir algún tipo de uso.
El sistema se comportó como lo esperado para remover este metal pesado, disminuyendo
67
en promedio en todos los sistemas de tratamiento el 70% de estos. El comportamiento
con los otros metales pesados no se pudo determinar al tener concentraciones tan bajas y
en algunos casos no detectables.
En ningún parámetro de la calidad del agua se encontró afectada por las plantas, ninguna
fue significativa para el sistema. Fueron más importante las demás partes de los sistemas
para la descontaminación de las aguas lluvias. Al igual tampoco se encontraron diferencias
entre estas mismas plantas. Esto es positivo dado que no existen riesgos de que
contaminación por absorción de metales en las plantas y pueden ser usadas para
alimentación en la casa donde esté instalado el sistema.
Los mejores comportamientos, en cuanto a los parámetros estudiados, se dan en los
sistemas donde se usan sustratos de altura de doce centímetros. Estos resultados no
fueron aptas para todos los usos pero tampoco estuvieron alejados del rango permisible.
Además, al usar esta altura de sustrato se permite cultivar mayor cantidad de plantas,
dado que en los sistemas con sustratos de altura de doce centímetros se cultivaron tres
plantas por botella y en los sistemas con altura de sustrato de veintitrés centímetros solo
se pueden plantar una planta por botella.
6.3. Recomendaciones
Para entender el comportamiento de los filtros de mejor manera, es necesario hacer más
iteraciones con solo los filtros sin haberse usado con el sistema completo para tener la
certeza de su comportamiento con cada parámetro evaluado y poder evaluar cuál sería su
aporte potencial al sistema. Estos filtros, deben lavarse mensualmente para que no se
quede material suelto dentro del mismo y en lugar de descontaminar el agua, la
contamine.
68
Cuando se utiliza el abono en las materas, se pueden volver a generar arrastre de sólidos y
nutrientes; y el sistema no se estabilizaría como tiende a hacerlo en los comportamientos
estudiados.
Existe un punto en el cual el carbón activado utilizado en los filtro pierde su eficiencia, por
lo cual se debe realizar un estudio para determinar cada cuanto se debe realizar el cambio
de éste material.
El comportamiento del sistema planteado al final de la experimentación, no fue el
esperado, sin embargo, se encontraron ciertos problemas específicos y puntos fuertes en
el diseño realizado. A continuación se dan proponen alternativas para que el sistema sea
más efectivo.
El uso de un material filtrante, debajo de cada matera podría evitar el arrastre de material
proveniente de los sustratos, de esta manera la cantidad de sólidos totales, sólidos
suspendidos totales y turbiedad pueden disminuir. Esto puede aliviar la carga que llega a
los filtros y estos hacer la última parte de remoción del material suelto en el agua.
Al ser más eficiente el filtro que el sustrato, se puede usar un filtro, igual a los
implementados, antes de las plantas para asegurar que estas no se contaminen con
metales pesados y demás contaminantes. Así se asegura que las plantas puedan ser
ingeridas sin restricciones. De esta manera, el sistema quería compuesto por un filtro
inicial, luego plantas y sustrato de altura baja que cuenten con un geotextil para limitar el
paso de material arrastrado y finalizar con un filtro igual al inicial.
69
7. Referencias
Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., 2011. DIAGNOSTICO LOCALIDAD DE USME SECTOR
HÁBITAT. Alcaldía Mayor de Bogotá, Bogotá. Azevedo, N., Martiniano, J., Sundaresan, B., Lanoix, J., Hofkes, E., 1988. Filtración lenta en
arena, in: Sistemas de Abastecimiento de Agua Para Pequeñas Comunidades; Tecnología de Pequeños Sistemas de Abastecimiento de Agua En Países En Desarrollo. Lima.
Bhandari, A., Surampalli, R.Y., Champagne, P., Ong, S.K., Tyagi, R.D., Lo, I.M.C., 2007. Remediation Technologies for Soils and Groundwater. ASCE Publications.
Caracol, 2009. La mitad de Colombia tiene problemas de abastecimiento de agua potable: Defensoría.
Chuang, Y.-H., Wang, G.-S., Tung, H., 2011. Chlorine residuals and haloacetic acid reduction in rapid sand filtration. Chemosphere 85, 1146–1153. doi:10.1016/j.chemosphere.2011.08.037
Colombia trabaja para mejorar acceso a agua potable y saneamiento básico en zonas rurales, 2014.
Colprensa, 2012. Cuatro millones de colombianos continúan sin agua potable. Criterios de calidad de suelo agrícola, 2005. . Ministerio de Agricultura SAG, Chile. Duarte, M., 2014. Variabilidad espacio-temporal de las concentraciones de metales
pesados (Cd, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) presentes en aguas lluvias de escorrentía sobre tejados de viviendas en una zona periurbana de Bogotá y su relación con la pluviosidad y los niveles de urbanización. Pontificia Universidad Javeriana.
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71
8. Anexos
8.2. Diseño en AutoCAD
A continuación, se presenta un diseño realizado en AutoCAD del prototipo de tratamiento
que se tiene instalado en el laboratorio de la Pontificia Universidad Javeriana.
Figura 53 - Vista frontal
Figura 54 - Vista Genera
Figura 55 - Vista Lateral
72
Figura 56 - Vista General
8.3. Sistema de Captación en Usme
En las imágenes se muestra el sistema de captación y almacenamiento que se ha instalado
en el sector de Usme; en la Figura 57, se ven los tres tanques de almacenamiento que se
tiene en la casa seleccionada en Usme. La Figura 58 y la
Figura 59
Figura 57 - Tanques de almacenamiento
73
Figura 58 - First-flush (a)
Figura 59 - First-flush (b)
74
8.4. Determinantes de calidad de aguas
A continuación se muestran los efectos posibles dados por los contaminantes estudiados.
Metales Pesados:
A) Cadmio (Cd): Este metal pesado se considera muy tóxico generando problemas
renales y ha sido relacionado epidemiológicamente con algunos cánceres
humanos. Para su identificación y cuantificación se proponen tres métodos: i)
Método espectrométrico de absorción atómica, ii) Método de plasma de
acoplamiento inductivo y iii) Método de la ditizona.
B) Cobre (Cu): El cobre es usado para el control de crecimiento biológico en
sistemas de suministro de agua pero en bajas cantidades es hasta necesario
para los humanos. Se estima que un adulto llega a necesitar 2,0 mg al día de
cobre. Pero al estar largos periodos en contacto con el cobre puede generar
irritación en nariz, boca, ojos y hasta causar dolor de cabeza. Una toma de
cobre en gran cantidad puede dañar el hígado y los riñones. Para la
identificación se usan cuatro métodos: i) Método espectrométrico de absorción
atómica, ii) Método de plasma de acoplamiento inductivo, iii) Método de la
neocuproína y iv) Método de la batocuproína.
C) Níquel (Ni): Para el análisis del níquel se establecen cuatro posibles
procedimientos: i) Método espectrométrico de absorción atómica, ii) Método
de fuente de plasma de acoplamiento inductivo, iii) Método de la heptoxima
(GENERAL), y iv) Método de la dimetilglioxima (GENERAL).
D) Plomo (Pb): El plomo es un importante veneno que se acumula en los
organismos, este metal pesado se encuentra en raras ocasiones. La
contaminación de aguas por este metal pesado se debe a procesos
industriales, mineros, descargas de hornos de función y de cañerías viejas de
plomo. Para el análisis se establecen tres métodos: i) Método espectrométrico
75
de absorción atómica, ii) Método de plasma de acoplamiento inductivo y iv)
Método de la ditizona.
E) Zinc (Zn): La contaminación de zinc en aguas es dada principalmente por
deterioro del hierro galvanizado, deszincado de latón y también por residuos
industriales. Este metal es esencial para el cuerpo humano pero en
concentraciones bajas, para la determinación de este metal se proponen cinco
métodos: i) Método espectrométrico de absorción atómica, ii) Método de
plasma de acoplamiento inductivo, iii) Método I de la ditizona, iv) Método II de
la ditizona y v) Método del zincón.
Constituyentes Inorgánicos No Metálicos:
A) Cloruros (Cl-): Este anión puede generar el sabor salado en aguas si hay cationes de
sodio (Na). Para determinarlo se establecen cinco métodos: i) Método
argentométrico, ii) Método del nitrato mercúrico, iii) Método potenciométrico, iv)
Método automatizado del ferrocianuro, y v) Método de cormatografía de iones.
B) pH: El pH se usa para determinar la alcalinidad y el dióxido de carbono que tienen
las aguas. Las fases de tratamiento de aguas de suministro y residual dependen
directamente del pH del agua. Para determinar el valor de pH de una muestra se
usa el método electrométrico.
Examen microbiológico de las aguas:
A) E. Coli y Coliformes totales: “Los Coliformes están compuestas por las bacterias
aerobias y anaerobias facultativas, gramnegativos, no formadoras de esporas y con
forma de bastón que fermentan la lactosa, produciendo gas y ácido en 48 horas a
35°C”. Existen dos técnicas para la determinación y cada una de estas tiene
procedimientos para determinar las características del agua en términos de
Coliformes. Técnica de fermentación en tubo múltiple para miembros del grupo de
76
los Coliformes, esta técnica tiene los siguientes procedimientos: i) Técnicas
estandarizadas de fermentación en tubo múltiple (NMP) de Coliformes totales, ii)
Procedimiento de NMP para Coliformes fecales, iii) Estimación de la densidad
bacteriana y v) Prueba de presencia-ausencia (P-A) de Coliformes. La otra técnica
es la del filtro de membrana para miembros del grupo de Coliformes, que realiza
los siguientes procedimientos: i) Procedimiento estándar de filtro de membrana
para coliformes totales, ii) Procedimiento de incubación retardada para Coliformes
totales, iii) Procedimiento de filtro de membrana para Coliformes fecales, iv)
Procedimiento de incubación retardada para coliformes fecales y vi) Procedimiento
de filtro membrana para Klebsiella.
Propiedades Físicas y de Agregación:
A) Turbidez: La transparencia del agua es muy importante para definir los usos de las
aguas. La turbidez del agua se debe a materiales en suspensión, desde arcilla hasta
microorganismos. Para determinar la turbidez de una muestra se usa el método
nefelométrico.
B) Conductividad: La conductividad es la representación numérica dada para la
capacidad de transportar corrientes eléctricas, esta depende de los iones sueltos
que tenga y la concentración de estos. Este ensayo sirve para calcular los sólidos
totales disueltos en una muestra por métodos empíricos. El método empleado
para determinar la conductividad se denomina método de laboratorio.
C) Sólidos: Los sólidos afectan negativamente la calidad del agua, estos sólidos suelen
ser de inferior palatabilidad y tienden a inducir una reacción fisiológica
desfavorable en los consumidores ocasionales. Este ensayo es de gran importancia
para tener control de procesos de tratamiento biológico y físico. Para la
determinación de sólidos en las muestras se realizan los siguientes
procedimientos: i) Sólidos totales secados a 103-105°C, ii) Sólidos totales disueltos
secados a 180°C, iii) Sólidos totales en suspensión a 103-105°C, iv) Sólidos fijos y
77
volátiles incinerados a 550°C, v) Sólidos sedimentables y vi) sólidos totales fijos y
volátiles en muestras sólidas y semisólidas.
8.5. Tablas Resultado de los Ensayos de Laboratorio
Tabla 21 – pH en el Sistema de Tratamiento
Tipo pH Dif. pH
Muestreo 1
Entrada 6.54 -
Lechuga Alta 6.34 0.2
Remolacha Baja 6.36 0.18
Lechuga Baja 6.48 0.06
Remolacha Alta 6.46 0.08
Muestreo 2
Entrada 6.88 -
Lechuga Baja 6.76 0.12
Remolacha Baja 6.47 0.41
Lechuga Alta 6.69 0.19
Remolacha Alta 6.56 0.32
Muestreo 3
Entrada 6.56 -
Lechuga Baja 6.93 0.37
Remolacha Baja 6.61 0.05
Lechuga Alta 7.05 0.49
Remolacha Alta 6.90 0.34
Muestreo 4
Entrada 6.79 -
Lechuga Baja 6.87 0.08
Remolacha Baja 7.18 0.39
Lechuga Alta 6.74 0.05
Remolacha Alta 6.82 0.03
78
Tabla 22 – Conductividad en el Sistema de Tratamiento
Tipo
Conductividad [µS/cm]
Dif. Conductividad [µS/cm]
Muestreo 1
Entrada 41.8 -
Lechuga Alta 3993 3951.2
Remolacha Baja 1969 1927.2
Lechuga Baja 1254 1212.2
Remolacha Alta 2133 2091.2
Muestreo 2
Entrada 59.1 -
Lechuga Baja 1999 1939.9
Remolacha Baja 2181 2121.9
Lechuga Alta 2274 2214.9
Remolacha Alta 1603 1543.9
Muestreo 3
Entrada 36.6 -
Lechuga Baja 1999 1962.4
Remolacha Baja 959 922.4
Lechuga Alta 502 465.4
Remolacha Alta 372000 371963.4
Muestreo 4
Entrada 3.50 -
Lechuga Baja 229.93 226.43
Remolacha Baja 329.90 326.40
Lechuga Alta 209.93 206.44
Remolacha Alta 1309.59 1306.09
Tabla 23 – Turbiedad en el Sistema de Tratamiento
Tipo Turbiedad [UNT] Dif. Turbiedad [UNT]
Muestreo 1
Entrada 0.5 -
Lechuga Alta 191.0 190.5
Remolacha Baja 133.0 132.5
Lechuga Baja 106.0 105.5
Remolacha Alta 135.00 134.46
Muestreo 2
Entrada 2.8 -
Lechuga Baja 41.1 38.3
Remolacha Baja 3.0 0.2
Lechuga Alta 153.0 150.2
Remolacha Alta 196.0 193.2
Muestreo 3
Entrada 2.3 -
Lechuga Baja 74.6 72.3
79
Remolacha Baja 46.3 44.0
Lechuga Alta 112.0 109.7
Remolacha Alta 172.0 169.7
Muestreo 4
Entrada 3.82 -
Lechuga Baja 16.5 12.68
Remolacha Baja 28.5 24.68
Lechuga Alta 50.6 46.78
Remolacha Alta 66.8 62.98
Tabla 24 – Cloruros en el Sistema de Tratamiento
Tipo Cloruros [mgCl/L] Dif. Cloruros [mgCl/L]
Muestreo 1
Entrada 2.5 -
Lechuga Alta 619.8 617.3
Remolacha Baja 579.8 577.3
Lechuga Baja 489.8 487.3
Remolacha Alta 609.81 607.31
Muestreo 2
Entrada 3.5 -
Lechuga Baja 524.8 521.3
Remolacha Baja 499.8 496.3
Lechuga Alta 499.8 496.3
Remolacha Alta 449.9 446.4
Muestreo 3
Entrada 5.0 -
Lechuga Baja 599.8 594.8
Remolacha Baja 399.9 394.9
Lechuga Alta 150.0 145.0
Remolacha Alta 199.9 194.9
Muestreo 4
Entrada 3.50 -
Lechuga Baja 229.93 226.43
Remolacha Baja 329.90 326.40
Lechuga Alta 209.93 206.44
Remolacha Alta 1309.59 1306.09
80
Tabla 25 - Sólidos Totales en el Sistema de Tratamiento
Tipo Sólidos Totales [mg/L] Dif. Sólidos Totales [mg/L]
Ensayo 1
Entrada 56.50 -
Lechuga Alta 2979.00 2922.50
Remolacha Baja 5292.00 5235.50
Lechuga Baja 1832.50 1776.00
Remolacha Alta 2246.00 2189.50
Ensayo 2
Entrada 84.50 -
Lechuga Baja 1633.00 1548.50
Remolacha Baja 1726.00 1641.50
Lechuga Alta 2412.00 2327.50
Remolacha Alta 1995.00 1910.50
Ensayo 3
Entrada 65.00 -
Lechuga Baja 1671.00 1606.00
Remolacha Baja 3395.00 3330.00
Lechuga Alta 2499.00 2434.00
Remolacha Alta 2233.00 2168.00
Ensayo 4
Entrada 39.5 -
Lechuga Baja 589.0 549.5
Remolacha Baja 882.0 842.5
Lechuga Alta 451.5 412.0
Remolacha Alta 4774.5 4735.0
Tabla 26 - Sólidos Suspendidos Totales en el Sistema de Tratamiento
Tipo SST [mg/L] Dif. SST [mg/L]
Muestreo 1
Entrada 11.30 -
Lechuga Alta 1375.00 1363.70
Remolacha Baja 495.83 484.53
Lechuga Baja 698.33 687.03
Remolacha Alta 987.00 975.70
Muestreo 2
Entrada 34.40 -
Lechuga Baja 127.00 92.60
Remolacha Baja 22.87 -11.53
Lechuga Alta 594.00 559.60
Remolacha Alta 713.00 678.60
Muestreo 3
Entrada 18.00 -
Lechuga Baja 596.00 578.00
81
Remolacha Baja 34.00 16.00
Lechuga Alta 840.00 822.00
Remolacha Alta 959.00 941.00
Muestreo 4
Entrada 4.25 -
Lechuga Baja 7.4 3.1
Remolacha Baja 14.6 10.3
Lechuga Alta 38.4 34.2
Remolacha Alta 131.0 126.7
Tabla 27 – DBO5 en el Sistema de Tratamiento
Tipo DBO5 [ppm] Dif. BDO5 [ppm]
Muestreo 1
Entrada 2.0 -
Lechuga Alta 28.0 26.0
Remolacha Baja 16.0 14.0
Lechuga Baja 6.0 4.0
Remolacha Alta - -
Muestreo 2
Entrada 4.0 -
Lechuga Baja 32.0 28.0
Remolacha Baja 12.0 8.0
Lechuga Alta 28.0 24.0
Remolacha Alta 40.0 36.0
Muestreo 3
Entrada 3.0 -
Lechuga Baja 18.0 15.0
Remolacha Baja 14.0 11.0
Lechuga Alta 28.0 25.0
Remolacha Alta 35.0 32.0
Muestreo 4
Entrada 1 -
Lechuga Baja 4 3
Remolacha Baja 4 3
Lechuga Alta 10 9
Remolacha Alta 3 2
82
Tabla 28 - Zn en el sistema de tratamiento
Tipo Zn (mg/L)
Muestreo 1
Entrada 0.7776
Lechuga Alta 0.7236
Remolacha Baja 0.2463
Lechuga Baja 0.1308
Remolacha Alta 0.5729
Muestreo 2
Entrada 0.8781
Lechuga Baja 0.1044
Remolacha Baja 0.2915
Lechuga Alta 0.4121
Remolacha Alta 0.4925
Muestreo 3
Entrada 0.7844
Lechuga Baja 0.1292
Remolacha Baja 0.1023
Lechuga Alta 0.1500
Remolacha Alta 0.2967
Muestreo 4
Entrada 0.7074
Lechuga Baja 0.1885
Remolacha Baja 0.0742
Lechuga Alta 0.0893
Remolacha Alta 0.0592
Tabla 29 - Cu en el sistema de tratamiento
Tipo Cu (mg/L)
Muestreo 1
Entrada ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Alta ND
Muestreo 2
Entrada ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Alta ND
Muestreo 3
Entrada 0.0524
Lechuga Baja 0.0594
Remolacha Baja 0.0594
83
Lechuga Alta 0.0663
Remolacha Alta 0.0594
Muestreo 4
Entrada 0.0880
Lechuga Baja 0.0915
Remolacha Baja 0.0986
Lechuga Alta 0.1056
Remolacha Alta 0.1021
Tabla 30 - Ni en el sistema de tratamiento
Tipo Ni (mg/L)
Muestreo 1
Entrada 0.0268
Lechuga Alta 0.0435
Remolacha Baja 0.0324
Lechuga Baja 0.0435
Remolacha Alta 0.0435
Muestreo 2
Entrada 0.0268
Lechuga Baja 0.0324
Remolacha Baja 0.0268
Lechuga Alta 0.0268
Remolacha Alta 0.0268
Muestreo 3
Entrada ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Alta ND
Muestreo 4
Entrada ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Alta ND
Tabla 31 - Cd en el sistema de tratamiento
Tipo Cd (mg/L)
Muestreo 1
Entrada ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Baja ND
84
Remolacha Alta ND
Muestreo 2
Entrada ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Alta ND
Muestreo 3
Entrada ND
Lechuga Baja ND
Remolacha Baja ND
Lechuga Alta ND
Remolacha Alta ND
Tabla 32 - Pb en el sistema de tratamiento
Tipo Cd (mg/L)
Muestreo 1
Entrada 0.0719
Lechuga Alta 0.1087
Remolacha Baja 0.0903
Lechuga Baja 0.0811
Remolacha Alta 0.0903
Muestreo 2
Entrada 0.0903
Lechuga Baja 0.0903
Remolacha Baja 0.0811
Lechuga Alta 0.0626
Remolacha Alta 0.0719
Muestreo 3
Entrada 0.0665
Lechuga Baja 0.0751
Remolacha Baja 0.0838
Lechuga Alta 0.0406
Remolacha Alta 0.0492
Tabla 33 - Sólidos Suspendidos Totales Muestreo 3 First-Flush
Tipo SST (mg/L)
Muestreo 3 First-Flush 523
Entrada 5.9
Muestreo 4 First-Flush 230.0
Entrada 24.02
85
Tabla 34 - pH Filtros
Tipo pH Dif pH
Muestreo 4
Entrada 6.79 -
Filtro Lechuga Baja 7.07 0.28
Filtro Remolacha Baja 7.12 0.33
Filtro Lechuga Alta 6.89 0.10
Filtro Remolacha Alta 6.79 0.00
Tabla 35 - Conductividad Filtros
Tipo
Conductividad µs/cm
Dif Conductividad
Muestreo 4
Entrada 40 0
Filtro Lechuga Baja 159.60 119.6
Filtro Remolacha Baja 91.50 51.5
Filtro Lechuga Alta 56.00 16
Filtro Remolacha Alta 40.30 0.3
Tabla 36 - Cloruros Filtros
Tipo
Cloruros mgCl/L Dif Cloruros
Muestreo 4
Entrada 3.50 -
Filtro Lechuga Baja 19.99 16.495
Filtro Remolacha baja 12.00 8.497
Filtro Lechuga Alta 4.50 1.000
Filtro Remolacha Alta 3.00 -0.500
