Hec Ras Calidad Agua R.san Juan
Hec Ras Calidad Agua R.san Juan
Hec Ras Calidad Agua R.san Juan
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C
2018
1
ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL AGUA Y SOLUCIÓN A PROBLEMAS
ENCONTRADOS EN EL RÍO SAN JUAN.
2
3
NOTA DE ACEPTACIÓN
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
Firma del presidente del jurado
______________________________________
Firma del jurado
______________________________________
Firma del jurado
4
AGRADECIMIENTOS Y DEDICATORIA
A nuestros padres, por ser los pilares y polos a tierra más importantes de nuestras
vidas que a pesar de las dificultades siempre son y serán nuestro apoyo
incondicional, demostrándonos su amor, corrigiendo nuestras faltas y celebrando
nuestros triunfos.
A nuestros hermanos, por ser unos grandes amigos por que junto a ustedes
hemos pasado momentos memorables y son unos de los seres más importantes
en nuestras vidas.
A los grandes amigos que creamos durante este proceso, porque no solo dejaron
enseñanzas.
A todas aquellas personas que aportaron un grano de arena para que este sueño
se hiciera realidad.
5
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION .........................................................................................................................9
2. ANTECEDENTES ..................................................................................................................... 10
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................................... 15
4. OBJETIVOS .............................................................................................................................. 16
4.1 OBJETIVOS GENERAL............................................................................ 16
4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS. .................................................................... 16
5. JUSTIFICACION ....................................................................................................................... 17
6. DELIMITACIòN ......................................................................................................................... 18
6.1 ALCANCES .............................................................................................. 18
6.2 LIMITACIONES ........................................................................................ 18
7. MARCO REFERENCIAL .......................................................................................................... 19
7.1 Marco teórico ............................................................................................ 19
8. Marco conceptual .................................................................................................................... 26
9. Metodología ............................................................................................................................. 27
9.1 Descripción de la zona.............................................................................. 27
9.1.2 Visitas en campo ................................................................................ 32
9.2 Calibración y verificación del cauce natural .............................................. 35
9.2.1 CÁLCULO DE CAUDALES ................................................................ 35
9.2.2 HEC-RAS ........................................................................................... 38
9.2.3 Obtención de los tiempos de viaje...................................................... 43
10. Calidad del agua ...................................................................................................................... 45
10.1 Análisis de muestras para calidad del agua .......................................... 45
11. analisis de resultados ............................................................................................................. 54
12. Conclusiones ........................................................................................................................... 56
6
13. recomendaciones .................................................................................................................... 58
14. Bibliografía............................................................................................................................... 59
LISTA DE TABLAS
LISTA DE ILUSTRACIONES
7
Ilustración 11. Análisis del Modelo del río para el tercer tramo mediante el HEC-
RAS ..................................................................................................................................... 39
Ilustración 12. Análisis del Modelo del río para el cuarto tramo mediante el HEC-
RAS ..................................................................................................................................... 40
Ilustración 13. Análisis del Modelo del río para el tramo inicial mediante el HEC-
RAS ..................................................................................................................................... 40
Ilustración 14. Análisis del Modelo del río para el segundo tramo mediante el HEC-
RAS. .................................................................................................................................... 41
Ilustración 15. Análisis del Modelo del río para el tercer tramo mediante el HEC-
RAS ..................................................................................................................................... 41
Ilustración 16. Análisis del Modelo del río para el tramo final mediante el HEC-RAS
.............................................................................................................................................. 42
Ilustración 17. comparativo de velocidades hoja de cálculo vs HEC-RAS .............. 42
Ilustración 18. Muestras colocadas en recipientes (Imhof) ........................................ 45
Ilustración 19. Multiparamétrico instrumento de laboratorio....................................... 46
Ilustración 20. Espectrofotómetro ................................................................................... 47
Ilustración 21. Muestra a analizar ................................................................................... 47
Ilustración 22. Turbidímetro instrumento usado para conocer el valor de turbiedad
de la muestra ..................................................................................................................... 47
Ilustración 23. Muestras tomadas in situ ....................................................................... 48
Ilustración 24. Ácido sulfúrico e Hidróxido de sodio .................................................... 48
Ilustración 25. Titulación de la muestra usando fenolftaleína y metíl naranja ......... 49
Ilustración 26. Ensayo del test de jarras a muestras tomadas in situ ....................... 50
Ilustración 27. Datos ingresados al QUAL2K ............................................................... 52
Ilustración 28. Datos calculados por Excel y HEC-RAS ............................................. 52
Ilustración 29. Datos ingresados del análisis de muestras ......................................... 53
Ilustración 30. Datos de Oxigenación del rio dada por el QUAL2K .......................... 53
LISTA DE ECUACIONES
8
1. INTRODUCCION
9
2. ANTECEDENTES
1
Índices de calidad del agua (ICA)
2
Los macro invertebrados y su valor como indicadores de la calidad del agua.
10
Guacaica, departamento de caldas, Colombia, en la cual se lleva a cabo Las dos
campañas de monitoreo realizadas en el río Guacaica con la información
existente, permitieron contar con los datos de campo necesarios para
implementar el modelo de calidad del agua QUAL2K y realizar su calibración y
confirmación. Los resultados permitieron evidenciar un tramo crítico sobre la
corriente, el cual tiene problemas de contaminación desde su nacimiento debido a
las actividades antrópicas que se realizan en la zona (cultivos de papa, ganadería
y vertimientos de aguas residuales domésticas), sin embargo, el mayor impacto
que se observa es en el punto en el cual el río recibe a la quebrada Olivares con
una alta carga contaminante, lo cual ocasiona que los niveles de todos los
contaminantes se incrementen considerablemente y deterioren la calidad del agua
del río Guacaica en ese tramo.
En forma general, se puede decir que los resultados de este trabajo representan
una línea base en términos de modelación de la calidad del agua para el río
Guacaica, puesto que no existen experiencias previas de modelación ni se han
realizado más campañas de monitoreo diferentes a las utilizadas para la
implementación del modelo de calidad. Se observó que los resultados obtenidos
tanto en la calibración y la confirmación del modelo representaron
aproximadamente las condiciones encontradas en las dos campañas de
monitoreo realizadas en el año 2012.
3
(Nacional, 2015)
11
La investigación constó con una campaña de monitoreo con propósitos de
calibración en cinco (5) estaciones sobre el cauce principal y dos (2) vertimientos,
el tramo seleccionado fue de 663 metros sobre el río Azul, el cual obedece a la
inspección de campo realizada sobre esta fuente hídrica donde el mayor impacto
que podría afectar la calidad de sus aguas, sería el asociado al vertimiento
producido por la industria de truchas ACUAZUL LTDA.
Se concluyó que la calidad del agua en el río Azul registrada el día 28 de julio de
2015, cumple con los objetivos de calidad propuestos por la Corporación
Autónoma Regional del Quindío en su Resolución No. 1035 de Noviembre de
2008, como tributario principal del río Lejos. Por el contrario, los Coliformes
Fecales y Totales se encuentran por encima de los valores exigidos por el
Decreto 1594/84 para la destinación del recurso hídrico en los últimos 120 metros.
12
balance hidráulico se evaluó en 2.03 m 3 S-1 con una ganancia 1.5 m3/s
generadas por vertidos domésticos clandestinos y difusos El modelo Qual2k
V2.07, logra simular con una parametrización promedio de R2 =0.9, esto indica
que el modelo se adecua a las condiciones de modelamiento dinámico en estos
ríos de montaña de alta rugosidad y baja profundidad. Las variables más
ajustadas son el oxígeno disuelto, la DBOC rápida, el nitrógeno total, el amonio y
los Coliformes fecales con un coeficiente de determinación (R2) promedio de
0.97.6
6
Datos tomados del departamento de Santander sobre el río frío
13
WEAP y QUAL2K puede ser analizada de forma sistémica y en el marco de las
decisiones robustas7.
7
Unesco integración de los modelos weap y qual2k para la simulación
8
Modelación del río san juan, Cuba
9
Revista unilibre sobre el modelo de simulación del río Bogotá
14
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿De acuerdo a los estándares de calidad del agua obtenidos en el río San
juan ubicado en el municipio de la Vega, Cundinamarca es necesario lo
construcción de una planta de tratamiento de agua residual (PTAR)?
Una planta de tratamiento de agua residual es una instalación en la cual, al
ingresar el cuerpo de agua, buscamos eliminar la mayor cantidad de
contaminantes posibles en busca de dar un uso para las necesidades básicas del
ser humano o también para disponerla al receptor inicial.
15
4. OBJETIVOS
16
5. JUSTIFICACION
10
¿Cómo es el avance en la cobertura de acueducto en Colombia?, 24 de Marzo de 2015, Cristian Ávila
Jiménez, El Tiempo, Disponible en: http://www.eltiempo.com/colombia/otras-ciudades/agua-potable-en-
colombia-/15445939
11
Revista Escuela colombiana de ingeniería octubre-diciembre 2000 planta de tratamiento de aguas
residuales del salitre
17
6. DELIMITACIÒN
6.1 ALCANCES
Se mostrará un documento de investigación sobre la calidad del agua del río San
Juan, ubicado en la Vega Cundinamarca, plasmando posibles soluciones a la
contaminación encontrada en el lugar de estudio.
6.2 LIMITACIONES
El trabajo solo se realizara en un tramo del río San Juan ubicado en el municipio
de la Vega Cundinamarca que comprende una distancia aproximada de 450
metros que es entre la calle 16 y calle 20 con carrera 5.
El proyecto solo se enfocará en la calidad del agua que tiene el río San Juan y en
los componentes que la afectan.
El límite de este proyecto será dado por los recursos disponibles y el interés que
se tenga en el mejoramiento de la calidad del agua
18
7. MARCO REFERENCIAL
Para poder evaluar el agua, lo primordial es conocer los requisitos de calidad para
cada necesidad y con esto decir si es necesario un tratamiento y el proceso para
poder cumplir la calidad demandada, cabe destacar que los ensayos que evalúan
la calidad del agua deben tener una aceptación mundial con el objetivo de poder
compararlos con los estándares de calidad.
La calidad del agua está ligada a los parámetros físicos-químicos de forma que,
por medio de estos, se evalúan aspectos importantes como son conductividad y
resistencia, color, turbiedad, temperatura (parámetros físicos), y por medio de los
parámetros químicos se puede observar el PH, alcalinidad, coloides, sólidos,
cloruros, sulfatos, nitrógeno, fosfatos, fluoruros, sílice, bicarbonatos y carbonatos,
componentes aniónicos, metales tóxicos y gases disueltos.
12
Control de la calidad del agua: procesos fisicoquímicos.
13
Aplicaciones electroquímicas al tratamiento de aguas residuales.
19
Parámetros de calidad del agua
Por tanto para determinar cuál es la calidad del agua se debe tomar a
consideración sus características tanto físicas como químicas, ya que para lograr
su depuración o limpieza se debe identificar cuales elementos tanto físicos o
químicos han sido alterados, Colombia a pesar de ser un país rico en fuentes
hídricas cuenta con un panorama oscuro respecto a este tema que demuestran la
deficiencia de estudios y medidas que conlleven a garantizar la calidad del agua
cruda ya que en Colombia 205 toneladas de mercurio son vertidas al suelo y al
agua de los ríos a nivel nacional, la afectación a la calidad del agua, expresada en
cargas contaminantes de material biodegradable, no biodegradable, nutrientes,
metales pesados y mercurio; se concentra en cerca de 150 municipios que
incluyen ciudades como Bogotá16.
14
decreto 1575 de mayo 9 del 2007
15
Decreto 1575 de mayo 9 del 2007
16
2015 Ideam
20
consideración otras propiedades entre las cuales se puede mencionar la
conductividad y olor, color, turbiedad y temperatura.
Otra característica física fundamental para determinar la calidad del agua de una
fuente hídrica es el olor, se puede considerar que la percepción del olor es un
análisis subjetivo del agua pero se debe apuntar que el agua en un buen estado
de calidad no debe evidenciar ningún olor ya que entre una de las propiedades
del agua es que es inodora, los sabores y olores se deben a la presencia de
substancias químicas volátiles y a la materia orgánica en descomposición 18, por lo
cual el olor presente en el agua puede evidenciar la efectos del acción biológica
por fuente natural o acción del hombre en ella.
El agua es una sustancia sin ningún tipo de color, cuando las fuentes hídricas
presentan un tipo de color es debido a elementos contaminantes, se debe a la
presencia de minerales como hierro y manganeso, materia orgánica y residuos
coloridos de las industrias. El color en el agua doméstica puede manchar los
accesorios sanitarios y opacar la ropa, 19 además analizando el ecosistema que
existe en la fuente hídrica los organismos que sobreviven son los primeros
perjudicados cuando el agua cambia de color en los peces afecta la visión,
además estos colores actúan como una barrera ante la luz solar afectando el
proceso de fotosíntesis en algas y plantas acuáticas.
17
2013, Leonardo Calle Páez
18
2005 Jorge Orellana
19
2005 Jorge Orellana
20
2010 Guía metas
21
este elemento mencionado no hay vida, cuando las temperaturas no pueden ser
controlados se produce una contaminación térmica.
De igual manera que existen elementos físicos entre las propiedades del agua
también se encuentran los químicos entre los cuales se encuentra el pH, el cual
es la medida de la intensidad acida o básica de una sustancia en este caso en
específico seria la del agua, en la cual para la vida acuática el pH se debe
encontrar entre 6.0 y 7.2 por fuera de estos parámetros se desnaturaliza las
proteínas, también es importante mencionar la alcalinidad del agua, que es la
capacidad para neutralizar ácidos, la presencia de materia orgánica y de solidos
entre los cuales se destacan los sólidos totales, los volátiles, los fijos totales que
son residuos de la alcalinización, solidos suspendidos totales, sólidos
suspendidos volátiles, sólidos suspendidos fijos y sólidos disueltos totales, todos
estos elementos hacen referencia a la materia sólida, disuelta y suspendida en el
agua.
Dimensión: 1, 2 o 3 dimensiones.
Estado: Estacionario, dinámico, cuasi-dinámico.
Tipo de transporte: Advección, dispersión, intercambio béntico.
Tipo de cuenca: Urbanas, no urbanas.
22
Comúnmente, la selección del modelo a implementar depende de la disponibilidad
de información con que se cuenta, el propósito de la modelación y los procesos a
modelar. Esta condición implica que no siempre un modelo puede aplicarse en el
estudio de la calidad del agua en una corriente en particular. Sin embargo, se
espera que un modelo de calidad del agua cuente con las siguientes
características generales.21
QUAL2KW
21
(Lozano G. et al., 2003)
23
Segmentación del modelo: el modelo no presenta limitaciones en la especificación
del número y longitud de tramos que se pueden modelar, por lo cual se pueden
incluir múltiples fuentes puntuales o dispersas en cualquier tramo.
Variación diurna del calor: El calor del volumen de agua y la temperatura son
simulados como función de aspectos meteorológicos en una escala de variación
diurna.
Cinética diurna de la calidad del agua: Todas las variables de la calidad del agua
son simuladas en escala de tiempo diurna, aunque el modelo funciona en flujo
permanente, tiene la opción de trabajo en la modalidad de un modelo cuasi-
dinámico
24
Patógenos: Se modela un patógeno genérico (coliformes fecales o coliformes
totales). La remoción de patógenos está determinada como función de la
temperatura, la luz y la sedimentación.
HEC-RAS
25
8. MARCO CONCEPTUAL
Otros términos que se utilizaron para la elaboración del trabajo de grado fueron
Oxigenación, aducción, Aireación, Afluente, sedimentación y captación.
Oxigenación se refiere a la cantidad de oxígeno en un medio, en este caso el
agua transportada a través del río, aducción es la conducción o transporte de
agua desde la cuenca hasta la planta de tratamiento, tanque de regulación o
directamente a la red ya sea por tubería, canal o túnel, aireación es el proceso de
transferencia de masa, generalmente referido a la transferencia de oxígeno al
agua por medios naturales (flujo natural, cascadas, etc.) o artificiales (agitación
mecánica o difusión de aire comprimido), El afluente es el agua residual u otro
líquido que ingrese a un reservorio, o algún proceso de tratamiento,
Sedimentación es el proceso natural por el cual las partículas más pesadas que el
agua, que se encuentran en suspensión, son removidas por la acción de la
gravedad y captación es la recolección y almacenamiento de agua proveniente de
diferentes fuentes para su uso benéfico.
Otro concepto de importancia son las aguas residuales que son aguas
procedentes de los usos doméstico, comercial o industrial, su grado de impureza
es variable las aguas residuales llevan compuestos orgánicos e inorgánicos, ya
sean disueltos o en suspensión, según su origen. Unos de los conceptos más
importantes de esto son los tiempos de viajes que es el tiempo que tarda la masa
de agua en trasladarse de una estación a otra, lo cual permite en la medida de lo
posible tomar las muestras de agua de la misma masa de forma homogénea,
además de poder realizar una óptima planificación del muestreo.
22
Aplicación del qual2kw en la modelación de la calidad del agua del río Guacaica, departamento de caldas,
Colombia
26
9. METODOLOGÍA
Fuente: Autores
27
Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) donde se deben seguir ciertos
parámetros descritos a continuación:23
Lo primero es organizar las botellas rotuladas, purgar los baldes antes de hacer el
aforo, usar recipientes oscuros para transportar la muestra, hacer la recolección
de 1 a 24 horas, según lo estipulado en el plan de muestreo basado en lo
investigado, en el laboratorio donde se realizará el análisis a la muestra, tapar
cada botella que contenga muestra y después agitar, colocar las botellas de un
mismo sitio de muestreo dentro de la nevera en posición vertical y agregar hielo
suficiente para refrigerar y por último se realiza la medición del caudal del efluente
que para ello se hizo una batimetría del río en 4 tramos a lo largo del río a 3
distintas distancias, se tomaron datos de velocidades y alturas de lámina de agua
a lo ancho del río cada metro teniendo el río un ancho de 7 metros.
Fuente: Autores
23
(IDEAM)
28
Ilustración 2. Vegetación y desperdicios
Fuente: Autores
Fuente: Autores
29
Ilustración 4. Corriente del río
Fuente: Autores
Fuente: Autores
30
Ilustración 6. Medición de velocidades y altura de lámina de agua
Fuente: Autores
Fuente: Autores
Se puede detallar que la corriente baja río abajo con más fuerza por motivos de
lluvia
31
Ilustración 8. Reconocimiento del río
Fuente: Autores
En estas visitas que se realizan en campo para reconocimiento del sitio, toma de
muestras y cálculo de caudales por medio del caudalímetro y decámetro, se
toman también otros aspectos tales como que en la primera visita los datos
tomados fueron en condiciones de lluvias por lo que los caudales calculados con
los datos de la visita 1 se toman como máximos y en la visita 2 los datos fueron
sin presencia de lluvias lo cual se tomaron como caudales mínimos, en las dos
visitas se realiza el mismo procedimiento lo que cambia es el caudal con el que se
encuentra el río.
32
Tabla 1. Datos tomados en campo para el primer tramo
TRAMO DISTANCIA DE MEDICION VELODIDAD (m/s) ALTURA LAMINA DE AGUA (m)
1 4.3 0.29
2 5.8 0.45
3 7.5 0.78
CERO
4 5.7 0.5
5 3.7 0.38
6 3.2 0.28
Fuente: Autores
TRAMO 1
TRAMO 2
33
TRAMO 3
TRAMO 0
TRAMO 1
34
TRAMO 2
TRAMO 3
35
Tabla 9. Abscisas tomadas en campo como alturas de lámina de agua
ABS 0 1 2 3 4 5 6 7
PUNTO 1 0 -0.29 -0.45 -0.78 -0.5 -0.38 -0.59 0
PUNTO 2 0 -0.25 -0.85 -1 -0.85 -0.51 -0.7 0
PUNTO 3 0 -0.28 -0.78 -0.9 -0.78 -0.62 -0.48 0
PUNTO 4 0 -0.3 -0.69 -0.82 -0.74 -0.57 -0.23 0
Fuente: Excel
AREA 1 ( m²) AREA 2 ( m²) AREA 3 ( m²) AREA 4 ( m²) AREA 5 ( m²) AREA 6 ( m²) AREA 7 ( m²)
0.145 0.37 0.615 0.64 0.44 0.485 0.295
0.125 0.55 0.925 0.925 0.68 0.605 0.35
0.14 0.53 0.84 0.84 0.7 0.55 0.24
0.15 0.495 0.755 0.78 0.655 0.4 0.115
Fuente: Excel
Fuente: Autores
36
Ecuación 2. Calculo de caudales
Fuente: Autores
ABS 0 1 2 3 4 5 6 7
PUNTO 1 0 -0.31 -0.46 -0.47 -0.67 -0.6 -0.5 0
PUNTO 2 0 -0.38 -0.52 -0.49 -0.56 -0.22 -0.19 0
PUNTO 3 0 -0.22 -0.54 -0.46 -0.37 -0.25 -0.1 0
PUNTO 4 0 -0.47 -0.6 -0.72 -0.52 -0.42 -0.15 0
Fuente: Excel
AREA 1 ( m²) AREA 2 ( m²) AREA 3 ( m²) AREA 4 ( m²) AREA 5 ( m²) AREA 6 ( m²) AREA 7 ( m²)
0.155 0.385 0.465 0.57 0.635 0.55 0.25
0.19 0.45 0.505 0.525 0.39 0.205 0.095
0.11 0.38 0.5 0.415 0.31 0.175 0.05
0.235 0.535 0.66 0.62 0.47 0.285 0.075
Fuente: Excel
Fuente: Autores
37
Ecuación 4. Calculo de Caudales
Fuente: Autores
9.2.2 HEC-RAS
Después de usar las hojas de cálculo para encontrar los caudales se implementa
el programa HEC-RAS en el cual se ingresaron los datos de altura de lámina de
agua como elevación de manera negativa usando nuestro sistema de referencia
para poder ver la verdadera geometría del rio, se ingresó el n de Manning
dependiendo de las condiciones del río, como las 3 partes del río son distintas
como se ve en la ilustración 4, las condiciones del n de Manning se tomaron
diferentes valores, se ingresaron las distancias de las bancas del río como se ve
en la ilustración 5, este proceso se repite por cada uno de los 4 tramos que se
analizaron en ambas visitas los datos de la modelación del rio se encuentran
desde la ilustración 9 hasta la ilustración 16.
Ilustración 9. Análisis del Modelo del río para el tramo inicial mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
38
Ilustración 10. Análisis del Modelo del río para el segundo tramo mediante el
HEC-RAS.
Fuente: HEC-RAS
Ilustración 11. Análisis del Modelo del río para el tercer tramo mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
39
Ilustración 12. Análisis del Modelo del río para el cuarto tramo mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
Ilustración 13. Análisis del Modelo del río para el tramo inicial mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
40
Ilustración 14. Análisis del Modelo del río para el segundo tramo mediante el
HEC-RAS.
Fuente: HEC-RAS
Ilustración 15. Análisis del Modelo del río para el tercer tramo mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
41
Ilustración 16. Análisis del Modelo del río para el tramo final mediante el
HEC-RAS
Fuente: HEC-RAS
42
9.2.3 Obtención de los tiempos de viaje
En este caso se usara para el cálculo de los tiempos de viaje la siguiente formula:
Diferenciales
43
Resultados
VISITA 2 IN SITU
TIEMPO DE VIAJE 1
TIEMPO DE VIAJE 2
TIEMPO DE VIAJE 3
TIEMPO DE VIAJE 5
Fuente: Autores
En la tabla 9 se ven los tiempos de viaje calculados con las velocidades promedio
tomados y las distancias de tramo a tramo.
VISITA 2 IN SITU
TIEMPO DE VIAJE 1
TIEMPO DE VIAJE 2
TIEMPO DE VIAJE 3
TIEMPO DE VIAJE 4
Fuente: Autores
44
10. CALIDAD DEL AGUA
Fuente: Autores
45
Ilustración 19. Multiparamétrico instrumento de laboratorio
Fuente: Autores
Resultados:
RESULTADOS
CONDUCTIVIDAD 112.8 Microcimens/centimetro (µs/Cm)
RESISTIVIDAD 8.93 Kilo ohmnio*centimetro ( KΩ*Cm)
SOLIDOS EN SUSPENSION 58.8 mg/l
SALINIDAD 0.1 Sal
TEMPERATURA 10.4 °C
PH 7.21 (Neutro)
OXIGENO 0.3 mg/l
% OXIGENO 4%
Fuente: Autores
46
Ilustración 20. Espectrofotómetro
Fuente: Autores
Fuente: Autores
Resultado
COLOR: 3843 UNIDADES DE PLATINO-COBALTO (Ptco)
NOTA: Para agua potable las unidades de platino-cobalto deben ser iguales a 20.
TURBIDIMETRO
Fuente: Autores
Resultado
TURBIEDAD: 901 NTU
47
ALCALINIDAD: Para la ALCALINIDAD se tomaran 2 muestras de 100 ml
en 2 matraz a las cuales se le realizará una titulación con Ácido sulfúrico (𝐻2 𝑆𝑂4 ),
Base-Hidroxido de sodio (NaOH) con una concentración 0.02 normal, metil
naranja (10 gotas) la muestra tendrá un cambio de color naranja, Fenolftaleína (10
gotas) nos mostrara un cambio de color a la muestra, los 2 mencionados
últimamente serán mezclados con la muestra para así posteriormente ser usados
con el ácido y la base.
Fuente: Autores
Ilustración 24. Ácido sulfúrico e Hidróxido de sodio
Fuente: Autores
48
Ilustración 25. Titulación de la muestra usando fenolftaleína y metíl naranja
Fuente: Autores
Para finalizar será usada la siguiente fórmula para hallar la alcalinidad a nuestra
muestra:
Ecuación 7. Alcalinidad
49
Se realizara una titulación con el E.D.T.A para cambiar su color a azul se usó 2.2
ml, no baja su PH al aplicarle el titulante.
Para hallar un valor de dureza se usara la siguiente formula:
Ecuación 8. Dureza
TEST DE JARRAS
Se hace una preparación de 0.1 gramo de sulfato de aluminio tipo B por litro con
agua destilada después la muestra se coloca en un agitador con un imán para
mezclar.
Se repite lo mismo 0.1 gramo de Bentonita en un litro lo cual se hace para una
mejora de coagulación después se realizara un llenado de 800ml en 6 beaker de
muestra cada uno. Para el proceso de dosificación depende si la alcalinidad es
mayor o menor a 100 en este caso como es menor a 100 cogimos 0.1 gramo en
un litro de muestra
Ilustración 26. Ensayo del test de jarras a muestras tomadas in situ
Fuente: Autores
50
Ecuación 9. Coagulante
Trabajo de universidad
Procesamiento de la información físico-química
Selección del modelo de simulación a implementar
Calibración del modelo
51
respectivamente a cada programa los datos tomados en campo y cálculos
encontrados con la hoja de calculo
.
Ilustración 27. Datos ingresados al QUAL2K
52
Ilustración 29. Datos ingresados del análisis de muestras
53
11. ANALISIS DE RESULTADOS
Inicialmente se hizo una inspección de la zona aledaña al rio donde se realizó todo
el proyecto, para así determinar el método por el cual se realizaría la batimetría,
por consiguiente, se seleccionó el caudalímetro el cual arroja valores de velocidad
al entrar en contacto con la corriente del río y también se leen las alturas de
lámina de agua.
54
oxigenación indicados en la resolución 631 del 2015 del Ministerio de Ambiente y
𝑚𝑔
Desarrollo Sostenible debería estar entre un rango de (7.0 a 8.0) ⁄𝐿 como
parámetros de una buena oxigenación.
55
12. CONCLUSIONES
Se realizó una descripción de la zona donde se hizo una toma de muestras y una
medición del terreno como alturas de lámina de agua, velocidades, longitud del
río, ancho de banca y usando algunas mediciones tomadas en campo se hallaron
los valores de caudales. La batimetría se hizo con el fin de realizar una calibración
en 4 estaciones sobre el cauce principal y 1 vertimiento. El tramo seleccionado de
450 metros sobre el río San Juan, La Vega (Cundinamarca), al hacer la
inspección de campo realizada al río se pudo analizar que el mayor impacto que
afecta la calidad del agua seria el del vertimiento de galpones encontrado en la
zona.
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Por último y con base en lo hecho en los anteriores objetivos se realizó la
verificación, calibración del cauce natural y la calidad del agua mediante la
implementación de programas como (Excel, HEC-RAS, QUAL2K).
Luego de todo el análisis realizado en el laboratorio, en los programas de
modelación ( QUAL2k y HEC-RAS) y en la hoja de cálculo, se llega a la
conclusión que el oxígeno que hay en el rio San juan no es suficiente para la
autodepuración ya que no se cumple el parámetro de PH básico, el valor estándar
de % de saturación de oxigeno encontrado en la muestra no cumple con lo
estipulado en la resolución 0631 del 2015 por lo cual para que el rio tenga las
condiciones mínimas de entrega como afluente del rio magdalena, la solución
más viable por la efectividad es una planta de tratamiento de agua residual
(PTAR) ya que es la manera más rápida para que el rio pueda oxigenarse
nuevamente y empiece a auto depurarse.
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13. RECOMENDACIONES
Hacer revisiones en la zona antes y después del tramo de río estudiado en este
proyecto con el fin de conocer si hay más factores que contaminen el agua.
Realizar una revisión urbanística del sector para conocer los efectos antrópicos
que generan los desprendimientos.
Por último y después de realizar un análisis a cada uno de los aspectos tomados
en cuenta como contaminantes del río se recomienda la construcción de una
PTAR con el fin de ayudar al río con el proceso de oxigenación depuración o
eliminación de agentes contaminantes y la disolución de los sólidos que llegan al
río.
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