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FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LA FUENTE DE CAPTACIÓN
DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DEL CANTÓN CRNEL.
MARCELINO MARIDUEÑA PROVINCIA DEL GUAYAS
AUTORAS: YULEXI MARISOL CHÁVEZ MINA
MISHELLE ABIGAIL SOLÓRZANO SOSA
TUTOR: ING. ZOILA CEVALLOS REVELO, M. Sc.
GUAYAQUIL, ABRIL,2019
ii
Agradecimiento
Agradezco a Dios por bendecirme y guiarme por el buen camino, por ser el
apoyo y fortaleza en aquellos momentos de dificultad y de debilidad, a mis padres
Flavio Chávez y Miriam Mina por todo el amor y sacrificio a lo largo de mi
educación, a los ingenieros Zoila Cevallos y Andrés Villamar por permitirme
desarrollar mi proyecto junto a ellos y por último Agradezco a Mishelle Solórzano
por ser mi amiga y compañera de tesis.
Yulexi Marisol Chávez Mina.
En primer lugar, quiero agradecerle a Jehová por haberme dado la vida y fuerzas
necesarias para poder cumplir con unas de mis metas, su infinita bondad y amor es
la que me ha permitido llegar hasta este punto de mi vida; a mis padres Juan
Solórzano Ramírez y Graciela Sosa Bueno que han sido un pilar fundamental en mi
vida; su confianza, apoyo, paciencia y amor me han motivado constantemente a ser
una persona de bien, a mi hermano Juan Solórzano Sosa por ser un gran ejemplo
para mí y también por darme sus consejos y su motivación cuando más lo necesitaba;
a la Ing. Zoila Cevallos y al Ing. Andrés Villamar por brindarme sus conocimientos,
paciencia y apoyo para la culminación de este trabajo que ha sido posible gracias a
ellos; a mi amiga y compañera Yulexi Chávez Mina que nos hemos apoyado
mutuamente desde el principio de nuestra carrera profesional.
Mishelle Abigail Solórzano Sosa.
iii
Dedicatoria
Esta tesis está dedicada a mi familia en general pero en especial a mis padres
quienes con su amor, paciencia y esfuerzo me han permitido llegar a cumplir un
sueño más, gracias por inculcar en mí el ejemplo de esfuerzo y valentía, de no
temer las adversidades porque Dios está conmigo siempre, a mis hermanos Alex,
Ronny y Rommel por su cariño, finalmente quiero dedicar esta tesis a todas mis
amigas, por apoyarme cuando más las necesito, por extender su mano en
momentos difíciles y por el amor brindado cada día, de verdad mil gracias
hermanitas, siempre las llevo en mi corazón.
Yulexi Marisol Chávez Mina.
Dedico esta tesis a mi abuela Graciela Bueno Márquez, que a pesar de no estar
con nosotros en este momento siempre la recuerdo con mucho amor; a mis padres
Juan Solórzano Ramírez y Graciela Sosa Bueno que siempre creyeron en mí y
gracias a su sacrificio y esfuerzo puede culminar esta meta de mi vida; a mi
hermano Juan Solórzano Sosa por su cariño incondicional durante este proceso y
por estar conmigo en todo momento; aun cuando no lo diga frecuentemente
ustedes son las personas más importante en mi vida.
Mishelle Abigail Solórzano Sosa.
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Dedicatoria expresa
Articulo XI.- del Reglamento Interno de graduación de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos ideas y doctrinas expuestas en este trabajo de
titulación corresponden exclusivamente al autor y al patrimonio intelectual de la
Universidad de Guayaquil.
–––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––– Yulexi Marisol Chávez Mina Mishelle Abigail Solórzano Sosa 0803707280 0924111180
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Tribunal de graduación
––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––– Ing. Gustavo Ramírez Aguirre, M.Sc Ing. Franklin Villamar Bajaña , M.Sc Decano Tutor Revisor
––––––––––––––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––––––– Ing. Ing. Vocal Vocal
ix
Resumen
El cantón Marcelino Maridueña ubicado en la provincia del Guayas, cuenta con un
sistema de abastecimiento de agua potable que satisface la demanda presente, pero
en lo que respeta en la calidad existe objeción por parte de un sector de la población,
esto se comprobó realizando encuestas a sus habitantes los cuales se quejaban de
que el agua tiene presencia de solidos suspendidos sedimentables (arena). El objetivo
del presente estudio es evaluar la calidad de agua potable de este cantón.
Se realizaron ensayos de laboratorio para analizar la calidad de agua que se
suministra a los habitantes.
Los ensayos reflejan que el agua suministrada por el sistema de agua potable del
cantón cumple con la Norma INEN 1108 – 2014 para ser potabilizada. El pozo 1 ya
cumplió su período de vida útil, ya que tiene aproximadamente más de 50 años, en
cuanto al pozo 2 el agua que suministra tiene la presencia de solidos suspendidos
sedimentables (arena), por lo que se realizó un ensayo de sólidos sedimentables
estimando que la cantidad de arena que se bombea en la red, es de alrededor de
0,803 m3/día.
Con el fin de mejorar se planteó una propuesta que consiste en: construir un pozo
nuevo ya que el pozo 1 cumplió su período de vida útil y para pozo 2 se diseñó un
tanque sedimentador el cual va a tener una remoción del 100% y se colocará un
proceso de filtración el cual va a retener los sólidos coloidales, también se colocará
un proceso de desinfección para remover los microorganismos patógenos que
presente el agua.
PALABRAS CLAVES: EVALUACIÓN – CAPTACIÓN – POTABILIZACION - SANITARIA,
CALIDAD.
x
Abstract
The canton Marcelino Maridueña is located in the province of Guayas, has a
potable water supply system that meets the current demand, but in the quality
response there is a part of a sector of the population, this was checked and verified its
inhabitants who complained that the water has the presence of sedimentary
suspended solids (sand). The objective of this study is to evaluate the quality of
drinking water in this canton.
Laboratory tests were carried out to analyze the quality of the water.
The test complies with the INEN 1108 - 2014 standard to be treated. Well 1 has
already reached its useful life, since it is approximately more than 50 years old, in
terms of well 2 Water that complies with the presence of sedimentary suspended
solids (sand), so it makes a test of settleable solids Estimating the amount of sand that
is pumped into the network is around 0.803 m3 / day.
In order to improve its plant a proposal consisting of: build a new well and well 1
fulfilled its useful life and well 2 a sedimentation tank was designed which will have a
100% removal and a process will be placed of filtering which is a retainer of the
colloidal solids, also a disinfection process will be placed to remove the pathogenic
microorganisms that the water presents.
.
KEYWORDS:EVALUATION - CAPTATION – POTABILIZATION – SANITARY -
QUALITY.
xi
ÍNDICE GENERAL
Capítulo I
EL PROBLEMA
1.1. Introducción……………………………………………………………………………..1
1.1. Antecedentes…………………………………………………………………………...2
1.1.1. Ubicación del sitio.………………………………………………………………..4
1.2. Planteamiento del Problema……………………………………………………….....5
1.3. Formulación de Problema……………………………………………………………..5
1.4. Objetivos del Estudio…………………………………………………………………..6
1.4.1. Objetivo General.………………………………………………………………….6
1.4.2. Objetivos Específicos.…………………………………………………………....6
1.5. Delimitación del Problema…………………………………………………………….7
1.6. Justificación……………………………………………………………………………..8
1.7. Hipótesis………………………………………………………………………………...9
1.7.1. Variables.…………………………………………………………………………..9
1.8. Aspectos Socioeconómicos………………………………………………………….10
1.8.1. Población.………………………………………………………………………...10
1.8.2. Educación.………………………………………………………………………..11
1.8.3. Salud.……………………………………………………………………………..12
1.8.4. Economía.………………………………………………………………………..12
1.8.5. Servicios básicos.……………………………………………………………….13
Capítulo II
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la investigación…………………………………………………...15
2.1.1. Pozo #1.…………………………………………………………………………..15
2.1.2. Pozo #2.…………………………………………………………………………..16
2.2. Fundamentación Teórica…………………………………………………………….17
2.2.1. Acuífero.………………………………………………………………………….18
2.2.2. Fuentes de abastecimiento de agua.………………………………………....18
2.2.3. Sistema de abastecimiento de agua potable.………………………………..22
2.2.4. Calidad del agua.………………………………………………………………..26
xii
2.2.5. Toma de muestra de agua.…………………………………………………….31
2.2.6. Normas INEN 1108…………………………………………………………......33
2.2.7. Sedimentos en el agua.………………………………………………………...35
2.2.8. Componentes de un sistema de agua potable.……………………………...37
2.2.9. Tratamiento de agua.…………………………………………………………...39
2.2.10. Muestreo de una encuesta.………………………………………………......44
2.3. Normas Técnicas……………………………………………………………………..46
2.4. Marco Legal…………………………………………………………………………...47
Capítulo III
MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de investigación…………………………………………………………………48
3.2. Metodología del trabajo………………………………………………………………49
3.3. Resolución de la encuesta…………………………………………………………..50
3.4. Desarrollo de los análisis de agua físico químico con la norma NTE INEN
1108 (2014)…………………………………………………………………………….58
3.5. Ensayo Sólidos sedimentables………………………………………………......59
3.5.1. Fundamento.……………………………………………………………….…….59
3.5.2. Recolección, preservación y almacenaje de muestras.………………….....59
3.5.3. Equipo.……………………………………………………………………….......59
3.5.4. Procedimiento…………………………………………………………………....59
3.6. Cálculo de la población futura…………………………………………………….…60
3.6.1. Método Lineal.……………………………………………………………….…..61
3.6.2.MétodoGeométrico.………………………………………………………...……62
3.6.3. Método Logarítmico.………………………………………………………........62
3.6.4. Método Wappus.……………………………………………………………......63
3.7. Calculo de sólidos sedimentables……………………………………………….....64
3.7.1. Cálculo del caudal.……………………………………………………………...65
3.7.2. Cantidad de sólidos sedimentables.……………………………………….….66
3.8. Calidad del agua………………………………………………………………….…..67
xiii
Capítulo IV
ANÁLISIS Y SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
4.1. Determinación de las observaciones en los análisis y ensayos de agua……....68
4.1.1. Pozo # 1.………………………………………………………………………….68
4.1.2. Pozo # 2.………………………………………………………………………….68
4.2. Problemas por presencia de sólidos sedimentables del Pozo 2………………...68
4.3. Proyección de solidos sedimentables en función de su cantidad……………….69
4.4. Tanque Sedimentador………………………………………………………………..69
4.4.1. Dimensionamiento del Tanque Sedimentador.……………………………....69
4.5. Soluciones propuestas…………………………………………………………….…72
4.5.1. Solución Pozo # 1.……………………………………………………………....72
4.5.2. Solución Pozo # 2.……………………………………………………………....73
Capítulo V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones ..................................................................................................... 74
5.2. Recomendaciones ............................................................................................. 75
Bibliografía
Anexos
xiv
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Potencial hídrico del Ecuador. ............................................................. 3
Ilustración 2: Ubicación recinto Marcelino Maridueña. ............................................. 5
Ilustración 3: Ubicación geográfica del cantón Marcelino Maridueña. ..................... 7
Ilustración 4: Población 1990 – 2010 del cantón Marcelino Maridueña. ................. 10
Ilustración 5: Sistema de abastecimiento de agua del cantón Marcelino
Maridueña. ........................................................................................ 15
Ilustración 6: Pozo #1 (Caseta de control y mando). .............................................. 16
Ilustración 7: Pozo #2 (Caseta de control y mando). .............................................. 17
Ilustración 8: Sistema de acuífero. ......................................................................... 18
Ilustración 9: Fuentes de abastecimiento de agua. ................................................ 19
Ilustración 10: Aguas Meteóricas............................................................................ 20
Ilustración 11: Aguas Superficiales......................................................................... 20
Ilustración 12: Edad de las aguas subterráneas. .................................................... 21
Ilustración 13: Detalle de pozo excavado. .............................................................. 22
Ilustración 14: Detalle de pozo por sondeo. ........................................................... 23
Ilustración 15: Partes de una bomba sumergible. .................................................. 26
Ilustración 16: Partes de una bomba centrifuga. .................................................... 26
Ilustración 17: Clasificación de Sólidos. ................................................................. 36
Ilustración 18: Proceso de potabilización de aguas superficiales. .......................... 40
Ilustración 19: Proceso de potabilización de aguas subterráneas. ......................... 42
Ilustración 20: Aireador por aspersión. ................................................................... 43
Ilustración 21: Aireador de cascada. ...................................................................... 43
Ilustración 22: Aireador de cascada. ...................................................................... 44
Ilustración 23: Recolección de muestras. ............................................................... 48
Ilustración 24: Metodología de la investigación. ..................................................... 49
Ilustración 25: Encuesta calidad de agua. .............................................................. 50
Ilustración 26:Encuesta calidad de agua. ............................................................... 51
Ilustración 27: Resultado de encuesta, pregunta 1................................................. 52
Ilustración 28: Resultado de encuesta, pregunta 2................................................. 52
Ilustración 29:Resultado de encuesta, pregunta 3.................................................. 53
Ilustración 30:Resultado de encuesta, pregunta 4.................................................. 53
Ilustración 31:Resultado de encuesta, pregunta 5.................................................. 54
Ilustración 32:Resultado de encuesta, pregunta 6.................................................. 55
Ilustración 33:Resultado de encuesta, pregunta 7.................................................. 55
Ilustración 34:Resultado de encuesta, pregunta 8.................................................. 56
Ilustración 35:Resultado de encuesta, pregunta 9.................................................. 56
Ilustración 36:Resultado de encuesta, pregunta 10................................................ 57
Ilustración 37:Resultado de encuesta, pregunta 11................................................ 57
Ilustración 38:Resultado de encuesta, pregunta 12. .............................................. 58
Ilustración 39:Ensayo de sedimentos sólidos. ........................................................ 60
Ilustración 40: Población proyectada-Resumen de los cuatro métodos. ................ 64
Ilustración 41:Areas de los sectores que abastece el pozo 2. ................................ 66
Ilustración 42: Esquema representativo del decantador. ........................................ 72
Ilustración 41: Inventario de puntos de agua subterránea en Ecuador………….... 73
xv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Procedencia principal del agua recibida..................................................... 13
Tabla 2: Sistema de alcantarillado sanitario. ........................................................... 14
Tabla 3: Características físicas, sustancias inorgánicas y radiactivas. .................... 33
Tabla 4: Sustancias orgánicas. ................................................................................ 34
Tabla 5: Plaguicidas................................................................................................. 34
Tabla 6: Residuos de desinfectantes. ...................................................................... 34
Tabla 7: Subproductos de desinfección. .................................................................. 35
Tabla 8: Cianotoxinas. ............................................................................................. 35
Tabla 9: Requisitos Microbiológicos......................................................................... 35
Tabla 10: Valores y niveles de confianza. ................................................................ 46
Tabla 11:Datos de la encuesta ................................................................................ 50
Tabla 12:Análisis de agua físico - Químico pozo 1. ................................................. 58
Tabla 13:Análisis del agua físico - Químico pozo 2. ................................................ 59
Tabla 14:Población proyectada-método lineal. ........................................................ 61
Tabla 15:Población proyectada-método geométrico. ............................................... 62
Tabla 16:Población proyectada-método logarítmico. ............................................... 63
Tabla 17:Población proyectada- método wappus. ................................................... 63
Tabla 18:Población proyectada-Resumen de los cuatro métodos. .......................... 64
Tabla 19:Dotación media futura. .............................................................................. 65
Tabla 20:Cantidad de sólidos sedimentables. ......................................................... 66
Tabla 21: Velocidades ascensionales. ..................................................................... 70
Tabla 22: Dimensionamiento Calculados. ................................................................ 71
1
Capítulo I
EL PROBLEMA
1.1. Introducción
La calidad de agua es un tema de gran importancia a nivel mundial, ya que este
factor está relacionado con aspectos fundamentales para la vida, como la salud
humana, salud animal, calidad del suelo, productos agropecuarios, salinidad y otros
tipos de contaminación. Por ello, es imprescindible que el agua potable cumpla con
normas de calidad porque solo así podrá garantizar una buena calidad de vida al ser
humano.
Para contar con una buena calidad de agua es necesario que la planta
potabilizadora cuente con un tratamiento de agua y desinfección que elimine las
partículas, bacterias, sustancias que perjudiquen la salud y actividades a las que este
destinadas su uso.
El municipio del cantón Marcelino Maridueña se encarga del abastecimiento de
agua potable de la zona urbana, el cual suministra el líquido vital a los habitantes por
medio de un sistema de agua entubada que proviene de dos pozos de agua.
Actualmente, el agua que suministra uno de los pozos presenta sólidos
suspendidos sedimentables (arena), lo que la hace no apta para el consumo humano,
obligando a la comunidad a proveerse de agua por medio de tanqueros y si hay un
inadecuado almacenamiento y manipulación del agua puede ocasionar enfermedades
infectocontagiosas, lo cual sería muy grave pues esto podría aumentar la tasa de
mortalidad de los habitantes.
Para el cantón Marcelino Maridueña es de suma importancia contar con agua
potable que cumpla con los parámetros establecidos en la Norma INEN 1108, pues a
2
nadie le agrada tener agua turbia en sus casas a ciertas horas del día para satisfacer
sus necesidades.
Ante lo expuesto surge la propuesta del tema de investigación “Evaluación de la
calidad de la fuente de captación del sistema de agua potable”, lo que conllevará a
mejorar la calidad de vida de los habitantes del sector, para lo cual se realizó ensayos
de laboratorio para el análisis de la calidad del agua, lo que permite identificar el
problema y en base a esto plantearse una propuesta de mejora que se encargue de
eliminar o reducir la contaminación presente en el agua.
1.1. Antecedentes
El agua es uno de los principales vehículos de las enfermedades infecciosas y
parasitarias gastrointestinales, por lo que la falta de tratamiento en el agua potable
puede aumentar la tasa de mortalidad, hoy en día es un problema mundial ya que el
80% de las enfermedades se debe a la transmisión de virus, bacterias o parásitos
transmitida por el consumo de agua.
El agua es un recurso fundamental para la vida de los seres humanos, animales y
plantas, todos la necesitamos, ya que sin agua no hay vida. El agua no solo presenta
un papel crucial como recurso vital, sino también como recurso económico e industrial
ya que en estos campos se utiliza mucha agua, la cual en su mayoría es contaminada,
por lo que es fundamental que exista un tratamiento en el cual no se sufra
consecuencias tan graves en el mundo por esta contaminación. La contaminación
afecta el agua subterránea, pues en estudios se ha notado que el agua contaminada
adquiere más dureza, alcalinidad y cloruro.
Según la Red Ibero Americana de Potabilización y Depuración Del Agua, (2014)
recalco que “la salud humana depende no sólo de la cantidad del agua, sino
3
principalmente de su calidad: el agua potable es simplemente indispensable para la
vida”.
Según información de la Secretaría Nacional del Agua (SENAGUA) (2012) “el
Ecuador tiene una alta disponibilidad hídrica que bordea los 20.700 m3/habitante/año,
que supera por mucho la media mundial de alrededor de 1700m3/habitante/año
(UNESCO). Lamentablemente, debido a la distribución de la población en el Ecuador,
el 88% de los habitantes viven en la vertiente Pacífico y se estima una dotación de
5.200 m3/hab/año, que contrasta con la vertiente amazónica en donde viven el 12%
de los ecuatorianos con una dotación de 82.900m3/hab/año.”
Ilustración 1: Potencial hídrico del Ecuador.
Fuente: SENAGUA, (2012).
El municipio del cantón Marcelino Maridueña, desde 1992, es el encargado del
abastecimiento de agua potable y alcantarillado de la zona urbana y de los 18 recintos
4
del sector rural. Este cantón cuenta con 2 pozos, el Pozo #1 se encuentra ubicado en
la Cdla. La Unión, el cual puede abastecer de agua debido a los canales de riego a un
sector de canteros de caña de azúcar. Este pozo fue adaptado para el abastecimiento
de agua para la urbe por medio de impulsión por bombeo al sistema de distribución
de una cisterna y un tanque elevado. Debido a la antigüedad de este pozo #1 y el
crecimiento de la población y demanda, se construyó un nuevo pozo de captación
ubicado en la Cdla. Parque II, este pozo #2 presenta en su agua, sólidos suspendidos
sedimentables (arena), lo que hace que a ciertas horas del día el agua sea turbia, esto
es un problema, ya que como el pozo #1 por su largo período de vida puede quedar
fuera de servicio cualquier rato, por lo tanto, el pueblo solo podría para abastecerse
de agua con el pozo #2 que presenta contaminación en su agua.
1.1.1. Ubicación del sitio.
El cantón Marcelino Maridueña, se encuentra ubicado al este de la provincia del
Guayas, sobre 80 m.s.n.m., tiene una temperatura promedio es 24 ºC, siendo la
precipitación promedio anual es 1700 mm, la extensión del área es aproximadamente
239740000 m2 (23974 Ha), de acuerdo a información proporcionada por el Gobierno
Autónomo Descentralizado del cantón Marcelino Maridueña las coordenadas son
2°12′S 79°25′O. y sus límites son:
Al Norte: El río Chimbo y con los cantones Milagro, Naranjito y Bucay
Sur: Río Barranco Alto, El Triunfo y Yaguachi
Al Este: Limita con el Triunfo, y Cumandá (Prov. Del Chimborazo)
Al Oeste: Limita con el cantón Yaguachi.
5
Ilustración 2: Ubicación recinto Marcelino Maridueña.
Fuente: Google Earth, (2016).
1.2. Planteamiento del Problema
Para proveer de agua potable al cantón Marcelino Maridueña se realiza la
extracción de dos pozos, el agua extraída tiene presencia de sólidos suspendidos
sedimentables (arena), causante de la turbiedad a ciertas horas del día, lo que puede
ocasionar daños en las tuberías, válvulas, accesorios de la red de distribución,
además recalcando que dicho problema puede causar enfermedades
gastrointestinales.
El agua suministrada a la población es cruda, es decir que es bombeada
directamente de los pozos, no pasa por un sistema de tratamiento de potabilización.
En cuanto a las torres y tanques de almacenamiento del agua potable no reciben
mantenimiento periódico, por eso en la actualidad no están en funcionamiento.
1.3. Formulación de Problema
Este tema de investigación se dio por las deficiencias encontradas en el agua
potable que suministra el cantón Marcelino Maridueña a los moradores, debido a que
esta no es apta para el consumo humano, ya que su agua presenta contaminación y
esto afecta a la comunidad.
6
¿La evaluación de la fuente de captación del sistema de agua potable del cantón
Marcelino Maridueña y la propuesta de mejora podrá ayudar aumentar la calidad del
sistema de abastecimiento de agua potable para los habitantes?
1.4. Objetivos del Estudio
1.4.1.Objetivo General.
Evaluar la calidad de la fuente de captación del sistema de agua potable para la
gestión de abastecimiento a la población, a fin de presentar una propuesta a las
autoridades.
1.4.2.Objetivos Específicos.
Realizar censo a los habitantes del cantón Marcelino Maridueña para
conocer su opinión respecto a la calidad de agua que consumen.
Identificar los parámetros de calidad por medio de la normativa.
Analizar la calidad de agua de los dos pozos que abastece de agua potable
al cantón Marcelino Maridueña por medio de ensayos de laboratorio.
Proponer una posible opción de solución que garantice una mejor calidad
de agua, apta para el consumo humano las 24 horas del día.
7
1.5. Delimitación del Problema
El presente estudio se basa en la evaluación de la calidad de la fuente de captación
del sistema de agua potable del cantón Marcelino Maridueña, en donde la captación
cuenta con 2 estaciones de bombeo, mediante las cuales se inyecta el agua de forma
directa hacia las redes de distribución, para abastecer a la población, mediante
conexiones domiciliarias, se realizarán ensayos de laboratorio al agua que proveen
los pozos para ver el estado de la calidad de agua que proporciona a los moradores
del sector.
Con los resultados que se obtengan de esta evaluación de la calidad de agua del
cantón Marcelino Maridueña, se planteará una mejora en el sistema de agua potable,
el cual se beneficiará la población mejorando su calidad de vida.
Ilustración 3: Ubicación geográfica del cantón Marcelino Maridueña. Fuente: PDOT, (2014).
8
1.6. Justificación
En el cantón Marcelino Maridueña se necesita evaluar la calidad de la fuente de
captación del sistema de agua potable para mejorar el bienestar y desarrollo de vida
de los habitantes, ya que su sistema de agua potable no asegura una buena calidad,
debido a la presencia de sólidos suspendidos sedimentables (arena), que a ciertas
horas del día presenta problemas como turbiedad, lo que provoca malestar a los
habitantes ya que les preocupa no poder cumplir con sus necesidades básicas y
contraer enfermedades graves.
Por lo que nace la necesidad de desarrollar la presente investigación ya que
permitirá evaluar y diagnosticar el agua potable que se suministra para abastecer a la
población, con la finalidad de plantear una propuesta de mejora que asegure un agua
potable que este ajustada a las normas y leyes vigentes para brindar un servicio
seguro a la población y al sector industrial.
En efecto, está absolutamente justificada la ejecución de la investigación, en donde
se amplificará, en los capítulos siguientes, los detalles de la evaluación y de la
oportunidad de mejora de la calidad de agua para el cantón Marcelino Maridueña.
9
1.7. Hipótesis
El proyecto de la evaluación y mejoramiento de la calidad de la fuente de captación
del sistema de agua potable del cantón Marcelino Maridueña, servirá para presentar
una propuesta para mejorar la calidad del agua lo que permitirá que las autoridades
conozcan el problema y tomen acciones correctivas del proceso.
1.7.1.Variables.
1.7.1.1. Variables Independientes.
Evaluación de la calidad de la fuente de captación del sistema de agua potable
del cantón Marcelino Maridueña.
1.7.1.2. Variable Dependiente.
Deterioro de la salud de los habitantes del cantón Marcelino Maridueña.
Presencia de sólidos suspendidos sedimentables en la distribución el
agua potable.
Ausencia de tratamiento de potabilización del agua.
10
1.8. Aspectos Socioeconómicos
1.8.1.Población.
Según informa el Plan de Desarrollo y Ordenamiento del cantón “la población del
cantón ha crecido desde 1990 aunque con un ritmo más lento desde el 2001. El Censo
de Población y Vivienda CPV de 1990 presenta una población parroquial de 8093
habitantes, el CPV2001 presenta 11.054 habitantes en el cantón; el crecimiento
demográfico intercensal de 1990 al 2001 fue de 0,36%. Para el 2010 el CPV determina
la población cantonal en 12.033 habitantes, el crecimiento poblacional intercensal para
el período 2001 - 2010 fue de 0,08%. La densidad poblacional es de 47,4 habitantes
por Km2. Es probable que el ascenso de la parroquia perteneciente al Cantón
Yaguachi, a la categoría de Cantón en 1992 permitiera el crecimiento acelerado de la
población en el período 1990 – 2001, luego de lo cual, si bien es cierto el crecimiento
de la población es positivo, el incremento del mismo se ha reducido notablemente.”
(GAD-CANTONAL, 2014-2019, pág. 14).
Actualmente, no se ha hecho un censo, lo cual sería muy importante realizarlo ya
que no se cuenta con resultados específicos de la población.
Ilustración 4: Población 1990 – 2010 del cantón Marcelino Maridueña.
Fuente: PDOT, (2014).
11
1.8.2.Educación.
La tasa de asistencia por nivel de educación asistencia en educación básica, según
el censo del 2010 la tasa neta de asistencia era de 94% y en el 2001 era de 84,7%,
como podemos ver hubo un incremento de casi 10%.
La tasa de asistencia en el bachillerato en el cantón es de 54,1%, se incrementó el
10% desde el 2001, la tasa asistencial es levemente mayor a la nacional y levemente
menor que la provincial.
La tasa de asistencia en educación superior lleva al 15,4% este porcentaje es muy
bajo con niveles provinciales y nacionales. Este cantón no cuenta con centros de
educación de este nivel. La mayoría de los jóvenes deben dedicarse a edad muy
temprana a trabajos agrícolas para ayudar en el sustento de la familia.
El analfabetismo en este cantón según el censo del 2010, el 9,2% de la población
no sabe leer ni escribir, mayor que el porcentaje provincial y nacional, en zonas rurales
el analfabetismo crece pues en de 9,69% en el 2010.
Según informa el Plan de Desarrollo y Ordenamiento del cantón “casi todos los
recintos cuentan con una institución educativa, sin embargo, según reporte del Archivo
Maestro de Instituciones Educativas AMIE, hasta el cierre del período lectivo 2011 –
2012, existían 21 establecimientos educativos, 20 de educación regular y 1 de
educación popular permanente; 158 docentes y 3083 estudiantes. Según la misma
fuente, ninguna institución contaba con oferta educativa completa (inicial, general
básica y bachillerato), 3 instituciones cuentan con oferta de educación inicial y general
básica, 13 solo cuentan con oferta de educación básica y 4 con oferta de educación
básica y bachillerato.” (GAD-CANTONAL, 2014-2019, pág. 20).
12
1.8.3.Salud.
La tasa de mortalidad con el paso del tiempo se ha incrementado, según el censo
del 2008: 319 muertos por cada 100.000 habitantes, en el 2009 se redujo a 222,2
muertos por cada 100.000 habitantes.
Según informa el Plan de Desarrollo y Ordenamiento “el cantón cuenta con 2
centros de salud del Ministerio de Salud Pública MSP y un puesto de salud del Instituto
Ecuatoriano de Seguridad Social IESS, en estos la oferta de servicios es limitada.
Según las Estadísticas de camas y egresos hospitalarios 2013 de INEC, en el cantón
existen 16 camas disponibles, la tasa de camas por cada 10.000 habitantes es de
15,7. La Organización Mundial de la Salud OMS recomienda que por cada 10.000
habitantes debería contarse con al menos 8 médicos, en el cantón la tasa de médicos
por cada 10.000 habitantes es de 10,3.” (GAD-CANTONAL, 2014-2019, pág. 21).
1.8.4.Economía.
El sector primario tiene 36,22% del total de actividades que ocupan los moradores
del cantón, las actividades de este es la extracción de recursos naturales y agrícolas.
El sector terciario tiene 29,09% del total de actividades que son de servicio doméstico,
comercial o educativo. El sector secundario tiene 23,65% del total de actividades.
Estos datos nos indican que las industrias del Cantón están en proporción con la
producción primaria.
Los trabajadores no declarados representan el 8,50% del peso total de las
actividades y en cuanto el 2.55% representa a trabajadores nuevos.
13
1.8.5.Servicios básicos.
El gobierno está obligado a cubrir las necesidades básicas de la población como la
educación, salud, vivienda, agua, luz, trabajo, vías de acceso, para así brindar una
calidad de vida digna a la población.
1.8.5.1. Agua potable.
Según informa el Plan de Desarrollo y Ordenamiento del cantón que “el agua para
el uso en los hogares es mediante pozos, la misma que llega a las viviendas por
tuberías. Los pozos no necesitan perforaciones profundas, lo que facilita el acceso al
agua dulce. Según datos del Censo 2010 los hogares tienen conexión del agua por
tubería dentro de la vivienda son 2.268 hogares, tubería por fuera de la vivienda 542
hogares y en relación a recibir agua por otros medios fueron 269 hogares.” (GAD-
CANTONAL, 2014-2019, pág. 120).
Tabla 1: Procedencia principal del agua recibida.
PROCEDENCIA PRINCIPAL DEL AGUA RECIBIDA
AREA # 0923
MARCELINO MARIDUEÑA
Procedencia principal del agua recibida Casos Cantón
% Cantonal
% Urbano
% Rural
De red pública 1104 35 52 9
De pozo 1985 63 47 85
De río, vertiente, acequia o canal 59 2 0 5
De carro repartidor 4 0 0 0
Otro (Agua lluvia/albarrada) 21 1 0 1
Total 3173 100 100 100 Fuente: PDOT, (2014).
14
1.8.5.2. Alcantarillado sanitario.
Según informa el Plan de Desarrollo y Ordenamiento del cantón “la cobertura del
alcantarillado sanitario en el cantón es de 55.2%, supera ligeramente al porcentaje de
cobertura nacional (53.6%) y por un poco más al provincial (46.7%). Este indicador se
ha mantenido en el período intercensal 2001 – 2010, lo que significaría que, aunque
el crecimiento de la población ha sido considerable, se ha realizado las intervenciones
necesarias para garantizar calidad de vida entre la población, aunque si bien el nivel
aún no es alto, tampoco es crítico. La cobertura del alcantarillado en el cantón es de
55,2%, supera ligeramente al porcentaje de cobertura nacional (53,6%) y por un poco
más al provincial (46,7%). Este indicador se ha mantenido en el período intercensal
2001 – 2010, lo que significaría que, aunque el crecimiento de la población ha sido
considerable, se ha realizado las intervenciones necesarias para garantizar calidad de
vida entre la población, aunque si bien el nivel aún no es alto, tampoco es crítico.
(GAD-CANTONAL, 2014-2019, pág. 123).
Tabla 2: Sistema de alcantarillado sanitario.
ALCANTARILLADO SANITARIO CRNL. MARCELINO MARIDUEÑA
Tipo de servicio higiénico o excusado
Casos Total cantón
% Total Cantonal
% Urbano
% Rural
Conectado a red pública de alcantarillado
1753 55 92 1
Conectado a pozo séptico 915 29 7 61
Conectado a pozo ciego 212 7 0 16
Con descarga directa al mar, río o quebrada
6 0 0 0
Letrina 88 3 0 7
No tiene 199 6 0 15
Total 3173 100 100 100 Fuente: PDOT, (2014)
15
Capítulo II
MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la investigación
El cantón Marcelino Maridueña se abastece con agua subterránea de dos pozos y
cuenta con un sistema de agua entubada, el cual no cuenta con una planta de
tratamiento, es decir el agua es enviada a la población sin ningún tipo de desinfección.
A continuación, se muestra un esquema del sistema potable actual del cantón
Marcelino Maridueña.
Ilustración 5: Sistema de abastecimiento de agua del cantón Marcelino Maridueña. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
Según un análisis realizado por el Municipio de Marcelino Maridueña, el Dr. Jorge
Fuentes (2011) reporto que “el agua es de buena calidad y apta para el consumo
humano y doméstico, por estar dentro de los límites convenientes sin llegar ningún
parámetro a los límites máximos tolerados por la norma COA”.
2.1.1. Pozo #1.
Es el más antiguo, tiene alrededor de 57 años, el área donde se encuentra es de
1083,65 m2. Se construyó con una profundidad de 90 m con un diámetro de 16
pulgadas, con un caudal de 28 l/s, la bomba cuenta con un motor trifásico. En el 2006
se realizó la construcción de una cisterna y tanque elevado
Pozo Profundo
Bomba Sumergible
Tanque Elevado
Reserva Baja
Red de Distribución
16
0
Ilustración 6: Pozo #1 (Caseta de control y mando). Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
En el 2006 se realizó la construcción de una cisterna y tanque elevado. Por la
antigüedad, por fallas presentes en la obra y por el futuro crecimiento de la población,
se construyó un nuevo pozo profundo.
2.1.2. Pozo #2.
Fue construido por problemas de abastecimiento del pozo #1 en el año 2006, está
ubicado en la ciudadela los parques 2 en la calle Mercado Este, el área donde se
encuentra es de 4521,74 m2. Este pozo tiene una profundidad aproximadamente de
65 m, su diámetro es de 16 pulgadas y aporta a la población con un caudal de 28 l/s,
fue adoptado con una bomba de 60 Hp que puesto en marcha solo duro 3 meses ya
que se presentó la succión de sólidos sedimentables (arena) en grandes porciones,
por tal motivo se realizó el cambio de la bomba de 40Hp de potencia, además se
modificó la ubicación de la misma a distintas profundidades como lo recomienda las
buenas prácticas de ingeniería sin embargo no se encontró solución.
Esta bomba fue cambiada 2 años después por el desgaste de la misma, presencia
de arena que colaboró con la inutilización del sistema, la nueva bomba instalada de
40 Hp no presentó inconvenientes durante un corto período de tiempo.
17
Actualmente el sistema tiene una bomba de 40 Hp que sigue presentando
inconvenientes con la arena, lo cual crea quejas por la calidad de agua en la población.
Ilustración 7: Pozo #2 (Caseta de control y mando). Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
Actualmente, los dos pozos funcionan durante el día para abastecer a la población
y por la noche solo se utiliza el pozo #1.
2.2. Fundamentación Teórica
Agua cruda.
El agua cruda es la que se encuentra en las fuentes, reservas naturales y no ha
recibido algún tratamiento. (Lina Rojas Sánchez, 2014)
Agua potable.
Se denomina agua potable, al agua esta apta para el consumo humano, es decir,
que puede ser consumida sin problema ya que cumple con las normas de calidad, de
acuerdo a cantidades mínimas y máximas permitidas de minerales, partículas, etc.
El agua potable es el agua de superficie tratada y el agua no tratada, pero sin
contaminación que proviene de manantiales naturales, pozos y otras fuentes. Sin agua
potable, la gente no puede llevar una vida sana y productiva. Abundar en el tema de
18
la calidad del agua se torna todavía más complejo, si entendemos que diariamente
alrededor de cinco mil personas mueren en el planeta a causa de una enfermedad de
origen hídrico y que, de éstas, el 90 por ciento son niños, como la tifoidea, paratifoidea,
gastroenteritis, cólera, etc. (Pedro Rodríguez Ruiz, 2001)
2.2.1. Acuífero.
Los acuíferos son creaciones geológicas que se almacenan por lo general de agua
lluvia que se filtra, acumulando y transportando agua subterránea.
Ilustración 8: Sistema de acuífero.
Fuente: Normateca Ambiental, (2014).
2.2.2. Fuentes de abastecimiento de agua.
La fuente de abastecimiento de agua depende de la demanda que exija la población
al igual que la disponibilidad, calidad, costo, operación y mantenimiento. Por lo
general, deben ser permanentes y suficientes, en caso de no ser así se debe combinar
otras fuentes de abastecimiento para cumplir con la demanda requerida.
19
Las fuentes de abastecimiento de agua se clasifican según su procedencia, como
se muestra en la siguiente ilustración:
Ilustración 9: Fuentes de abastecimiento de agua. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
2.2.2.1. Aguas Meteóricas.
Esta agua proviene de fenómenos meteóricos y se forma por la condensación o
enfriamiento de la atmósfera, tales como la lluvia, nieve o granizo. Puede ser potable
si proviene de la lluvia, ya que si proviene de la nieve o granizo se contamina con el
suelo. (Jaime Hidalgo Carrasco, 2018).
Fuen
tes d
e
ab
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ien
to d
e a
gu
a.
Aguas Meteóricas
Aguas Superficiales
Aguas Subterráneas
20
Ilustración 10: Aguas Meteóricas.
Fuente: Liderfer, (2018).
2.2.2.2. Aguas Superficiales.
Son las que se encuentran circulando sobre la superficie del suelo, se producen por
escorrentía de precipitaciones o de afloramiento de aguas subterráneas, que no se
filtran ni se evaporan. Cuando se producen siguen el camino que les ofrece menor
resistencia, pueden presentar de forma correntosa (ríos, arroyo) o quietas (lagos,
reservorios, embalse, lagunas, etc.)
Ilustración 11: Aguas Superficiales.
Fuente: Ciencias de la Tierra y Medioambientales, (2018).
21
2.2.2.3. Aguas subterráneas.
El agua subterránea es aquella que se origina del almacenamiento de la lluvia, ríos
o lagos, esta se traslada hasta las capas impermeables formada por rocas
meteorizadas rotas, tierra y material orgánico hasta atravesar la capa permeable
formando un acuífero.
Según María Collazo y Jorge Montaño “El agua subterránea se sitúa por debajo del
nivel freático y está saturando completamente los poros y/o fisuras de terreno y fluye
a la superficie de forma natural a través de vertientes o manantiales o cauces fluviales.
Su movimiento en los acuíferos es desde zonas de recargas a zonas de descargas,
con velocidades que van desde metro/año a cientos de m/día, con tiempos de
residencia largos resultando grandes volúmenes de almacenamiento, aspectos
característicos del agua subterránea.” (Manual de Agua Subterránea, 2012, pág.16)
Ilustración 12: Edad de las aguas subterráneas.
Fuente: Ponce Victor M., Bavya Vuppalapati, (2016).
22
2.2.3. Sistema de abastecimiento de agua potable.
En zonas rurales suelen abastecerse por medio de pozos, tanques, tanques
elevados, bombas.
2.2.3.1. Pozos
“Los pozos son huecos cavados cuya profundidad va unos pocos metros por
debajo de la capa freática (Thake, 2010).”
Son orificios verticales hechos en el suelo con una profundidad suficiente para
encontrar por lo general agua subterránea.
Pozos artificiales
Los tipos de pozos artificiales son:
Pozos excavados: Son obras de perforación excavadas a mano, su
profundidad normalmente es de 20 metros o 30 metros, sin embargo, se han
llegado a profundidades mayores. El diámetro mínimo es de 1,5 metros,
espacio necesario para que el trabajo de una persona, es frecuente que supere
los 3 metros, máximo hasta los 6 metros. En la actualidad se excava con
máquinas y con explosivos cuando las rocas son muy duras. (Johanni Macías
Crespo, 2016).
Ilustración 13: Detalle de pozo excavado.
Fuente: Sondeos Santibáñez, (2018).
23
Por sondeos: Son obras que con mayor frecuencia se efectúan para el
aprovechamiento de las aguas subterráneas, generalmente son de menor
diámetro y mayor profundidad que los pozos excavados. Un sondeo es una
perforación excavada por medios mecánicos, preferentemente vertical, de
diámetro inferior a 1,5 metros, aunque los más usuales se encuentran entre los
150 y los 700 milímetros. Presentan la ventaja de que pueden alcanzar grandes
profundidades y tienen un costo normalmente inferior a cualquier otro tipo de
captación. (Universidad Jaume I de Castellón, s.f.).
Ilustración 14: Detalle de pozo por sondeo.
Fuente: Sondeos Santibáñez, (2018).
Pozos profundos
Estos pozos son perforados utilizando muchas técnicas y requieren de grandes
equipos de perforación, al igual que de estudios geotécnicos, geofísico y exploración
que se los realiza antes para ver que equipos se necesitan ya que depende de que
material este formado el suelo.
“Los equipos de perforación por lo común se montan sobre un camión, lo que hace
posible su desplazamiento de sitio en sitio y aunque es un equipo costoso, trabaja
24
muy rápido, por lo que el costo por excavación puede ser razonable. Las perforaciones
mecánicas son esenciales para lograr pozos de mucha profundidad.” (Thake, 2010).
Los sistemas más utilizados en perforación son los siguientes:
Percusión. - Se utilizan tanto en suelos granulares como en suelos cohesivos,
pudiendo atravesar suelos de consistencia firme a muy firme. Este tipo de
sondeos puede alcanzar profundidades de hasta de 30 o 40 metros, si bien la
más frecuentes son de 15 a 20 metros. El sistema de perforación consiste en
la hinca de tubos de acero mediante el golpeo de una maza de 120 kg que cae
desde una altura de 1 m. Se deben contar sistemáticamente los golpes
necesarios para la penetración de cada tramo de 20 cm, lo que permite conocer
la compacidad del suelo atravesado. Las tuberías empleadas, que pueden
tener diámetros exteriores de 91, 128, 178 y 230 mm, actúan entibación durante
la extracción de muestras mediante cucharas y trépanos. Su técnica en la
fracturación y trituración de la roca por la acción de golpeo de un elemento
pesado. (Tupak Obando, 2009)
Rotación. - Los sondeos a rotación pueden perforar cualquier tipo de suelo o
roca hasta profundidades muy elevadas y con distintas inclinaciones. La
profundidad habitual no excede los 100 metros, aunque pueden alcanzarse los
1,000 metros. La extracción de testigos es continua y el porcentaje de
recuperación del testigo con respecto a la longitud perforada puede ser muy
alto, dependiendo del sistema de extracción. Algunos tipos de materiales son
difíciles de perforar a rotación, como las gravas, y los bolos o las arenas finas
bajo el nivel freático, debido al arrastre del propio fluido de perforación. (Tupak
Obando, 2009)
25
Rotopercusión. - Es la combinación de la percusión y la rotación, se utilizan
en obras como minas, túneles, carreteras, centrales hidráulicas, etc. Es aquella
que a la que el efecto de golpeo se superpone una acción de giro del útil de
perforación. (Johanni Macías, 2016)
2.2.3.2. Tanques.
Los tanques de agua son esenciales para el abastecimiento de agua potable de
una población, para recompensar las variaciones horarias de la demanda en el sector.
Incluso las plantas de tratamiento funcionan mejor si cuentan con tanques de reserva
ya que cuando haya exista poca demanda este guardara agua para cuando exista
mayor demanda. Son fabricados de distintos materiales como: plástico, hormigón y
pueden llegar a tener grandes dimensiones (m3). (Lissette Díaz Rodríguez, 2018)
Existen 3 tipos de tanques según su situación:
Tanques enterrados o subterráneos
Tanques situados en el suelo o de superficie.
Tanques elevados o por el nivel de los techos.
2.2.3.3. Bombas.
Las bombas son las encargadas se extraer el agua de un lugar a otro ya sea agua
cruda, agua potable, agua residual, líquidos, etc. Estas bombas pueden extraer agua
de un pozo y conducirlas hasta los pisos de un edificio alto.
Para la extracción de agua existen 2 clases de bombas muy famosas:
Bombas sumergibles: Tiene un impulsor sellado en la carcasa, se sumerge
en el líquido que sé desea bombear y proporciona una gran fuerza de elevación
para transportar el líquido. (Jimmy Wales, 2017).
26
Ilustración 15: Partes de una bomba sumergible.
Fuente: Wikipedia, (2018).
Bombas centrifugas: Son máquinas rotativas que transforman una energía
eléctrica o mecánica en energía cinética, es decir aumentan la velocidad del
fluido para conducirlo a distancias muy grandes. Son utilizadas para fluidos que
presentan partículas sólidas en suspensión. (Jimmy Wales, 2017).
Ilustración 16: Partes de una bomba centrifuga.
Fuente: WordPress, (2018).
2.2.4. Calidad del agua.
Es muy importante la calidad del agua y más cuando se la utiliza para abastecer a
una población, por eso es imprescindible que al agua se le hagan estudios de
laboratorio de las características físicas, químicas y biológicas que certifique que es
apta para el consumo humano. Cada país tiene normas de acuerdo en la calidad de
27
agua, para Ecuador se utiliza la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 1108:2014,
Quinta Revisión.
“El termino calidad del agua es relativo y está relacionado con el uso que se da a
este recurso. Esto quiere decir que una fuente de agua aparentemente limpia que
permita la vida de los peces no pueda ser apta para recreación o un agua útil para
consumo humano puede ser inadecuada para algún uso industrial. La calidad del agua
debe especificarse en función del uso que se le va a dar, bajo estas consideraciones,
se dice que un agua está contaminada cuando sufre cambios que afectan su uso real
o potencial.” (Fredy Aguirre Morales, 2015, Libro Abastecimiento de Agua Potable
para Comunidades Rurales, pág. 17).
Si la calidad de agua no es la correcta afecta directamente a la salud de las
personas, incluso en muchos países las enfermedades que habitualmente se
presentan son debido a virus, bacterias, parásitos intestinales, cólera, tifoidea, entre
otras, que se transmiten por el consumo del agua.
2.2.4.1. Parámetros Físicos.
Estas características son las que se aprecian con los sentidos del olfato, vista y es
importante que tenga buena condición estética para los consumidores.
Turbiedad: Es una característica óptica ya que mide la claridad del líquido, se
origina por los sólidos suspendidos que se encuentran en el agua formado por
materia orgánica e inorgánica y organismo microscópicos. (Fredy Aguirre
Morales, 2015).
Color: Esta característica depende del contenido que hay en el agua, ya sea
de metales, materia orgánica y desechos industriales. El color verdadero del
28
agua cuando se retirado la turbidez y el color aparente es cuando el agua tiene
sustancias o materiales suspendidos. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
Olor y sabor: Son originados por sustancias orgánicas, inorgánicas o gases
disueltos, la presencia de esta característica puede ser motivo de rechazo por
parte de los consumidores. La falta de olor y sabor puede ser indicio de
ausencia de contaminantes. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
Temperatura: Esta característica actúa en el retardo o aceleración de las
actividades biológicas y en la cantidad de oxigeno que hay en el agua. La
temperatura puede ser un problema a la hora de usar tratamiento para la
desinfección por cloro, la mezcla rápida, floculación, sedimentación y filtración
por tener influencia en la viscosidad del agua. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
2.2.4.2. Parámetros químicos.
El agua puede disolver gran variedad de químicos por lo que se lo conoce como
solvente universal, los más importantes son los siguientes:
Potencial hidrogeno (pH): Expresa la acidez o alcalinidad del agua, es una
característica importante en procesos de potabilización como la coagulación y
desinfección. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
Alcalinidad: Tiene la capacidad de neutralizar ácidos como carbonatos de
calcio, hidróxidos de calcio, magnesio, sodio, potasio y se presenta como una
característica importante en el tratamiento de agua en procesos de
coagulación. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
Dureza: Se debe a la cantidad de calcio y magnesio que se encuentran
disueltos en el agua. El agua dura contiene concentraciones altas de calcio y
magnesio, puede formar depósitos en las tuberías originando obstrucciones y
29
afecta el rendimiento de los jabones y detergentes durante el lavado de ropa.
Se considera que el agua es blanda cuando tiene dureza menor a 100 mg/l,
medianamente dura entre 100 a 200 mg/l y dura para valores mayores a 200
mg/l, la dureza medida como CaCO3. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
Demanda bioquímica de oxigeno (DBO5): Corresponde a la cantidad de
oxígeno necesario para descomponer la materia orgánica por acción
bioquímica aerobia. Se expresa en mg/L. Esta demanda es ejercida por las
sustancias carbonadas, las nitrogenadas y ciertos compuestos químicos
reductores. (Barrenechea, 2014).
Demanda Química de Oxígeno, DQO: Equivale a la cantidad de oxígeno
consumido por los cuerpos reductores presentes en un agua sin la intervención
de los organismos vivos. La eliminación de la materia orgánica se lleva a cabo
mediante la coagulación-floculación, la sedimentación y la filtración. En caso
de que la concentración de DQO este muy elevada se usaría pre-cloración.
(Barrenechea, 2014).
Pesticidas: Los pesticidas son los elementos químicos usados para el control
de plagas, plantas y animales. Estos químicos pueden llegar de muchas formas
al agua, por mala aplica e infiltración en el suelo y de ahí a las aguas
subterráneas, por medio de los canales agrícolas llegan a aguas 70
superficiales, etc. Estos elementos químicos son tóxicos para salud de los
seres vivos. (Cortes, 2009).
Solidos disueltos totales (SDT): Esta es la materia orgánica e inorgánica que
ha pasado el proceso de filtración, estos pueden ser minerales, sales, cationes
o aniones. Los más importantes para el tratamiento de agua potable y puede
afectar a la salud del ser humano según (Fredy Aguirre Morales, 2015) son:
30
Cloro y cloruro: Produce un sabor desagradable y actúa como laxante.
Cobre: produce un sabor desagradable y no afecta a la salud.
Flúor: En proporciones apropiadas ayuda a prevenir caries dentales,
pero si se presenta en proporciones elevadas daña la dentadura y
deteriora los huesos.
Hierro: Afecta al sabor del agua, mancha en la ropa y aparatos
sanitarios.
Manganeso: Las sales disueltas de manganeso en porciones elevadas
de 0,15 mg/l produce un sabor desagradable y mancha de color gris la
ropa.
Magnesio: Es el que produce la dureza en el agua y tiene efectos
laxantes.
Sodio: Afecta a personas que tienen problema de hipertensión.
Sulfatos: Tiene efectos laxantes.
Nitratos: Su presencia es indicador de fertilizantes nitrogenados,
excremento de animales, desechos industriales, desechos sanitarios.
Arsénico: Es muy toxico para el consumo humano y tiene efectos
cancerígenos.
Mercurio: Es muy toxico y se presenta en el agua de forma inorgánica.
2.2.4.3. Parámetros Microbiológicos.
En el agua se puede encontrar millón de microorganismo patógenos, por lo que se
hizo necesario clasificarlos en grupos coliformes los cuales son:
Coliformes fecales: Habitan en el intestino de las personas y animales, incluso
pueden habitar fuera de ellos, cuando hay coliformes fecales indica que el agua
31
está contaminada de heces de personas, animales y aguas residuales. (Fredy
Aguirre Morales, 2015).
Coliformes Totales: Estos son los microorganismos que sobrevive y proliferan
en el agua. Sirven para ver la eficiencia de los tratamientos y limpieza del
sistema de distribución de agua. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
2.2.5. Toma de muestra de agua.
Este proceso debe realizarse con mucho cuidado, evitando que la muestra se
contamine debido a condiciones inadecuadas o algún descuido al momento de tomar
la muestra o enviarla, lo cual causaría alteración en los resultados. Los tipos de
muestreo son:
Muestras Simples o Puntual: Son muestras tomadas en el momento,
realizadas una sola vez y en un solo sitio de muestreo. Se realizan cuando la
fuente es constante a través de un tiempo prolongado. (Laboratorio de Química
Ambiental Ideam, 1997).
Muestras Compuestas: Es la mezcla de varias muestras simples, ya sean de
diferentes sitios (presa, lago, etc.), o de un solo sitio con un intervalo de tiempo
definido (pozos, domicilio). Se las realiza para calcular las cargas o eficiencias
de una planta de tratamiento de agua. (Laboratorio de Química Ambiental
Ideam, 1997).
Muestra Integrada: Es la toma de muestra realizada en cierto período de
tiempo en diferentes puntos, ya sean estos cerca, lejos o paralelos. (Laboratorio
de Química Ambiental Ideam, 1997).
32
Las técnicas para la obtención de muestra dependen mucho de la profundidad de
donde se desea tomar la muestra y los recursos que se tenga. Las clases de muestreo
son:
Muestreo Manual: Se realizan en lugares que sean de fácil ingreso tomar la
muestra, esto ayuda a observar los cambios que tenga la muestra como el
color, la turbiedad, etc. Existen equipos especializados que se adaptan a las
condiciones y necesidades del muestreo. Se utiliza para muestras simples.
(Manual de Caracterización de Aguas Residuales Industriales de la ANDI,
1997).
Muestreo Automático: Esta muestra se usa para lugares en donde su llegada
es dificultosa o cuando se trata de un muestreo técnico en el cual se necesita
que los resultados sean precisos. Se realiza con un equipo de bombeo que
deposita la muestra en uno o varios envases. (Manual de Caracterización de
Aguas Residuales Industriales de la ANDI, 1997).
Muestreo Mixto: Este muestreo es la combinación del muestreo manual y el
muestreo automático, con este procedimiento se pueden obtener resultados
de forma más rápida.
Según la toma de muestra que se desea realizar, recogemos los litros necesarios,
en caso de la muestra simple se necesitan 2 litros de agua para el análisis físico –
químico, se recomienda usar un envase de vidrio, en el caso de tener un recipiente de
plástico debe ser desinfectado ya sea con ayuda de detergente o desinfectantes. Es
importante que el recipiente no tenga cámaras de aire, se lo debe sellar rápidamente
para que no se contamine, luego colocarlo en sitio frio para evitar la proliferación de
33
microorganismos, una vez hecho esto se lo debe llevar al laboratorio hacer el análisis.
(Laboratorio de Química Ambiental Ideam, 1997).
2.2.6. Normas INEN 1108
Las normas INEN 1108 se encargan de estipular los requerimientos que tienen que
cumplir la calidad de agua para que sea apta para el consumo humano. Las cuales
son importantes ya que si el agua no cumple las normas puede causar efectos graves.
Estas normas las deben cumplir todos los establecimientos que traten con agua
potable como sistema de abastecimiento público y privados, que usan redes de
distribución y tanqueros.
Tabla 3: Características físicas, sustancias inorgánicas y radiactivas.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
34
Tabla 4: Sustancias orgánicas.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
Tabla 5: Plaguicidas.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014)
Tabla 6: Residuos de desinfectantes.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
35
Tabla 7: Subproductos de desinfección.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
Tabla 8: Cianotoxinas.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
Tabla 9: Requisitos Microbiológicos.
Fuente: NTE INEN 1108, (2014).
2.2.7. Sedimentos en el agua.
Es el contenido que se presenta como residuos cuando se somete a un proceso de
evaporación entre 103ºC y 105ºC. Los sólidos sedimentables son aquellos que se
sedimentan al fondo del recipiente de forma cónica por lo general en un período de 60
minutos, se los obtiene en la decantación primaria del agua residual. (Mariano
D'Angelo, 2016).
Se clasifican de la siguiente manera, según Mariano D'Angelo, 2016:
36
2.2.7.1. Según su sedimentabilidad.
Sólidos en suspensión o suspendidos (SS): (33%) Se retienen mediante
filtros y se clasifican en solidos sedimentables.
Sólidos sedimentables: Pueden flotar con el agua cuando está en reposo y
se pueden eliminar por medio de procesos físicos.
Sólidos Coloidales: No se sedimentan ni flotan cuando el agua no está en
movimiento o por lo menos en un tiempo. Se necesita un proceso de
coagulación y floculación para ser eliminados.
Sólidos Disueltos: (90%) Pueden ser eliminados por cambios de temperatura,
pH, sistema de membrana, ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración, etc.
Ilustración 17: Clasificación de Sólidos.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
2.2.7.2. Según su volatilidad.
Sólidos Fijos: Son los sólidos resultantes que se quedan en el agua después
de una calcinación a 550ºC durante una hora.
Sólidos Volátiles: Estos no quedan después de la calcinación anterior, y se
determinan restando a los sólidos totales los sólidos fijos.
Totales
100%
Suspendidos
33%
Sedimentables
73%
No -Sedimentables
27%
Filtrables
67%
Disueltos
90%
Coloidales
10%
37
Sistema de abastecimiento de agua potable.
La red de abastecimiento de agua potable tiene la función de transportar gran
cantidad de agua que necesita una población para cubrir sus necesidades, esta agua
debe ser limpia, incolora y sin bacterias, virus, protozoos.
2.2.8. Componentes de un sistema de agua potable.
2.2.8.1. Captación.
Es el punto o la fuente de toma de agua, en la que se extrae el caudal de agua,
este puede ser de superficial (rio, embalse, etc.) o subterráneo (manantial, pozo, etc.).
Esta estructura permite obtener agua constantemente a la fuente de abastecimiento
aun en tiempos críticos como una sequía o estiaje. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
2.2.8.2. Conducción.
Es el conducto que permite el transporte del agua, desde la captación hasta las
unidades de tratamiento, en condiciones seguras e higiénicas. En los sistemas de
agua potable por gravedad la fuente debe estar ubicada en una cota más alta que la
población a servir para que el agua fluya en las tuberías aprovechando la gravedad.
En el caso de los sistemas a bombeo la fuente de agua se encuentra ubicada en
niveles inferiores a los de la localidad a servir, por lo que se requiere transportar el
agua mediante sistemas de bombeo hasta un reservorio o planta de tratamiento.
(Fredy Aguirre Morales, 2015)
Se clasifican de la siguiente manera, según Fredy Aguirre Morales, 2015:
Líneas de conducción: Transportan el agua por gravedad en estado natural,
de los sitios de captación hasta los tanques de reserva o plantas de tratamiento.
38
Líneas de transmisión: Transportan el agua desde las plantas de tratamiento
a los tanques de almacenamiento.
Líneas de impulsión: Transportan el agua a donde es inducida por bombeo.
Tipos de conducción.
Conducción a gravedad: Es una estructura que transporta el agua utilizando
energía hidráulica.
Conducción por bombeo: Es una estructura con flujo a presión que utiliza una
bomba que facilita la energía que necesita el agua para circular. Esta bomba
podrá vencer cualquier obstáculo de desnivel que se presente en el sitio de
succión y el sitio de descarga de la línea de impulsión.
2.2.8.3. Planta de tratamiento.
Es una infraestructura que se construye para tratar el agua y que por una serie de
procesos esta se vuelva apta para el consumo humano. Debe tener el equipo y la
tecnología adecuada de acuerdo a las necesidades de los habitantes, ya que la
capacidad de la planta de tratamiento debe ser mayor que la demanda y su
funcionalidad debe ser constante. (AGUASISTEC S.A.C., 2018).
Existen 3 tipos de estaciones de tratamiento de agua potable:
Tecnología convencional: Trabaja con los procesos de clarificación,
floculación, decantación y filtración.
Filtración directa: Trabaja con procesos de coagulación– decantación,
floculación, filtración rápida.
Filtración en múltiples etapas: Trabaja con los procesos de filtración gruesa
dinámica y la floculación.
39
2.2.8.4. Tanques de reserva.
Es un depósito cerrado conocido también como tanque de almacenamiento, tiene
la función de suministrar agua por las redes de distribución, con presiones adecuadas
que permitan abastecer la demanda de la población y deberán contar con un agua
adicional para suministrar en caso de emergencia como incendio, suspensión
temporal, entre otros. (Fredy Aguirre Morales, 2015).
2.2.8.5. Red de distribución de agua potable.
Es un sistema compuesto de tuberías y accesorios que permite llevar el agua
potable del tanque de almacenamiento a las viviendas de los habitantes de una zona
rural, cantón, cuidad, país. (Fredy Aguirre Morales, 2015). Según su diámetro y
función se dividen en:
Red matriz: Es la red principal que contiene tuberías mayores encargadas de
la distribución de agua potable, formado por mallas principales que distribuyen
en agua a los tanques de reserva hasta las redes menores.
Redes Secundarias: Son las tuberías que se encargan de suministrar el agua
a las viviendas que se alimentan de la red matriz.
2.2.9. Tratamiento de agua.
Para realizar el tratamiento de agua se realizan procesos físicos, químicos,
biológicos y microbiológicos, los cuales se encargarán de eliminar cualquier bacteria,
parasito y solidos que habitan en el agua y son perjudiciales para la salud del ser
humano.
40
Se deben realizar estudio de laboratorio para determinar qué tipo de tratamiento se
debe usar, ya que para el sistema de tratamiento de agua se debe tener en cuenta la
demanda y la calidad de agua de la fuente de abastecimiento.
2.2.9.1. Tratamiento de aguas superficiales.
Los principales procesos de potabilización para el tratamiento aguas superficiales
son los siguientes:
Ilustración 18: Proceso de potabilización de aguas superficiales. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
Desinfección inicial.
El agua cruda que se capta es conducida mediante tuberías hacia las reservas para
realizarle la desinfección inicial, el cual se realiza aplicándole un agente químico
oxidante que sirve para eliminar las materias orgánicas e inorgánicas, los oxidantes
que más se utilizan son dióxido de cloro, ozono, agua oxigenada, cloro, aire
atmosférico, permanganato potásico, estos oxidantes pueden estar solos o
combinados. (AIDIS, 2014).
Coagulación – floculación.
Estos procesos realizan combinados ya que se encargan de reunir entre sí a los
sólidos que están suspendidos para que formen cuerpos de gran tamaño y luego sean
eliminados por medio de la filtración.
En la coagulación se agregan sustancias químicas que produce que las partículas
se agrupen y formen partículas de gran tamaño. Este proceso no puede eliminar por
Desinfección Inicial
Coagulación - Floculación
Decantación Filtración Desinfección
41
completo muchas partículas, como los coloides ya que son pequeños y no se
sedimentan fácilmente. Luego se le da paso a la floculación, este se produce cuando
la mezcla coagulante – agua se agitan de manera lenta. Las partículas que se unen
todas entre sí, se les llama “flocs” y se pueden separar por medio de la sedimentación
o filtración. (AIDIS, 2014).
Decantación.
Este proceso separa las mezclas heterogéneas que están formadas por una
sustancia sólida y una sustancia líquida, o también por dos sustancias líquidas. En la
decantación de un sólido en un líquido, se extraen las partículas más pesadas, mucho
antes del proceso de filtración, se lo deja reposar y con el tiempo las partículas de los
sólidos suspendidos se depositarán al fondo del recipiente, luego el líquido pasa a otro
recipiente, quedando en la base del recipiente los sólidos. (AIDIS, 2014).
Filtración.
Este proceso separa los sólidos por medio de un tamiz o criba, aunque
generalmente la palabra filtrar se usa para referirse a la separación mecánica de
partículas de menor tamaño o que no se ven a simple vista y colar o tamizar cuando
son partículas mayores. Con este proceso el agua se hace más clara ya que se
considera que se han eliminado hasta el 95% de microorganismos. Por lo general las
partículas menores que no son extraídas por medio de la decantación, son retenidas
por la filtración.
Desinfección.
Para la desinfección del agua potable se basa en eliminar los microorganismos
patógenos que están en el agua y no han sido eliminados en los procesos iniciales del
tratamiento de agua, para este proceso se le añade al agua sustancias como oxidante
cloro, cloraminas, dióxido de cloruro u ozono. El proceso de desinfección debe
42
garantizar un residual de cloro que permite remover patógenos que por algún motivo
ingresen accidentalmente a los tanques de almacenamiento y redes de distribución.
(AIDIS, 2014).
2.2.9.2. Tratamiento de aguas subterráneas.
Este tratamiento es más básico y se utilizan los siguientes procesos:
Ilustración 19: Proceso de potabilización de aguas subterráneas.
Fuente: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
Filtración Lenta o Filtración.
Es el sistema de tratamiento de agua más antiguo del mundo. Copia el proceso de
purificación que se produce en la naturaleza cuando el agua de lluvia atraviesa los
estratos de la corteza terrestre y forma los acuíferos o ríos subterráneos. El filtro lento
se utiliza principalmente para eliminar la turbiedad del agua, pero si se diseña y opera
convenientemente puede ser considerado como un sistema de desinfección del agua.
(Vargas, 2009).
Aireación.
Este es un proceso para purificar el agua por medio del contacto privado con el aire.
Con este proceso se logra aumentar la cantidad de oxígeno, reducir la cantidad de
CO2, la remoción del metano, sulfuro de hidrogeno y otros compuestos orgánicos
volátiles que le dan al agua olor y sabor, también oxida el hierro y lo elimina por medio
de la coagulación.
Cuando el agua hace contacto con el aire, el oxígeno convierte los compuestos
manganosos y ferrosos disueltos en hidróxicos férricos y mangánicos insolubles, estos
Aireación FiltraciónDesinfección por
cloro
43
se pueden remover por medio de la filtración o sedimentación. Los tipos de aireadores
son:
Aireadores por aspersión: Es un sistema que expone el agua al aire en forma
de pequeñas gotas. (Hidalgo, 2018).
Ilustración 20: Aireador por aspersión.
Fuente: Google, (2018).
Aireadores por cascadas: Se diseñan en forma de escalera en donde el agua
cae en láminas delgadas sobre uno o más escalones de concreto, la aireación
es más compleja si el área es demasiado horizontal. (Hidalgo, 2018).
Ilustración 21: Aireador de cascada.
Fuente: Google, (2018).
Aireadores de bandeja: Este sistema consiste en colocar una serie de
bandejas con ranuras o fondos perforados, sobre el cual se riega el agua y se
deja caer a la base en un tanque receptor. Se utilizan entre 3 a 9 bandejas con
medio grueso de 5 – 15 cm de espesor ya que así se controla el intercambio
de gases y distribución del agua. (Brito, 2007)
44
Ilustración 22: Aireador de cascada.
Fuente: Benítez Flores Angelica, (2018).
Desinfección por cloro.
En este proceso se puede aplicar oxidantes como cloro-gas o cloro líquido ya que
son los más económicos en el mercado y fácil de aplicarlos. Los hipocloritos se
encuentran de la siguiente manera:
Hipoclorito de calcio: Es un compuesto químico en forma de polvo y tableta
también conocido como “cal clorada”, es un agente blanqueador y su fórmula
es Ca(CIO)2. Es muy utilizado por su eficacia contra bacterias, algas, moho,
hongos y otros microorganismos que afectan a la salud humana. (Hidalgo,
2018).
Hipoclorito de sodio: Es un compuesto químico y se lo conoce por ser un
oxidante muy fuerte y muy económico, no debe estar cerca de ácidos y
amoníacos ya que se produce la cloramina y este es muy dañino, su fórmula
es NaCIO. Se lo utiliza como desinfectante y blanqueador. (Hidalgo, 2018).
2.2.10. Muestreo de una encuesta.
Este método nos va ayudar a obtener datos específicos para conseguir información
primordial, el tamaño de la muestra es una porción representativa de la población que
45
cumple con los ámbitos de la investigación y nos permite minimizar tiempo y costos.
Este es un principio estadístico que nos brinda ayuda para conocer la dirección en la
interpretación de los resultados.
Para calcular el número de muestras que se deben realizar se utiliza la siguiente
fórmula, según Mg. Esp. Ernesto Arriola Guillén:
Fórmula de muestreo cuando no se conoce la población:
𝒏 =𝒁∝
𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒
𝒅𝟐
Fórmula de muestreo para valorar una porción sabiendo la población:
𝒏 =𝑵 ∗ 𝒁∝
𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒
𝒅𝟐 ∗ (𝑵 − 𝟏) + 𝒁∝𝟐 ∗ 𝒑 ∗ 𝒒
En donde:
𝒏 = Número de encuestas que vamos a realizar.
𝑵 = Tamaño total de la población.
𝒁∝ = Constante que depende del nivel de confianza que asignemos según la tabla
de la distribución normal. Este indica la probabilidad de que los resultados sean
ciertos.
𝒅 = Error muestral deseado o margen de error que estamos dispuestos a aceptar
de equivocarnos al seleccionar nuestra muestra, este margen de error suele tomarse
a un 3%.
𝒑 = Proporción de individuos que poseen en la población la característica de
estudio. Este dato es generalmente desconocido y se suele suponer el 5% que es la
opción más segura.
46
𝒒 = Proporción de individuos que no poseen esa característica, es decir la
diferencia entre 1 − 𝑝.
Los valores más utilizados y sus niveles de confianza son los siguientes:
Tabla 10: Valores y niveles de confianza.
Nivel de Confianza Valor de 𝒁∝
80% 1,28
90% 1,65
91% 1,69
92% 1,75
93% 1,81
94% 1,88
95% 1,96
Fuente: Mg. Esp. Ernesto Arriola Guillén, (2001).
2.3. Normas Técnicas
NTE INEN 1108:2014. Requisitos de calidad de agua potable para consumo
humano.
SENAGUA. NORMA CO 10.7 – 602-REVISION. 2014: Norma de diseño para
sistemas de abastecimiento de agua potable, disposición de excretas y
residuos líquidos en el área rural.
SENAGUA. NORMA CO 10.77 – 601, R. O. No.6 -1992-08-18. 2014: Normas
para estudio y diseño de sistemas de agua potable y disposición de aguas
residuales para pobladores mayores a 1000 hab.
47
2.4. Marco Legal
Constitución de la República del Ecuador 2008, Titulo VII, Régimen del BUEN VIVIR,
Capítulo primero, Sección Cuarta, Hábitat y vivienda digna, Art. 375 en donde
establece como obligación mejorar de manera coordinada entre niveles de gobierno
garantizando el hábitat y la vivienda dignos. Ampliar la cobertura y la calidad de los
servicios básicos, en particular el saneamiento y el agua, pues son componentes que
determinan la calidad de vida de la población y tienen relación con la generación de
un ambiente digno y saludable. Debe ser ambientalmente sano y brindar condiciones
de seguridad para la población. El porcentaje de viviendas que obtienen agua por red
pública pasó de 70.1% en 2006 a 78.02% en 2014 sin embargo, en 2014, este
porcentaje es de apenas el 38.05% en zonas rurales, frente al 98.12% en el área
urbana. En cuanto a la adecuada eliminación de excretas, el porcentaje de hogares
que cuentan con este servicio aumentó del 82.62% en 2006 al 91.38% en 2014, en
zonas rurales es el 96.9% y el 99.2% en el área urbana. (INEC, 2014).
48
Capítulo III
MARCO METODOLÓGICO
3.1. Tipo de investigación
El estudio se lo diseño con un enfoque de análisis para encontrar una solución
factible para el problema, lo que permitió desarrollar el proyecto en un tipo de
investigación:
Descriptivo, ya que se recopilo información secundaria de tesis, papers,
revistas, folletos, información facilitada por el Gobierno Autónomo
Descentralizado Municipal del Cantón Marcelino Maridueña y la empresa
privada CENIA C LTDA, todo esto fue de gran ayuda para la ejecución del
trabajo, así como resultados que se desarrollaron previo al trabajo de campo.
Se visitó varias veces el cantón para sacar muestras de los dos pozos, para así
evaluar la calidad de agua y revisar si cumple con la norma, a través de
resultados de análisis realizados por medio de un laboratorio acreditado y
certificado.
Ilustración 23: Recolección de muestras.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
49
3.2. Metodología del trabajo
Con la información recolectada y resultados obtenidos por medio de la empresa
privada CENIA CLTDA (información secundaria), se ejecutó la metodología del trabajo
como se muestra a continuación:
Ensayos de laboratorio para analizar la calidad de agua que se suministra a los
habitantes del cantón Marcelino Maridueña.
Análisis e interpretación de los resultados obtenidos.
Planteamiento de la propuesta de mejora que garantice que la calidad de agua
sea óptima dentro de las expectativas de la ingeniería.
Ilustración 24: Metodología de la investigación.
Fuente: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
50
3.3. Resolución de la encuesta
Se efectuó la encuesta en las viviendas del cantón estableciendo como prioridad
la calidad de agua.
Ilustración 25: Encuesta calidad de agua.
Fuente: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
La fórmula que utilizamos para determinar la cantidad de viviendas a encuestar fue
la siguiente, según Mg. Esp. Ernesto Arriola Guillén:
𝑛 =𝑁 ∗ 𝑍∝
2 ∗ 𝑝 ∗ 𝑞
𝑑2 ∗ (𝑁 − 1) + 𝑍∝2 ∗ 𝑝 ∗ 𝑞
Donde:
Tabla 11:Datos de la encuesta
Elaborado: Yulexi Chávez -Mishelle Solórzano, (2019).
Resolviendo:
𝑛 =12033 ∗ 1,962 ∗ 0,05 ∗ (1 − 0,05)
0,032 ∗ (12033 − 1) + 1,962 ∗ 0,05 ∗ (1 − 0,05)
𝑛 = 199,408
12033 Hab
1,96
5%
3%
1-0,05
51
Se estimó que en cada vivienda hay 6 personas.
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑐𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎𝑠 =199,408
5
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑐𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎𝑠 = 33,235 ≈ 33
Esta encuesta fue realizada a 33 viviendas entre ellos niños, mujeres y hombres
aquellos respondieron cada pregunta de la encuesta, las mismas que fueron claras y
concisas.
Ilustración 26:Encuesta calidad de agua.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
52
1. ¿Cuántas personas habitan en este hogar?
Según el muestreo se censo a 33 casas en las cuales había 52 niños, 51 mujeres
y 52 hombres que en total dieron de 155 personas, si sacamos la media nos da un
total de 5 personas.
Ilustración 27: Resultado de encuesta, pregunta 1. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
2. ¿De dónde cree usted que viene el agua que usa en su casa?
La mayoría de los habitantes conoce que el agua que llega a sus hogares procede
de pozos, aunque cabe recalcar que hay personas que piensan que el agua procede
también del rio.
Ilustración 28: Resultado de encuesta, pregunta 2. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
33%
33%
34%
Pregunta 1
Niños Mujeres Hombres
82%
6%
0% 12%
Pregunta 2
Pozo Rio Embalse Otro
53
3. ¿Cómo valora la calidad del agua que consume?
Según la opinión de la mayoría de los habitantes la calidad de agua que consumen
es regular, ya que se quejan de que a ciertas horas del día el agua contiene arena y
proviene con turbiedad lo cual no lo ven confiable para su uso.
Ilustración 29:Resultado de encuesta, pregunta 3. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
4. El agua que bebe es:
La mayoría de las personas del cantón Marcelino Maridueña consume el agua
directo de la llave ya que a veces no tienen el tiempo de hervirla y mucho menos el
recurso para comprar un bidón de agua. Cabe recalcar que esta es la pregunta más
importante de la encuesta ya que si el agua no tiene un tratamiento (potabilización)
las consecuencias podrían ser severas para los habitantes.
Ilustración 30:Resultado de encuesta, pregunta 4.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
6%
49%
45%
Pregunta 3
Buena Regular Mala
0%
33%
De Bidón9%
Directa de la Llave58%
Pregunta 4
Filtrada Hervida De bidón Directa de la llave
54
5. ¿Con que frecuencia hay agua en su casa?
La mayoría de las habitantes se quejó de la calidad del agua, pero en cuanto a la
regularidad con la que hay agua no, ya que aseguran que el agua nunca hace falta.
En el día funciona el pozo 1 y 2, en cuanto a la noche solo funciona el pozo 1, las
autoridades cumplen con hacer llegar a las personas el agua todos los días y las veces
que hace falta el agua es porque están en manteniendo de la bomba sumergible que
se da cada 1 o 2 años.
Ilustración 31:Resultado de encuesta, pregunta 5. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
6. ¿Cuántas veces al día haces uso o empleo del agua?
La mayoría de los habitantes del cantón Marcelino Maridueña utilizan el agua de
los pozos para beberla, bañarse, preparar alimentos, lavar ropa, en fin, para sus
necesidades diarias. Por lo que es de gran importancia que el agua de los pozos sea
de buena calidad.
76%
24%
0%
Pregunta 5
Todos los Dias Algunas Veces Falta Dias Alternados
55
Ilustración 32:Resultado de encuesta, pregunta 6. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
7. ¿Cómo valora el olor del agua que llega del grifo a su hogar?
En cuanto al olor del agua las personas no se quejan, afirman que es indolora.
Ilustración 33:Resultado de encuesta, pregunta 7. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
8. ¿Cómo valora el color del agua que llega del grifo a su hogar?
Como el agua proviene de pozo esta es cristalina por lo que la mayoría de las
personas respondió esto, en cuanto a otro las personas se refieren que el agua a
pesar de ser cristalina, muchas veces se encuentran con sedimentos como arena.
0% 0%
18%
82%
Pregunta 6
3 Veces 5 Veces 20 Veces 20 Veces o Más
85%
15% 0%
Pregunta 7
Huele Bien Huele Regular Huele Mal
56
Ilustración 34:Resultado de encuesta, pregunta 8. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
9. ¿Cómo valora el sabor del agua que llega del grifo a su hogar?
Aunque la mayoría respondió que el agua sabe bien, algunos se quejaron de que
a ciertas horas del día el agua sabe a tierra (ausencia de análisis organolépticos) por
lo que la dejan abierta un rato hasta que se le vaya el sabor.
Ilustración 35:Resultado de encuesta, pregunta 9. Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
10. ¿El agua que llega del grifo a su hogar tiene presencia de arena o algún
otro material?
Los habitantes del cantón Marcelino Maridueña se quejan de que la mayor parte
del tiempo el agua tiene arena lo que se clasifica como sedimento sólido suspendido.
Algunos les asusta la cuestión de que esto afecte su salud ya que este problema no
73%
0%
27%
Pregunta 8
Cristalina Turbia Otro
52%45%
3%
Pregunta 9
Sabe Bien Sabe Regular Sabe Mal
57
se lo puede solucionar hirviendo el agua piden otra solución. Este problema causa
inseguridad en el cantón.
Ilustración 36:Resultado de encuesta, pregunta 10.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
11. ¿Los casos de diarrea son comunes en su familia/casa?
Esta pregunta es inusual para la población, ante lo cual respondieron que
desconocían de las consecuencias por el uso de agua no apta, aun así, les preocupa
efectos en la salud a futuro.
Ilustración 37:Resultado de encuesta, pregunta 11.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
67%
33%
Pregunta 10
Sí No
24%
9%
30%
37%
Pregunta 11
Sí, principalmente en los niños Sí, frecuentemente a todos
Se da pocas veces Ninguna de las anteriores
58
12. ¿Los casos de infecciones estomacales, infecciones intestinales son
comunes en su familia/casa?
La pregunta tiene relación con la anterior en cuanto a lo inusual, contestando que
desconocían de los efectos por uso de agua no apta.
Ilustración 38:Resultado de encuesta, pregunta 12.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.4. Desarrollo de los análisis de agua físico químico con la norma NTE INEN
1108 (2014)
Tabla 12:Análisis de agua físico - Químico pozo 1.
POZO 1
PARÁMETROS EXPRESADO
COMO UNIDAD
ES RESULTA
DO
LÍMITE MÁXIMO
PERMITIDO
OBSERVACIÓN
Color Color
Aparente Pt-Co 0 15 CUMPLE
Turbiedad NTU NTU 1,01 5 CUMPLE
Potencial de Hidrógeno
pH Adimensi
onal 7,64 7 - 8,5 CUMPLE
Sólidos Totales ST mg/L 242 1500 CUMPLE
Dureza Total mg/L 178 500 CUMPLE
Sulfatos SO4-2 mg/L 12.8 400 CUMPLE
Hierro Total mg/L < 0.01 50 CUMPLE
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
6%9%
36%
49%
Pregunta 12
Sí, principalmente en niños Sí, frecuentemente a todos
Se da pocas veces Ninguna de las anteriores
59
Tabla 13:Análisis del agua físico - Químico pozo 2.
POZO 2
PARÁMETROS EXPRESADO
COMO UNIDAD
ES RESULTA
DO
LÍMITE MÁXIMO
PERMITIDO
OBSERVACIÓN
Color Color
Aparente Pt-Co 0 15 CUMPLE
Turbiedad NTU NTU 1,65 5 CUMPLE
Potencial de Hidrógeno
pH Adimensi
onal 7,58 7 - 8,5 CUMPLE
Sólidos Totales ST mg/L 272 1500 CUMPLE
Dureza Total mg/L 118 500 CUMPLE
Sulfatos SO4-2 mg/L 12 400 CUMPLE
Hierro Total mg/L < 0.01 50 CUMPLE
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.5. Ensayo Sólidos sedimentables
Determinar el contenido de sólidos sedimentables en una muestra de agua.
(Standard Methods for the Examination of Water,2005).
3.5.1. Fundamento.
Sólidos sedimentables es la cantidad de material que sedimenta de una muestra
en un período de tiempo. Pueden ser determinados y expresados en función de un
volumen (mL/L).
3.5.2. Recolección, preservación y almacenaje de muestras.
Recolectamos un volumen mínimo de un litro de forma separada, en una probeta
de dicha capacidad, evitando la adhesión de la materia en suspensión a las paredes
del recipiente remover con una varilla agitadora.
3.5.3. Equipo.
Probeta.
Varilla agitadora.
3.5.4. Procedimiento
Verter el agua cruda a la probeta hasta que marque 1 L (1000ml).
60
Dejar sedimentar por 45 minutos.
Remover suavemente las paredes de la probeta con la varilla agitadora.
Dejar sedimentar 15 minutos más.
Anotar el volumen de sólidos sedimentables expresado mL/L.
Ilustración 39:Ensayo de sedimentos sólidos.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.6. Cálculo de la población futura
Para realizar el cálculo de la demanda futura, primero debemos determinar la
población futura, hasta el horizonte del proyecto; por lo que debemos obtener los
siguientes parámetros:
Datos estadísticos de poblaciones de años anteriores.
Resultados del censo poblacional actual.
Según la norma CPE INEN 5 Parte 9-1: 1992, propuesta por SENAGUA, para
determinar la población futura, se calcularán las proyecciones de crecimiento
61
poblacional, utilizando por lo menos cuatro métodos conocidos (lineal, geométrico,
logarítmico, wappus) que permitan establecer comparaciones que orienten el criterio
del proyectista.
3.6.1. Método Lineal.
Este método se basa en la hipótesis de que el ritmo de crecimiento poblacional
es constante, se utilizan las ecuaciones:
𝐏𝐟 = Puc + K (Tf − Tuc)
𝐊 =Puc − Pci
Tuc − Tci
Dónde:
Tuc= Año del último censo. Puc= Población del último censo.
Tci= Año del censo inicial. Pci= Población del censo inicial.
K= Pendiente de la recta. Pf= Población futura.
Tf= Año de la proyección.
Tabla 14:Población proyectada-método lineal.
n= 25 años
Años Pc ka Población Proyectada
2019 2024 2029 2034 2039
2001 6720 49,22 7606 7852 8098 8344 8590
2010 7163
7606 7852 8098 8344 8590 Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.6.2. Método Geométrico
Para el cálculo de población futura se utilizan las ecuaciones:
62
𝐏𝐟 = Puc (1 + r)(Tf−Tuc)
𝐫 = √Puc
Pci
n
− 1
Dónde:
Pf= Población futura. Puc = Población del último censo.
Tf= Año de proyección. Pci= Población del censo inicial.
r= Taza de crecimiento poblacional. n= Período de diseño.
Tuc=Año del último censo.
Tabla 15:Población proyectada-método geométrico.
n= 25 años
Años Pc r Poblacion Proyectada
2019 2024 2029 2034 2039
2001 6720 0,00712 7635 7911 8196 8492 8799
2010 7163
7635 7911 8196 8492 8799 Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.6.3. Método Logarítmico.
El método logarítmico o método exponencial se lo obtiene con las fórmulas
siguientes:
𝐏𝐟 = Pci ∗ ek(Tf−Tci)
𝐊 =ln Pcp − ln Pca
Tcp − Tca
Dónde:
Tcp= Año del censo posterior. Pcp= Población del censo posterior.
Tca= Año del censo actual. Pca= Población del censo actual.
Pci= Población del censo inicial. Tci= Año del censo inicial
K= tasa de crecimiento promedio. Tf= Año futuro.
63
Tabla 16:Población proyectada-método logarítmico.
n= 25 años
Años Pc K Poblacion Proyectada
2019 2024 2029 2034 2039
2001 6720 0,00709 7635 7911 8196 8492 8799
2010 7163 0,00709 7635 7911 8196 8492 8799
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.6.4. Método Wappus.
Para la aplicación de este método se utilizaron las siguientes formulas:
𝐢 =200 ∗ (Puc − Pci)
(Tuc − Tci)(Puc + Pci)
𝐏𝐟 = Pci [200 + i(Tf − Tci)
200 − i(Tf − Tci)]
Dónde:
Tuc= Año del último censo. Puc = Población del último censo.
Tci= Año del censo inicial. Pci= Población del censo inicial.
i= tasa de crecimiento en %. Tf= Año futuro.
Tabla 17:Población proyectada- método wappus.
n= 25 años
Años Pci i Poblacion Proyectada
2019 2024 2029 2034 2039
2001 6720 0,70910 7636 7913 8201 8501 8813
2010 7163
7636 7913 8201 8501 8813 Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
En el siguiente cuadro se determina un promedio de los 4 métodos utilizados para
utilizarlo como la población de diseño.
64
Tabla 18:Población proyectada-Resumen de los cuatro métodos.
Años METODOS
Promedio
Lineal Geometrico Logaritmico Wappus
2019 7606 7635 7635 7636 7625
2024 7852 7911 7911 7913 7891
2029 8098 8196 8196 8201 8163
2034 8344 8492 8492 8501 8443
2039 8590 8799 8799 8813 8729 Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
Ilustración 40: Población proyectada-Resumen de los cuatro métodos.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
3.7. Calculo de sólidos sedimentables
Luego de la realización del ensayo procedimos hacer los cálculos correspondientes
para determinar la cantidad de solidos sedimentables presentes en el agua.
7400
7600
7800
8000
8200
8400
8600
8800
9000
2015 2020 2025 2030 2035 2040
Po
bla
ció
n
Años
Población Proyectada
Lineal
Geometrico
Logaritmico
Wappus
Promedio
65
3.7.1. Cálculo del caudal.
Tabla 19:Dotación media futura.
Fuente: SENAGUA, (2014)
Datos:
D=200 L/hab*día
P=8729 hab
Entonces:
𝒄𝒎𝒅 =(8729 ℎ𝑎𝑏 ∗ 200
𝐿ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎)
1𝑚3
1000 𝐿
= 1745,8 𝑚3
𝑑𝑖𝑎⁄
Pero el pozo 2 abastece solo a dos sectores de cantón Marcelino Maridueña: los
Parques I y Parques II. Dando como resultado:
𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 = 966733 𝑚2 ≈ 96,6733 ℎ𝑎
𝑨𝒓𝒆𝒂 𝑷𝒂𝒓𝒄𝒊𝒂𝒍(𝒔𝒆𝒄𝒕𝒐𝒓𝒆𝒔 𝑷𝒂𝒓𝒒𝒖𝒆𝒔 𝑰 𝒚𝑰𝑰) = 624831 𝑚2 ≈ 62,4831 ℎ𝑎
62,4831
96,6733= 0,6463 ≈ 𝟔𝟓 %
66
Ilustración 41:Areas de los sectores que abastece el pozo 2.
Fuente: Empresa CENIA CLTDA.
Entonces:
𝒄𝒎𝒅 =(8541 ℎ𝑎𝑏 ∗ 200
𝐿ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎)
1𝑚3
1000 𝐿
∗ 0,65 = 1134,77 𝑚3
𝑑𝑖𝑎⁄
3.7.2. Cantidad de sólidos sedimentables.
Tabla 20:Cantidad de sólidos sedimentables.
Muestra Fecha Hora inicio
Hora final
Caudal (m3/dia)
Lectura (ml/L)
Volumen (m3/dia)
1 15/1/2019 9:10 9:55 1134,77 0,73 0,8283821
2 15/1/2019 10:20 11:05 1134,77 0,5 0,567385
3 16/1/2019 8:45 9:30 1134,77 0,95 1,0780315
4 16/1/2019 9:20 10:05 1134,77 0,65 0,7376005
PROMEDIO 0,7075 0,802849775 Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
67
3.8. Calidad del agua
Debemos hacer notar, que el sistema actual no dispone de tratamiento de aguas
(potabilización) por lo que a la red de distribución y por ende al usuario o consumidor
final, se le suministra agua cruda, tal como se bombea desde los pozos profundos. De
acuerdo a los análisis físicos-químicos y comparándola con las normas de agua
potable para consumo humano (INEN 1108. Quinta revisión 2014-01), se puede notar
que cumple con todos los parámetros, pero en cuanto a la concentración de sólidos
sedimentables (arenas), podemos decir que es objetable para usarla como agua de
consumo humano.
En las diferentes pruebas de sedimentación que se realizaron en el agua tomada en
el pozo 2, se obtuvieron datos promedios del total de muestreos, de 0,7075 ml/l. Esta
situación ha causado acumulación de arenas en las tuberías y en los depósitos o
reservas, tanto alta como la baja, motivo por el cual, en la actualidad, no se utilizan
estos depósitos. Estos sólidos se han acumulado en la red a través del tiempo, por lo
que, en algunas ocasiones, las cuadrillas de la Jefatura de agua han realizado labores
de limpieza, por otra parte, cuando se bombeaba agua al tanque elevado, la
acumulación era tal, que obligaba a realizar limpieza del tanque con frecuencia
semanales, situación atípica de este tipo de sistemas. De acuerdo a un balance de
masa se ha estimado que la cantidad de arena que se bombea a la red, es de
alrededor de 0,803 m3/día.
68
Capítulo IV
ANÁLISIS Y SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
En este capítulo detallaremos la posible solución para el problema de solidos
sedimentables presentes en el agua.
4.1. Determinación de las observaciones en los análisis y ensayos de agua
4.1.1. Pozo # 1.
Como se puede observar en la tabla 12 según la INEN 1108 – 2014 y SENAGUA,
los análisis de laboratorio realizados en este pozo demuestran notablemente que el
agua en este punto del cantón presenta criterios aceptables de calidad con fines de
potabilización. A pesar de que el pozo tiene alrededor de 57 años de funcionamiento.
4.1.2. Pozo # 2.
Como se puede observar en la tabla 13 según la INEN 1108 – 2014 Y SENAGUA,
este pozo también presenta criterios aceptables de calidad con fines de
potabilización, pero en el proceso de la encuesta realizada en el cantón las personas
que reciben agua de este pozo emiten quejas por la presencia de arena en el agua
de sus domicilios.
4.2. Problemas por presencia de sólidos sedimentables del Pozo 2
Incremento elevado en costo de operación y mantenimiento por la adquisición
e instalación en las unidades de bombeo.
Daños de tuberías, válvulas y accesorios en la estación de bombeo.
La utilización del agua para consumo humano con presencia abundante de
solidos sedimentables y sin previo tratamiento puede producir en la población
problemas de salud graves al no ser tratados a tiempo.
69
Debido a estos problemas fue necesario realizar ensayo para determinar la
cantidad de sólidos sedimentables presentes en el agua.
4.3. Proyección de solidos sedimentables en función de su cantidad
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑠 = 0,803 𝑚3
𝑑𝑖𝑎⁄
0,803 𝑚3
𝑑𝑖𝑎∗
30 𝑑𝑖𝑎𝑠
𝑚𝑒𝑠= 24,09 𝑚3
𝑚𝑒𝑠⁄
24,09 𝑚3
𝑚𝑒𝑠∗
1 𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎
8 𝑚3= 3,01
𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠𝑚𝑒𝑠⁄ ≈ 3
𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎𝑠𝑚𝑒𝑠⁄
3𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎
𝑚𝑒𝑠∗
$ 50
1 𝑣𝑜𝑙𝑞𝑢𝑒𝑡𝑎= $150
𝑚𝑒𝑠⁄
𝐴𝑛𝑢𝑎𝑙𝑚𝑒𝑡𝑒 $1800𝑎ñ𝑜⁄ ∗ 25 𝑎ñ𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜 = $45000 → 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
4.4. Tanque Sedimentador
El tanque sedimentador es un tratamiento utilizado para remover grava y arena
que han pasado por las estructuras de captación, así como limo del agua cruda, antes
de que entren a la planta de tratamiento. (SENAGUA, 2016).
4.4.1. Dimensionamiento del Tanque Sedimentador.
TANQUE SEDIMENTADOR
𝐶𝑚𝑑 = 1134,77 𝑚3
𝑑𝑖𝑎⁄ ↔ 47,282 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄
Procedemos a calcular el caudal máximo diario y caudal máximo horario con los
respectivos factores de mayoración, para el dimensionamiento.
𝐶𝑀𝐷 = 47,282 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄ ∗ 1,4
70
𝐶𝑀𝐷 = 66,195 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄
𝐶𝑀𝐻 = 47,282 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄ ∗ 2
𝐶𝑀𝐻 = 94,564 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄
Cálculo de la superficie horizontal
𝑆ℎ =𝑄
𝑉𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
Según la Secretaria Nacional del Agua de la República del Ecuador (SENAGUA).
“Normas para estudio y diseño de sistemas de sistemas de agua potable y disposición
de aguas residuales para poblaciones mayores a 1,000 habitantes”. La velocidad
ascensional es de:
Tabla 21: Velocidades ascensionales.
Velocidad Ascensional
Valor mínimo Valor típico Valor máximo
Sedimentadores 2,71 m/h 3,05 m/h 3,39 m/h Fuente: SENAGUA, (2014)
Superficie horizontal:
𝑆ℎ =94,564 𝑚3
ℎ⁄
2,71 𝑚ℎ⁄
𝑆ℎ = 34,894 𝑚2 = Á𝑟𝑒𝑎
Cálculo del volumen
𝑉 = 𝑆ℎ ∗ ℎ
71
Elegimos una altura > 2,4 m (4,5 m a 5,5 m) según el libro “Introducción a la
Ingeniería Sanitaria y Ambiental (Volumen 1) de Iñaki Tejero Monzón, Joaquín Suárez
López, Alfredo Jácome Burgos, Javier Temprano González.
𝑉 = 34,894 𝑚2 ∗ 5 𝑚
𝑉 = 174,47 𝑚3
Cálculo de diámetro
𝐴 = 𝜋 ∗ 𝑑2
√𝑑2 = √𝐴
𝜋
𝑑 = √34,894
𝜋
𝑑 = 3,33 𝑚
Tiempo de Retención
𝑻𝑹𝑯 =𝑉
𝑄
𝑻𝑹𝑯 =174,47 𝑚3
94,564 𝑚3
ℎ𝑜𝑟𝑎⁄
𝑻𝑹𝑯 = 𝟏, 𝟖𝟒 𝒉 ≈ 𝟐 𝒉
Tabla 22: Dimensionamiento Calculados.
Tabla de Dimensionamientos Calculados
Superficie Horizontal 34,894 m2
Diámetro 3,33 m
Altura 5 m
Tiempo de Retención 1,84 h Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
72
Ilustración 42: Esquema representativo del decantador.
Elaborado: Chávez Yulexi – Solórzano Mishelle.
4.5. Soluciones propuestas
4.5.1. Solución Pozo # 1.
Este pozo ya cumplió su período de vida útil, pues tiene aproximadamente más de
50 años, aunque aún no presenta problema alguno se debería considerar la
construcción de un pozo nuevo, como recomendación en la zona vía a la hacienda
Pretoria es conocida por sus condiciones apropiadas para la captación de aguas
subterráneas, según INAMHI, 2012.
73
Ilustración 41: Inventarios de puntos de agua subterránea en Ecuador. Fuente: INAMHI, (2012).
4.5.2. Solución Pozo # 2.
Obteniendo los datos de los sólidos sedimentables (arena gruesa Ф 0,5 mm) se
diseñó un tanque sedimentador que va a tener una remoción del 100%, esto quiere
decir que va a resolver la solución al problema.
Según la tabla 13 de análisis de agua físico – químico del pozo 2 se obtuvo 1,65
NTU de turbiedad por lo que se necesitara un proceso de filtración para remover estos
sólidos coloidales. Por último, se necesita de un proceso de desinfección, el cual
removerá microorganismos patógenos que estén presentes en el agua.
74
Capítulo V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones
Se realizó una encuesta a la población del cantón y se pudo observar que del
100% de los habitantes el 67% se quejan de la calidad de agua que llega a sus
hogares, pues esta agua tiene presencia de sólidos sedimentables.
De los estudios realizados se observaron que los análisis de las aguas
subterráneos de los dos pozos comparados con la norma NTE INEN 1108
(2014) cumplen los requisitos para ser potabilizada.
El pozo 1 cuenta con más de cincuenta años de servicio, por lo que ya cumplió
su período de vida útil, pues según SENAGUA, el período de vida útil para
agua de pozo debe ser de 25 años, sin embargo, este pozo aún no presenta
problemas, pero es recomendable dejarlo de usar ya que se corre el riesgo de
causar daños irreversibles. El pozo 2 aun no cumple su período de vida útil,
sin embargo, la calidad de agua no es la adecuada ya que tiene la presencia
de sólidos suspendidos, según el ensayo realizado de sedimentos se estima
que la cantidad de arena que se bombea a la red, es alrededor de 0,803 m3/día,
por lo que el consumo del agua de este pozo también podría causar daños
irreversibles.
75
5.2. Recomendaciones
El Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal Marcelino Maridueña, puede
considerar dentro de sus planes de desarrollo, las soluciones propuestas en esta
tesis tanto para el pozo 1 y el pozo 2 y así poder mitigar los problemas existentes
de los pozos actuales que afectan a los habitantes.
Es recomendable realizar un análisis físico-químico cada año a cada pozo debido
al cambio estacional para la determinación de variación en la calidad.
Es muy importante que el agua de pozo cumpla con la norma INEN 1108 – 2014
y cuente con un tratamiento de filtración y desinfección para que pueda ser apta
para el consumo humano.
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https://elbomberonumero13.wordpress.com/2015/08/20/los-alabes-en-
nuestras-bombas/
ANEXOS
NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO
DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y
DISPOSICIÓN DE AGUAS
RESIDUALES PARA POBLACIONES
MAYORES A 1000 HABITANTES
(Secretaria del Agua)
ENCUESTA
ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICO
POZO 1
ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICO
POZO 2
PLANOS
DELIMITACIÓN DEL ÁREA DE
PROYECTO
DETALLES DEL POZO 1
DETALLES DEL POZO 2
SISTEMA ACTUAL DEL
ABASTECIMIENTO DE AGUA
ANTECEDENTES DE ENSAYOS DE
LABORATORIO
POZO # 1
POZO # 2
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS / TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: Evaluación de la calidad de la fuente de captación del sistema de agua potable del Cantón Marcelino Maridueña provincia del Guayas.
AUTOR(ES) (apellidos/nombres):
Chávez Mina Yulexi Marisol Solórzano Sosa Mishelle Abigail
REVISOR(ES)/TUTOR(ES) (apellidos/nombres):
Ing. Zoila Cevallos Revelo M.Sc Ing. Franklin Villamar Bajaña , M.Sc
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO:
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2019 No. DE PÁGINAS: 76
ÁREAS TEMÁTICAS: Evaluación de captación de agua potable.
PALABRAS CLAVES/ KEYWORDS:
<EVALUACIÓN> <CAPTACIÓN> <POTABILIZACION> <SANITARIA> <CALIDAD>
RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras): El objetivo del presente estudio es evaluar la calidad de agua potable
de este cantón, los ensayos reflejan que el agua suministrada por el sistema de agua potable cumple con la Norma
INEN 1108 – 2014, sin embargo, el pozo 1 ya cumplió su período de vida útil, ya que tiene aproximadamente más de
57 años, en cuanto al pozo 2 el agua que suministra tiene la presencia de solidos suspendidos sedimentables (arena),
por lo que se realizó un ensayo de sólidos sedimentables. Con el fin de mejorar se planteó una propuesta que
consiste en: construir un pozo nuevo ya que el pozo 1 cumplió su período de vida útil y para pozo 2 se diseñó un
decantador el cual va a tener una remoción del 100%.
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono: 0995678048 0999971759
E-mail: [email protected] [email protected]
CONTACTO CON LA INSTITUCIÓN:
Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Teléfono: 2-283348
E-mail:
Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1; y en la Av. 9 de octubre
624 y Carrión, Edificio Prometeo, teléfonos 2569898/ 9. Fax: (593 2) 2509054
X
ANEXO 10