Logo Studenta

Diagnostico-PTAP-Moniquira

¡Este material tiene más páginas!

Vista previa del material en texto

DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACTUAL DE LA PTAP DEL MUNICIPIO DE 
MONIQUIRÁ 
 
 
 
 
 
 
 
LAURA MELIZA MONTIEL SIERRA 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL 
TUNJA 
2019 
 
DIAGNÓSTICO DEL ESTADO ACTUAL DE LA PTAP DEL MUNICIPIO DE 
MONIQUIRÁ 
 
 
 
LAURA MELIZA MONTIEL SIERRA 
 
 
Proyecto de Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniera Ambiental 
 
 
 
 
Director: Ingeniero César René Blanco Zúñiga 
Magíster en Ingeniería con concentración en Medio Ambiente 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL 
TUNJA 
2019 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
La autora agradece primeramente a Dios, fuente del conocimiento y sabiduría. 
 
Al Ingeniero César René Blanco Zúñiga, director del proyecto, por sus 
orientaciones y consejos oportunos, los cuales fueron fundamentales para la 
realización del proyecto y por su apoyo y acompañamiento a lo largo de la carrera 
profesional. 
 
Al gerente de la Empresa de Servicios Públicos de Moniquirá S.A. E.S.P., 
Guillermo Valenzuela Galindo por permitir el desarrollo de este proyecto en favor 
de la comunidad moniquireña; a todo el personal administrativo, profesional, 
operativo y de redes, por su acompañamiento y por compartir sus conocimientos 
en pro de este proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
 
A Dios, 
Por brindarme la capacidad y sabiduría necesaria para sobreponerme ante las 
adversidades y por haberme dado salud y fortaleza para lograr mis objetivos. 
 
A mis padres y mi hermana, 
Por haberme apoyado en todo momento y concepto, por sus consejos, sus 
valores, por la motivación constante, por creer en mí y por su amor y sacrificio. 
 
A mi familia, 
Por preocuparse por mí a lo largo de mi vida, por acompañarme en cada etapa y 
por darme fortaleza a lo largo de este proceso recordándome cada día las metas 
por cumplir. 
 
A mi novio Albert, 
Por apoyarme cada día, brindarme su amor y confianza para seguir avanzando, y 
por alentarme para continuar en los momentos de dificultad, 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTENIDO 
 
Pág. 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 11 
CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ............... 12 
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE ESTUDIO ................................... 12 
1.1.1. Pregunta general: ..................................................................................... 13 
1.1.2. Preguntas específicas: ............................................................................. 13 
1.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA DEL ÁREA DEL TRABAJO DE GRADO 14 
1.3. OBJETIVOS ................................................................................................ 15 
1.3.1. GENERAL ................................................................................................ 15 
1.3.2. ESPECÍFICOS ......................................................................................... 15 
1.4. ALCANCE Y LIMITACIONES ...................................................................... 16 
1.5. JUSTIFICACIÓN Y PERTINENCIA ............................................................. 17 
1.6. MARCO TEÓRICO ...................................................................................... 19 
1.6.1. Planta de Tratamiento de Agua Potable – PTAP ..................................... 19 
1.6.2. Tipos de Plantas de Tratamiento de Agua Potable .................................. 19 
1.6.3. Procesos de purificación del agua ........................................................... 20 
1.6.4. Cascada de Aireación .............................................................................. 21 
1.6.4. Floculación ............................................................................................... 21 
1.6.5. Sedimentación ......................................................................................... 22 
1.6.6. Tipos de filtros para potabilización ........................................................... 22 
1.7. ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 24 
1.8. MARCO LEGAL ........................................................................................... 28 
CAPÍTULO II INFORMACIÓN GENERAL ............................................................ 30 
2.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS .................................................................... 30 
2.2. ESTRUCTURA POBLACIONAL .................................................................. 32 
2.2.1. Sectores económicos del Municipio ......................................................... 33 
2.2.2. Análisis Poblacional ................................................................................. 36 
2.2.3. Proyección lineal de la población ............................................................. 37 
2.2.4. Proyección método geométrico ................................................................ 38 
2.2.5. Proyección método exponencial .............................................................. 40 
2.3. DETERMINACIÓN DE LAS NECESIDADES DE AGUA POTABLE ............ 42 
2.4. NORMATIVIDAD APLICABLE ..................................................................... 45 
CAPÍTULO III DIAGNÓSTICO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO .................... 50 
3.1. Descripción general del sistema .................................................................. 50 
3.2. Bocatoma .................................................................................................... 51 
3.3. Desarenadores ............................................................................................ 53 
3.4. Cascada de aireación .................................................................................. 54 
3.5. Canaleta Parshall ........................................................................................ 56 
3.6. Floculadores ................................................................................................ 59 
3.7. Sedimentadores .......................................................................................... 65 
3.8. Filtros ........................................................................................................... 67 
3.9. Desinfección ................................................................................................ 71 
CAPÍTULO IV CALIDAD DEL AGUA .................................................................... 75 
4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA FUENTE ........................................................ 75 
4.2. CARACTERIZACIÓN DEL AGUA TRATADA .............................................. 80 
CAPÍTULO V EVALUACIÓN OPERACIONAL ..................................................... 93 
5.1. COSTOS DE POTABILIZACIÓN ................................................................. 93 
CAPÍTULO VI ALTERNATIVAS PARA CONTROL OPERACIONAL ................... 96 
6.2. MEJORAMIENTO DE INFRAESTRUCTURA ............................................ 109 
6.3. PAUTAS DE CONTROL DE OPERACIÓN ............................................... 111 
6.4. PROPUESTA DE GESTIÓN ..................................................................... 113 
6.5. MECANISMOS DE ACCIÓN Y MEJORAMIENTO .................................... 115 
CAPÍTULO VII CONCLUSIONES ....................................................................... 116 
CAPÍTULO VIII .................................................................................................... 119 
RECOMENDACIONES ....................................................................................... 119 
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 120 
 
 
 
 
 
INDICE DE TABLAS 
 
 
Tabla1. Tipos de filtros. ........................................................................................ 22 
Tabla 2: Distribución de población proyectada, Moniquirá 2019. .......................... 32 
Tabla 3: Producción agrícola del municipio de Moniquirá por sectores. ................ 34 
Tabla 4: Actividades económicas según ramas de actividad. ............................... 35 
Tabla 5: Censos población urbana, Moniquirá. ..................................................... 36 
Tabla 6: Censos poblacionales, Moniquirá. ........................................................... 37 
Tabla 7: Tasa de crecimiento calculada. ............................................................... 38 
Tabla 8: Proyección de población, método aritmético. .......................................... 38 
Tabla 9: Tasa de crecimiento. ............................................................................... 39 
Tabla 10: Proyección de población, método geométrico. ...................................... 39 
Tabla 11: Tasa de crecimiento. ............................................................................. 40 
Tabla 12: Proyección de población, método exponencial. .................................... 41 
Tabla 13: Resultados proyecciones de población. ................................................ 41 
Tabla 14: Contenido Título II, RAS 2017. .............................................................. 45 
Tabla 15: Contenido Título II, Capítulo 3, RAS 2017. ............................................ 46 
Tabla 16: Contenido Decreto 1575 de 2007. ......................................................... 46 
Tabla 17: Características físicas. .......................................................................... 47 
Tabla 18: Características químicas con reconocido efecto adverso a la salud 
humana. ................................................................................................................ 48 
Tabla 19: Características químicas con implicaciones sobre la salud. .................. 48 
Tabla 20: Características químicas con mayores consecuencias económicas e 
indirectas sobre la salud humana. ......................................................................... 49 
Tabla 21: Características microbiológicas. ............................................................ 49 
Tabla 22: Diagnóstico cascada de aireación, 1981. .............................................. 55 
Tabla 23: Diagnóstico cascada de aireación, 2019. .............................................. 56 
Tabla 24: Diagnóstico canaleta Parshall, 1981. .................................................... 57 
Tabla 25: Diagnóstico canaleta Parshall, 2019. .................................................... 58 
Tabla 26: Evaluación canaleta Parshall 6", condiciones 2019. ............................. 58 
Tabla 27: Diagnóstico floculadores 1 y 2, 1981. .................................................... 61 
Tabla 28: Diagnóstico floculadores 3 y 4, 1981. .................................................... 62 
Tabla 29: Diagnóstico floculadores 1 y 2, 2019. .................................................... 63 
Tabla 30: Diagnóstico floculadores 3 y 4, 2019. .................................................... 64 
Tabla 31: Parámetros iniciales para diseño de sedimentadores, años 1981 y 2019.
 .............................................................................................................................. 66 
Tabla 32: Diseño de sedimentadores, años 1981 y 2019. .................................... 66 
Tabla 33: Parámetros iniciales para diseño de filtros, año 1981. .......................... 68 
Tabla 34: Diseño de filtros, año 1981. ................................................................... 69 
Tabla 35: Diseño de filtros, año 1981. ................................................................... 69 
Tabla 36. Parámetros de diseño de filtros, año 2019. ........................................... 70 
Tabla 37: Diseño de filtros, año 2019. ................................................................... 70 
Tabla 38: Diseño de filtros, año 2019. ................................................................... 71 
Tabla 39: Parámetros de diseño desinfección, año 1981. ..................................... 72 
Tabla 40: Diseño desinfección, año 1981. ............................................................ 73 
Tabla 41: Parámetros de diseño desinfección, año 2019. ..................................... 73 
Tabla 42: Diseño desinfección, año 2019. ............................................................ 73 
Tabla 43: Caracterización fisicoquímica y microbiológica Quebrada La Sicha, 
enero de 2018. ...................................................................................................... 75 
Tabla 44: Caracterización fisicoquímica y microbiológica Quebrada La Sicha, 
diciembre de 2018 ................................................................................................. 76 
Tabla 45: Caracterización fisicoquímica y microbiológica Quebrada La Sicha, 
enero de 2019. ...................................................................................................... 77 
Tabla 46: Caracterización fisicoquímica y microbiológica Quebrada La Sicha, julio 
2019. ..................................................................................................................... 78 
Tabla 47: Calidad de la fuente y grado de tratamiento. ......................................... 79 
Tabla 48: Caracterización del agua tratada, enero de 2019. ................................. 81 
Tabla 49: Caracterización del agua tratada, febrero de 2019 ............................... 82 
Tabla 50: Caracterización del agua tratada, marzo de 2019 ................................. 83 
Tabla 51: Caracterización del agua tratada, abril de 2019 ................................ 8485 
Tabla 52: Caracterización del agua tratada, mayo de 2019 .............................. 8586 
Tabla 53: Caracterización del agua tratada, junio de 2019 ............................... 8687 
Tabla 54: Caracterización del agua tratada, julio de 2019 ................................ 8788 
Tabla 55: IRCA mensual, enero - julio de 2019. .................................................... 89 
Tabla 56: Caracterización del agua tratada, marzo 2019. ................................. 8990 
Tabla 57: Caracterización del agua tratada, abril 2019. ........................................ 90 
Tabla 58: Caracterización del agua tratada, mayo 2019. ...................................... 91 
Tabla 59: Caracterización del agua tratada, junio 2019. ....................................... 91 
Tabla 60: Resultados IRCA 2019. ......................................................................... 92 
Tabla 61: Costos de potabilización, año base (2016). ........................................... 93 
Tabla 62: Valor por unidad. ................................................................................... 94 
Tabla 63: Comparación de tarifas por metro cúbico de agua. ............................... 95 
Tabla 64: Análisis fisicoquímicos. .......................................................................... 97 
Tabla 65: Análisis fisicoquímicos a dosificaciones hidroxicloruro de aluminio (P1) al 
1% v/v. .................................................................................................................. 98 
Tabla 66: Análisis fisicoquímicos a dosificaciones hidroxicloruro de aluminio (P1) al 
1% v/v + Hidróxido de sodio 1% w/v. .................................................................... 99 
Tabla 67: Análisis fisicoquímicos. ........................................................................ 103 
Tabla 68: Análisis fisicoquímicos a dosificaciones sulfato de aluminio (P1) al 1% 
v/v. .......................................................................................................................104 
Tabla 69: Análisis fisicoquímicos a dosificaciones sulfato de aluminio (P1) al 1% 
v/v + Hidróxido de sodio 1% w/v. ........................................................................ 105 
Tabla 70: Recomendaciones de infraestructura. ................................................. 109 
Tabla 71: Pautas de control de operación. .......................................................... 111 
Tabla 72: Indicadores de seguimiento en cada proceso y escala de valoración. 113 
 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1. Ubicación del municipio de Moniquirá. ................................................... 14 
Figura 2: Ubicación del municipio de Moniquirá. ................................................... 31 
Figura 3: Crecimiento de población urbana, Moniquirá. ........................................ 36 
Figura 4: Gráfica proyecciones de población. ....................................................... 42 
Figura 5: Descripción general del sistema. ........................................................... 51 
Figura 6: Bocatoma PTAP Moniquirá. ................................................................... 51 
Figura 7: Bocatoma PTAP Moniquirá. ................................................................... 52 
Figura 8: Bocatoma PTAP Moniquirá. ................................................................... 52 
Figura 9: Desarenadores PTAP Moniquirá. ........................................................... 53 
Figura 10: Desarenadores PTAP Moniquirá. ......................................................... 54 
Figura 11: Cascada de aireación PTAP Moniquirá. ............................................... 55 
Figura 12: Canaleta Parshall PTAP Moniquirá. ..................................................... 57 
Figura 13: Floculadores PTAP Moniquirá. ............................................................. 60 
Figura 14: Floculadores PTAP Moniquirá. ............................................................. 60 
Figura 15: Sedimentadores PTAP Moniquirá. ....................................................... 65 
Figura 16: Filtros PTAP Moniquirá. ....................................................................... 67 
Figura 17: Filtros PTAP Moniquirá. ....................................................................... 68 
Figura 18: Cuarto de cloro gaseoso PTAP Moniquirá. .......................................... 72 
Figura 19: Procedimiento para ensayo de jarras. .................................................. 96 
Figura 20: pH vs Coagulante. .............................................................................. 100 
Figura 21: Color vs Coagulante. .......................................................................... 100 
Figura 22: Turbiedad vs Coagulante. .................................................................. 101 
Figura 23: Aluminio vs Coagulante. ..................................................................... 101 
Figura 24: Porcentajes de remoción. ................................................................... 102 
Figura 25: pH vs Coagulante. .............................................................................. 106 
Figura 26: Color vs Coagulante. .......................................................................... 106 
Figura 27: Turbiedad vs Coagulante. .................................................................. 107 
Figura 28: Aluminio vs Coagulante. ..................................................................... 107 
Figura 29: Procentajes de remoción. ................................................................... 108
 
11 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El presente documento se desarrolla con el fin de realizar un diagnóstico técnico y 
operativo de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del municipio de Moniquirá, 
ya que cuenta con una PTAP de tipo convencional, construida en el año 1981 para 
un caudal de 35 L/s y actualmente se tratan hasta 50 L/s. 
Para esto se analizó el funcionamiento de las unidades que la componen y el 
comportamiento hidráulico de las mismas, con el fin de abastecer al municipio 
acorde al desarrollo social y económico que ha tenido a través de los años y 
resaltando la importancia de contar con un conjunto de estructuras óptimas que 
permitan proveer agua potable de calidad a la población actual y futura. 
Este documento presenta el diagnóstico de la PTAP, con base en los parámetros 
de diseño y operación establecidos en la Resolución 0330 de 2017 y con las 
características del agua potable establecidas en la Resolución 2115 de 2007. 
Por último se proponen diferentes alternativas en cuanto a mejora de 
infraestructura, control operacional y propuesta de gestión, con el fin de reducir 
costos para la Empresa de Servicios Públicos de Moniquirá S.A. E.S.P y brindar 
un servicio de alta calidad a la población. 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
CAPÍTULO I 
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
 
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE ESTUDIO 
La Planta de Tratamiento de Agua Potable del municipio de Moniquirá está 
ubicada dentro de casco urbano del municipio, se abastece de la quebrada La 
Sicha ubicada en la serranía del Peligro. La planta es de tipo convencional, ya que 
tiene las siguientes unidades: captación, línea de impulsión de agua cruda, planta 
de tratamiento de agua potable, tanques de almacenamiento y redes de 
distribución. La PTAP del municipio de Moniquirá cuenta con la capacidad para 
tratar 35 L/s. El tren de tratamiento dentro de la planta consiste en: 
desarenadores, cascada de aireación, canaleta Parshall, floculadores, 
sedimentadores, filtros, tanque de contacto y desinfección. 
La infraestructura de la PTAP del municipio de Moniquirá cuenta con 
aproximadamente 40 años desde su construcción, por otro lado, actualmente se 
supera el caudal de diseño ya que se tratan alrededor de 50 L/s lo que podría 
significar que la planta potabilizadora no ofrezca los resultados esperados de 
calidad del agua; además, dentro del proceso se evidencian varias fugas de agua 
en las cuales no se ha identificado la causa, perdiendo grandes volúmenes de 
agua y productos químicos usados en el tratamiento. Las unidades de tratamiento 
requieren constantes lavados y mantenimiento, lo que representa pérdidas del 
recurso hídrico, así como costos para la empresa prestadora del servicio. 
La comunidad del municipio de Moniquirá se beneficia directamente del agua 
tratada por la Empresa de Servicios Públicos, y se desconoce la afectación que 
puede tener las falencias dentro de la planta, poniendo en riesgo la salud de los 
habitantes que consumen este recurso hídrico y la utilizan en su diario vivir; Por 
esta razón es necesario realizar un diagnóstico del estado actual de la planta para 
identificar las posibles falencias dentro del tratamiento que ponen en riesgo la 
calidad del agua y perjudican los costos dentro de la empresa de servicios 
públicos. 
 
13 
 
De esta manera, se generan los siguientes interrogantes como síntesis del 
problema de estudio: 
1.1.1. Pregunta general: 
¿Cuál es el estado actual de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del 
municipio de Moniquirá? 
1.1.2. Preguntas específicas: 
 ¿Cuáles son los procesos unitarios que componen la PTAP? 
● ¿Cuáles son las características físico - químicas del agua antes y después 
del tratamiento? 
● ¿Qué falencias técnico-operativas existen en la PTAP? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
1.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA DEL ÁREA DEL TRABAJO DE GRADO 
El proyecto se realizó en el municipio de Moniquirá, ubicado en la provincia 
Ricaurte en el departamento de Boyacá, dista de la ciudad de Tunja a 56 Km, se 
encuentra ubicado a 1.700 m.s.n.m. en la cordillera Oriental a 5°32’51” N y a 
73°34’45” O. La Planta de Tratamiento de Agua Potable se encuentra en la Calle 
13N° 4 - 110 en el barrio Las Colinas. 
 
Figura 1. Ubicación del municipio de Moniquirá. 
 
Fuente:ALCALDÍA DE MONIQUIRÁ. Ubicación de Moniquirá en el mapa de Boyacá. 
Instituto para la cultura, el turismo, el deporte y la recreación de Moniquirá. 
 
 
 
 
 
15 
 
 
1.3. OBJETIVOS 
 
1.3.1. GENERAL 
Realizar un diagnóstico general del estado actual de la Planta de Tratamiento de 
Agua Potable del municipio de Moniquirá. 
 
1.3.2. ESPECÍFICOS 
● Identificar los procesos unitarios de la PTAP. 
● Evaluar los diseños hidráulicos teóricos y reales de la PTAP del municipio 
de Moniquirá. 
● Determinar las características físico - químicas del agua antes y después 
del tratamiento de potabilización. 
● Identificar las fallas dentro del proceso. 
● Plantear posibles alternativas de mejoramiento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
1.4. ALCANCE Y LIMITACIONES 
 
En un tiempo de cuatro (4) meses, se realizó un diagnóstico del estado actual de 
la Planta de Tratamiento de Agua Potable del municipio de Moniquirá. Se 
identificaron los diferentes problemas de funcionamiento dentro de la planta y qué 
los ocasiona, de esta manera se plantearon posibles alternativas y mejoras para el 
tratamiento del agua. 
La Empresa de Servicios Públicos de Moniquirá S.A. E.S.P. apoyó en el desarrollo 
del proyecto, la toma de muestras y ensayos de laboratorio para identificar las 
características físico-químicas del agua antes y después del tratamiento, así 
mismo el acceso a toda la información respecto a la PTAP y su diseño inicial. Por 
otro lado, el presente proyecto se desarrolló en época de invierno, por esta razón 
las características del agua a tratar eran más complejas para su muestreo y 
posterior estudio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
1.5. JUSTIFICACIÓN Y PERTINENCIA 
 
El agua es un recurso vital para el ser humano, y hace parte de su diario vivir en 
las diferentes actividades que desarrolla, como la agricultura, industria y 
ganadería, sin embargo el agua para consumo humano debe reunir diferentes 
requisitos de calidad para evitar afectaciones en la salud humana. 
Teniendo en cuenta las necesidades de agua potable en la población del 
municipio de Moniquirá es importante evaluar las condiciones actuales dentro del 
tratamiento para garantizar la prestación del servicio de agua apta para el 
consumo humano. Moniquirá se encuentra dentro de los 104 municipios de 
Boyacá que cuenta con sistema de acueducto y laboratorio para el control de la 
calidad de agua, sin embargo, el agua suministrada está catalogada dentro del 
nivel de riesgo medio para la salud1. Actualmente existe una población de 21.400 
habitantes, de esta población sólo el 70% cuenta con el servicio de acueducto con 
un consumo aproximado de 200L/H/d2 y según el PBOT del municipio se tiene 
una tendencia de incremento poblacional del 3,4%, además, al ser un destino 
turístico concurrido, Moniquirá cuenta con una población flotante en temporada de 
vacaciones, lo que significa un aumento constante en la demanda del recurso 
hídrico, por esto es necesario realizar un diagnóstico del tratamiento que 
determine en qué condiciones se encuentra operando la planta potabilizadora y 
para identificar las etapas donde existen deficiencias en el proceso. 
La trascendencia de este proyecto radica en dar a conocer las falencias del 
proceso de potabilización dentro de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del 
municipio de Moniquirá de manera que se dé a conocer si las condiciones de 
diseño de la PTAP coinciden con las condiciones actuales de operación, y así 
poder contrastar esta información respecto a la normatividad vigente, además 
 
1
 DEFENSORÍA DEL PUEBLO. Segundo Informe Defensorial, Diagnóstico Sobre Calidad de agua para 
consumo Humano. Octubre 6 de 2006, pág. 95. 
2
 EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS DE MONIQUIRÁ S.A. E.S.P. 2015. Manual de operación del sistema 
de acueducto. 
 
 
18 
 
comparar los parámetros físico-químicos del agua con la resolución 2115 de 2007, 
de esta manera en un próximo proyecto se podrá proceder a realizar la 
formulación de una propuesta de mejoramiento a la PTAP, que no sólo 
beneficiará a la población sino también al recurso hídrico, ya que con la alternativa 
de optimización se reducirán las pérdidas físicas de agua potable, costos de 
mantenimiento y permitirá un mejor control operacional, además de proveer un 
agua de mejor calidad a los habitantes del municipio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
1.6. MARCO TEÓRICO 
La optimización de un sistema de tratamiento está definida como el proceso de 
diseño para lograr el mejor equilibrio y la compatibilidad entre los componentes del 
sistema o incrementar su capacidad o la de sus componentes, aprovechando al 
máximo los recursos disponibles3. Por esta razón, para el desarrollo de este 
proyecto es necesario tener en cuenta diferentes conceptos. 
1.6.1. Planta de Tratamiento de Agua Potable – PTAP 
Es una tecnología para purificar el agua para consumo humano, conformada por 
unidades y operaciones de tipo hidráulico, químico o biológico, cuyo fin es reducir 
la contaminación de características no deseables en el agua cruda para alcanzar 
las exigencias legales en cuanto a calidad del agua para consumo.4 
1.6.2. Tipos de Plantas de Tratamiento de Agua Potable 
Convencionales 
Es un sistema de tratamiento integrado que está compuesto por todas las 
etapas para la obtención del agua potable como son: coagulación, floculación, 
sedimentación, filtración y desinfección. Cada planta se debe diseñar de 
acuerdo al análisis de agua y trazabilidad. Si el agua tiene alto contenido de 
hierro se requiere un tratamiento de oxidación previo mediante torres de 
aireación. 
Compactas 
Es un sistema integrado de tratamientos en varias etapas donde se incluye 
todos los procesos requeridos para obtener el agua potable. Ocupan poco 
 
3
 MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Resolución 0330 de 2017. Reglamento Técnico para 
el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico - RAS. 
4
 MALDONADO, W. 2018. Optimización de la planta de tratamiento de agua potable del municipio de Chipatá 
- Santander. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá D.C 
 
20 
 
espacio y se pueden ampliar fácilmente añadiendo módulos de clarificación y 
de filtración. 
1.6.3. Procesos de purificación del agua 
Se tienen en cuenta las definiciones adoptadas por la Resolución 0330 de 
2017 para las etapas de purificación.5 
 Bocatoma: Estructura hidráulica que capta el agua desde una fuente 
superficial y la conduce al sistema hidráulico. 
 
 Desarenador: Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos 
que están en suspensión en el agua, mediante un proceso de 
sedimentación. 
 
 Aeración: Proceso en el que se produce paso del aire a través del agua con 
el objetivo de oxigenarla o de excluir gases o sustancias volátiles. 
 
 Coagulación: Aglutinación de las partículas coloidales suspendidas 
presentes en el agua, por efecto de cambio de carga eléctrica suscitado por 
la adición de coagulantes. 
 
 Floculación: Aglutinación de partículas inducida por una agitación lenta de 
la suspensión coagulada. 
 
 Sedimentación: Proceso por el cual los sólidos suspendidos en el agua se 
decantan por gravedad. 
 
 Filtración: Proceso mediante el cual se remueven las partículas 
suspendidas y coloidales del agua al hacerlas pasar a través de un medio 
poroso. 
 
5
 MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Resolución 0330 de 2017. Título 7. Reglamento 
Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico - RAS. 
 
21 
 
 
 Desinfección: Proceso físico o químico que permite la eliminación o 
destrucción de los organismos patógenos presentes en el agua. 
 
 Almacenamiento: Acción destinada a almacenar un determinadovolumen 
de agua para cubrir los picos horarios y la demanda contra incendios. 
 
1.6.4. Cascada de Aireación 
Los aireadores en cascada dejan caer el agua, en láminas o capas delgadas sobre 
uno o más escalones de concreto, donde se produce una pérdida de energía, la 
aireación cumple sus objetivos de purificación del agua mediante el arrastre o 
barrido de las sustancias volátiles causado por la mezcla turbulenta del agua con 
el aire y por proceso de oxidación de metales y gases6. Las funciones más 
importantes de la aireación son: 
● Transferir el oxígeno al agua para aumentar el oxígeno disuelto. 
● Remover gases. 
● Oxidar hierro y manganeso. 
● Remover compuestos orgánicos volátiles. 
● Remover sustancias volátiles que producen olores y sabores en el agua. 
 
1.6.4. Floculación 
La floculación se refiere a la aglomeración de partículas coaguladas, que forman 
una partícula de mayor tamaño llamada floc. Es el proceso por el cual se 
desestabilizan los coloides, se provee una mezcla suave de partículas para 
incrementar la tasa de encuentros o colisiones entre ellas sin romper o disturbar 
los agregados preformados. La floculación está influenciada por fuerzas químicas 
y físicas como la carga eléctrica de las partículas, capacidad de intercambio y 
 
6
 CÁRDENAS, A., MEDINA, J. 2017. Diseño y construcción de una planta de tratamiento de agua potable a 
escala para el laboratorio de hidráulica de la universidad Santo Tomás. Universidad Santo Tomás. Bogotá 
D.C 
 
22 
 
concentración del flóculo, pH, temperatura del agua, y concentración de 
electrolitos.7 
1.6.5. Sedimentación 
Los sedimentadores remueven las partículas, previamente coaguladas y 
floculadas, por medio de la fuerza de gravedad. La sedimentación se puede dar de 
diferentes formas, según la naturaleza de los sólidos. En los tipos de sólidos se 
encuentran las partículas discretas, estas no cambian su tamaño, forma o peso 
cuando se están sedimentando; las partículas floculentas y precipitantes en las 
cuales la densidad y el volumen cambia cuando se produce el choque entre estas 
a medida que se sedimentan.8 
1.6.6. Tipos de filtros para potabilización 
El objetivo de la filtración es separar las partículas que no han sido retenidos en 
los procesos anteriores del tratamiento, que es de aproximadamente del 10%, por 
otro lado, impide la interferencia de la turbiedad con la desinfección.9 
Tabla 1. Tipos de filtros. 
SEGÚN 
VELOCIDAD DE 
FILTRACIÓN 
SEGÚN MEDIO 
FILTRANTE 
SEGÚN EL 
SENTIDO DE 
FLUJO 
SEGÚN LA CARGA 
SOBRE EL LECHO 
Rápidos 
Arena, antracita, 
mixtos (arena y 
antracita), mixtos 
(arena, antracita y 
granate) 
Ascendentes, 
descendentes, flujo 
mixto 
Por gravedad, por 
presión 
Lentos Arena 
Descendentes, 
ascendentes, 
horizontal 
Por gravedad, por 
presión 
Fuente: Adaptado de: CÁRDENAS J., CASAS J. 2017. 
 
7
 ROJAS, R. 2000. Purificación del agua. Bogotá D.C. 
8
 CPARDENAS. Op. Cit. 
9
 ROMERO, J. 2009. Purificación del agua: Filtración. Escuela Colombiana de Ingeniería. Bogotá D.C 
 
23 
 
Medios filtrantes 
Existen muchos tipos de medios filtrantes, como son: arena sílica, zeolitas, 
antracitas, etc. los cuales producen resultados satisfactorios en la filtración del 
agua y pueden usarse en diversos tamaños y alturas de cama. Las condiciones 
del agua a tratar son las que indican qué tipo y cantidad de medio filtrante debe 
usarse en el tratamiento. La filtración es función tanto del tamaño del medio 
filtrante como de la altura de la cama. Los tratamientos de agua pueden utilizar 
filtros de camas simples, un solo medio filtrante dual o múltiple.10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10
 PANACHLOR. 2017. Agua potable, aguas residuales, filtración y minerales. 
 
24 
 
 
1.7. ESTADO DEL ARTE 
 
 Informe sobre el estado de los recursos naturales y del ambiente en el 
departamento de Boyacá (2012 - 2013) - Contraloría General de 
Boyacá.11 
El objetivo de este informe es analizar la gestión de las políticas públicas respecto 
a los recursos naturales y el ambiente, realizado por las entidades territoriales del 
departamento de Boyacá, donde se enmarca la gestión ambiental de 122 
municipios sujetos de control por la Contraloría General de Boyacá. En este 
informe se incluye un análisis detallado del estado actual de las Plantas de 
Tratamiento de Agua Potable de cada municipio. 
En el segundo capítulo se realiza el análisis de los resultados de la vigilancia de la 
calidad del agua para el consumo humano en los municipios de Boyacá, donde el 
municipio de Moniquirá para el casco urbano cuenta con un IRCA de 2,73% 
ubicándolo en la clasificación “Sin riesgo”, por otro lado el IRCA para el casco rural 
del municipio de Moniquirá tiene un valor de 80,44% obteniendo la clasificación de 
“Inviable Sanitariamente”. Finalmente se recomienda atención y vigilancia para 
tomar acciones urgentes y alcanzar un IRCA sin riesgo a corto plazo. 
 Evaluación técnico-económica de la Planta de Tratamiento de Agua 
Potable del municipio de Moniquirá - Julie Katerine Rodríguez 
Guerrero.12 
En este estudio realizado para la escuela de Ingeniería Química de la Universidad 
Industrial de Santander, se elaboró una evaluación técnico-económica de la planta 
de tratamiento de agua potable con el fin de plantear posibles soluciones para la 
optimización del proceso de potabilización de agua y garantizar la calidad de la 
 
11
 AGUILAR, V. (2013). Informe sobre el estado de los recursos naturales y del ambiente en el departamento 
de Boyacá (2012 - 2013). Contraloría General de Boyacá. 
12
 RODRÍGUEZ, J. 2007. Evaluación técnico-económica de la planta de tratamiento de agua potable del 
municipio de Moniquirá. Universidad Industrial de Santander. Escuela de Ingeniería Química. Bucaramanga. 
 
25 
 
misma. En este proyecto se realizó inicialmente un diagnóstico de la planta de 
tratamiento, posteriormente se desarrollaron pruebas de tratabilidad, en las que se 
analizaron diferentes variables que intervienen en los procedimientos de 
potabilización a fin de optimizarlos, principalmente en las etapas de coagulación y 
floculación. 
Por último se formuló un plan de mejoramiento donde se tienen en cuenta diversas 
estrategias como: capacitación del personal, jornadas de mantenimiento 
estructural de la planta, limpieza y desinfección, se hace una especial 
recomendación para el sistema de filtración donde se indica que los filtros tienen 
un nivel bajo de eficiencia a pesar del mantenimiento realizado al lecho filtrante. 
 Optimización de la Planta de Tratamiento de Agua Potable del 
municipio de Chipatá (Santander) - William Gustavo Maldonado 
Pinzón.13 
En este proyecto se propuso la optimización de la PTAP del municipio de Chipatá, 
donde inicialmente se realizó un diagnóstico dentro de la planta observando el 
estado y funcionamiento de las unidades que la componen. Mediante la 
recolección de información y análisis de equipos y unidades de tratamiento se 
determinó el diagnóstico actual de la planta. En el diagnóstico del proceso se 
identificó el estado de la estructura física de la PTAP, la cual es de tipo hidráulico 
convencional, donde se analiza el periodo de diseño y la población de diseño 
usados en los cálculos teóricos, en la descripción de las unidades del tren de 
tratamiento en su mayoría se describen en estado físico bueno, resaltando las 
características operacionales, las cuales en su mayoría no se están realizando por 
personal certificado. Por último, se realizaron las recomendaciones para la 
optimización de la planta y su mejoramiento. 
 
 
13
 MALDONADO, W. 2018.Optimización de la planta de tratamiento de agua potable del municipio de Chipatá 
(Santander). Universidad Francisco José de Caldas. Bogotá D.C 
 
26 
 
 Diseño del plan de optimización de la Planta de Tratamiento de Agua 
Potable de la vereda El Tobal, Subachoque - David Camilo Quiñones, 
Giselle Camila Rojas.14 
En este estudio se indicó que la planta de tratamiento de la vereda El Tobal detuvo 
su funcionamiento por falta de recursos económicos para el año 2011, por esta 
razón la estructura de la planta se ha deteriorado, por lo tanto se propone el plan 
de optimización operativo y estructural para la planta de esta vereda, se 
encontraron puntos clave en el estudio, los cuales fueron el aireador y el filtro. 
Para el diagnóstico y evaluación del sistema de tratamiento se realizaron los 
cálculos de diseño teniendo en cuenta la proyección usada para su construcción, 
puesto que la empresa prestadora del servicio no contaba con los cálculos de 
diseño de la planta, este resultado se contrastó con las condiciones actuales de 
operación de la planta, para así replantear un diseño de optimización en los 
aspectos críticos de funcionamiento. 
 Propuesta para el mejoramiento de la Planta de Tratamiento de Agua 
Potable del municipio de Bituima, Cundinamarca - Sandra Milena 
Sánchez, María Paula Peña.15 
En el desarrollo de este proyecto se propone el mejoramiento de la planta de 
tratamiento de agua potable del municipio de Bituima, a través de un diagnóstico, 
diseños de alternativas y evaluación de las mismas. En este proyecto se realizó 
una inspección de la ptap, teniendo en cuenta los cálculos y diseños iniciales, 
según la información técnica recopilada. Se realizaron pruebas hidráulicas para 
evaluar el funcionamiento de las unidades que componen el tratamiento, por otro 
lado, se realizaron muestreos y caracterizaciones físico químicas del afluente e 
identificar los problemas de construcción y operación. Dentro de los resultados del 
diagnóstico se evidenció que se capta más agua de lo establecido en la 
concesión, por otro lado, se obtuvieron buenos resultados de la fuente de agua y 
 
14
 QUIÑONES, D., ROJAS, G. 2017. Diseño del plan de optimización de la planta de tratamiento de agua 
potable de la vereda El Tobal, Subachoque. Universidad Santo Tomás. Bogotá D.C. 
15
 SÁNCHEZ, S., PEÑA, M. 2011. Propuesta para el mejoramiento de la planta de tratamiento de agua 
potable del municipio de Bituima, Cundinamarca. Universidad de La Salle. Bogotá D.C. 
 
27 
 
se indica que se requiere un tratamiento que incluya desinfección principalmente. 
Por último se detectaron problemas de operación, ya que no hay presencia 
constante de operarios y las unidades funcionan por temporadas, por otro lado no 
hay una aplicación correcta de los químicos requeridos en el proceso. 
 Diagnóstico del sistema operativo de la Planta de Tratamiento de Agua 
Potable Guacavía en el municipio de Cumaral, Departamento del Meta - 
Juan Camilo Loaiza Soto.16 
El objetivo de este estudio fue realizar un diagnóstico del sistema operativo de la 
PTAP Guacavia en el municipio de Cumaral, con el propósito de identificar cuáles 
son los procesos unitarios ineficientes. Para el desarrollo de este proyecto se 
evaluaron los diseños hidráulicos teóricos y reales en la PTAP, donde se 
contrastaron las condiciones hidráulicas reales de la operación respecto a la 
normatividad. Se realizó un diagnóstico de los procesos unitarios y el estado de 
los equipos de la PTAP, analizando la situación actual del sistema de tratamiento, 
evaluando el diseño conceptual junto con los parámetros hidráulicos de cada 
etapa, por último se analizó los parámetros físico químicos respecto a la 
resolución 2115 de 2017 y así plantear alternativas de mejoramiento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16
 LOAIZA, S. 2018. Diagnóstico del sistema operativo de la Planta de Tratamiento de Agua Potable Guacavía 
en el municipio de Cumaral, Departamento del Meta. Facultad de Ingeniería. Universidad Santo Tomás. 
 
28 
 
1.8. MARCO LEGAL 
 
 Constitución Política de Colombia 
Fue expedida en el año 1991 y en sus artículos 366, 367 y 370 habla sobre la 
prestación del servicio público de agua potable y del papel del estado en la 
consecución de una buena calidad, cobertura, calidad y financiación como ente 
administrativo y de control.17 
 Resolución 2115 de 2007 
Fue expedida por el ministerio de Ambiente, vivienda y desarrollo territorial y es 
por medio de la cual se señalan las características, instrumentos básicos y 
frecuencias del sistema de control de la calidad del agua para el consumo 
humano.18 
 Resolución 0330 de 2017 
Fue expedida por el ministerio de vivienda, ciudad y territorio y su capítulo 3 está 
dirigido a todo lo concerniente a sistemas de potabilización de aguas como los 
estudios y diseños de un sistema de potabilización con el fin de cumplir los 
requisitos mínimos de calidad del agua para consumo suministrada a la 
comunidad.19 
 Decreto 1575 de 2007 
Fue expedido por el ministerio de protección social y es por el cual se establece el 
sistema para la protección y control de la calidad del agua para el consumo 
humano.20 
 
 
17
 PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA, 1991. Constitución Política de Colombia. 
18
 REPÚBLICA DE COLOMBIA. Ministerio de la Protección Social y Ministerio de Ambiente, Vivienda y 
Desarrollo Territorial. Bogotá, D.C., junio de 2007. 
19
 República de Colombia. Ministerio de Vivienda, Ciudad y territorio. Resolución número 0330, 08 de junio de 
2017. 
20
 República de Colombia. Congreso de Colombia. Ley 99 de 1993. (diciembre 22 de 1993) 
 
29 
 
 Resolución 240 de 2004 
Por la cual se definen las bases para el cálculo de la depreciación y se establece 
la tarifa mínima de la tasa por utilización de aguas. 
 Ley 99 de 1993 
Por la cual se crea el ministerio de medio ambiente y el sistema nacional 
ambiental SINA y se reorganiza el sector público encargado del manejo del medio 
ambiente.21 
 Decreto Ley 2811 de 1974 
Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio 
Ambiente. Reglamenta el uso y calidad del agua, los cauces, el dominio del agua y 
las cuencas hidrográficas y su ordenación.22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21
 REPÚBLICA DE COLOMBIA. Congreso de Colombia. Ley 99 de 1993. (diciembre 22 de 1993) 
22
 REPÚBLICA DE COLOMBIA. Decreto 2811 de 1974. (diciembre 18 de 1974) 
 
30 
 
CAPÍTULO II 
INFORMACIÓN GENERAL 
 
Para realizar el correcto diagnóstico de la planta de tratamiento del municipio de 
Moniquirá es necesario conocer las características físicas del municipio y su 
estructura poblacional, con el fin de conocer el crecimiento población y determinar 
las necesidades de agua potable actuales y futuras del municipio. 
Se obtuvo la información del municipio y su población en el PBOT vigente, 
además se tomó la información suministrada por el DANE sobre censos 
poblacionales de diferentes años para realizar la proyección de población, esta se 
realizó a partir del formato de proyección proporcionada por CORPOBOYACÁ. Por 
último se realizó el cálculo de las necesidades de agua potable teniendo en cuenta 
las características del municipio y tomando como referencia la Resolución 0330 de 
2017. 
2.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS 
El área del municipio de Moniquirá se define por la división político administrativa 
del Departamento de Boyacá, a nivel provincial comparte su territorio con los 
municipios de San José de Pare hacia el Norte, al oriente con Togüí y Arcabuco 
(Departamento de Boyacá) y Gámbita (Departamento de Santander), al occidente 
con los municipios de Puente Nacional y Barbosa en el departamento de 
Santander,y al sur con Santa Sofía y Gachantivá. El municipio de Moniquirá se 
integra al sistema de ciudades de la provincia de Ricaurte del Departamento de 
Boyacá. 
Según el PBOT23 la provincia de Ricaurte está conformada por los municipios de 
Santana, Chitaraque, San José de Pare, Togüi, Moniquirá, Arcabuco, Gachantivá, 
Santa Sofía, Villa de Leyva, Sutamarchán, Ráquira, Sáchica y Tinjacá. A pesar de 
conformar una unidad administrativa provincial, operan en dos unidades 
 
23
 ALCALDÍA MUNICIPAL DE MONIQUIRÁ BOYACÁ. Plan Básico de Ordenamiento Territorial Moniquirá 
Boyacá 2003 – 2013. Capítulo II: Caracterización de la Estructura Ambiental Regional. p. 2. 
 
31 
 
autónomas, denominadas Ricaurte Alto, que se conforma por Villa de Leyva, 
Gachantivá, Santa Sofía, Sutamarchán, Sáchica, Tinjacá y Ráquira, por otro lado, 
se denomina Ricaurte Bajo al vínculo entre los municipios de Santana, Chitaraque, 
San José de Pare, Togüi, Arcabuco y Moniquirá. 
El municipio de Moniquirá está situado a 5°32’51” N y a 73°34’45” O, a 56 Km de 
la ciudad de Tunja. El área total del municipio es de 218 Km2 que se encuentran 
entre los 1700 m.s.n.m. La temperatura promedio en el transcurso del año varía de 
11°C a 24°C. 
El comportamiento espacial y temporal de la precipitación se ve afectado 
principalmente por la influencia de la ZCIT y en menor grado, por movimientos 
convectivos de masas de aire locales que originan nubosidad y precipitación. 
Teniendo en cuenta la información de la estación meteorológica del IDEAM, el 
PBOT del municipio de Moniquirá presenta que en los meses de abril, mayo, 
septiembre, octubre y noviembre son los meses donde se presentan lluvias de alta 
intensidad de precipitación con mayor frecuencia en el año; por otro lado, los 
meses con menor intensidad de precipitación son enero y febrero. 
Figura 2: Ubicación del municipio de Moniquirá. 
 
Fuente: ALCALDÍA DE MONIQUIRÁ. Ubicación de Moniquirá en el mapa de Boyacá. 
Instituto para la cultura, el turismo, el deporte y la recreación de Moniquirá. 
 
32 
 
 
2.2. ESTRUCTURA POBLACIONAL 
Para el año 1997, la provincia de Ricaurte Bajo contaba con una población de 
1’344.857 habitantes, donde Moniquirá representa el municipio con mayor 
densidad poblacional, para una extensión de 218 Km2 y 23.473 habitantes, su 
densidad poblacional era de 108 hab/Km2. Las estadísticas para el año 2002 
muestran que el municipio de Moniquirá fue el único municipio de la provincia que 
aumentó su densidad poblacional, con un valor de 110 hab/Km2, mientras que los 
otros municipios presentaron reducciones. 24 
Con base en la información presentada por el DANE para el censo del año 2005, 
la población proyectada de Moniquirá para el año 2019 es de 21.182 habitantes, 
repartidos en 10.715 habitantes en la cabecera municipal (50,58%) y 10.467 
habitantes en el resto del municipio (49,41%). 25 
 
Tabla 2: Distribución de población proyectada, Moniquirá 2019. 
ÁREA HABITANTES % 
Urbana 10.715 50,58% 
Resto 10.467 49,41% 
Total 21.182 100% 
Fuente: DANE, proyección de municipios (2005 – 2020) 
 
 
 
 
24 ALCALDÍA MUNICIPAL DE MONIQUIRÁ BOYACÁ. Plan Básico de Ordenamiento Territorial Moniquirá 
Boyacá 2003 – 2013. Capítulo III: Componente demográfico. p. 3. 
25 DANE. (2005). Proyecciones de población municipales por área (2005 – 2020). 
 
33 
 
2.2.1. Sectores económicos del Municipio 
De acuerdo a la información que se presenta en el Plan Básico de Ordenamiento 
Territorial del municipio de Moniquirá vigente (2003 – 2013), del total de la 
población del municipio de Moniquirá, un 64,81% se encuentra en edad de 
trabajar, lo que muestra una alta participación de la población en la franja de 
jóvenes, aunque supone la exclusión de la población en edad escolar (3 a 18 
años) se ve expandida por las escasas condiciones de ingreso familiar, que 
motivan a la deserción escolar y ejerce presión sobre los jóvenes para ingresar al 
mercado laboral. La población en edad de trabajar según la información que se 
registra en el PBOT, es de 15.433 habitantes, de la cual se registró una tasa de 
60,38% de participación (12.308 habitantes) en la población económicamente 
activa para el año 2002. 
La tasa total de desempleo para el año 2002 se registró en un porcentaje de 
23,06%, que para ese entonces se ubicó sobre el promedio nacional (14,1% para 
julio de 2003). Actualmente, Boyacá es uno de los departamentos con menor tasa 
de desempleo, de acuerdo a lo reportado por el DANE26 la tasa de desempleo en 
Boyacá para el 2018 fue de 7,4%, por debajo del promedio nacional que fue de 
9,7%. 
El estudio regional formulado por el SENA27 para el departamento de Boyacá para 
el año 1996, muestra que el 87,1% del empleo de la provincia de Ricaurte se 
concentra en el sector agropecuario. 
En el municipio de Moniquirá, la producción más representativa se encuentra en el 
sector agrícola, según las evaluaciones agropecuarias del año 2001.28 En la 
siguiente tabla se observan el número de productores según el sector agrícola 
para el año 2001. 
 
26
 DANE. (2019). Mercado laboral por departamentos del año 2018, boletín técnico. Bogotá D.C. p. 23. 
27
 SENA. 1996. Estudio Regional de empleo en la provincia Ricaurte. 
28
 ALCALDÍA MUNICIPAL DE MONIQUIRÁ Boyacá. Plan Básico de Ordenamiento Territorial Moniquirá 
Boyacá 2003 – 2013. Capítulo V: Subdimensión económica. p. 32. 
 
34 
 
 
Tabla 3: Producción agrícola del municipio de Moniquirá por sectores. 
PRODUCTO PRODUCTORES 
Café 2.100 
Caña de miel 600 
Caña panelera 500 
Guayaba 1.200 
Mora 200 
Plátano 2.100 
TOTAL 6.700 
Fuente: ALCALDÍA DE MONIQUIRÁ, PBOT (2003 – 2013). 
 
En Moniquirá, la población rural está vinculada a actividades agrícolas y 
pecuarias, del total de la población económicamente activa en este sector (8.359 
habitantes registrados para el año 2002) el 68% se encuentra realizando labores 
agrícolas, sin embargo, estas actividades en su mayoría se desarrollan en torno a 
la producción familiar de autoconsumo. 
El empleo urbano en el municipio se localiza principalmente en actividades 
comerciales y de servicio, donde predominan las industrias de bocadillo y 
derivados lácteos con establecimientos de menor escala que surten el mercado 
local, algunos establecimientos para la producción de ornamentación y productos 
de construcción, por otro lado, existen microempresas o unidades económicas de 
carácter familiar. El sector comercial es el que mayor número de establecimientos 
presenta con respecto a los demás sectores de actividades económicas urbanas. 
 
35 
 
Teniendo en cuenta la información presente en el PBOT29 del municipio, las 
actividades comerciales según ramas de actividad registradas en la Cámara de 
Comercio de Tunja, para el año 2002 son las siguientes: 
Tabla 4: Actividades económicas según ramas de actividad. 
ACTIVIDAD 
N° DE 
ESTABLECIMIENTOS 
Expendio de víveres al 
detal 
84 
Venta de textiles y 
vestuario 
26 
Miscelánea 10 
Venta de productos 
agropecuarios 
10 
Consumo de licores 7 
Drogas y cosméticos 7 
Expendio de carnes y 
verduras 
5 
Papelerías 5 
Expendio de víveres al 
por mayor 
4 
Venta de repuestos 4 
Venta de materiales para 
construcción 
4 
Alquiler de videojuegos 2 
Venta de 
electrodomésticos 
2 
Almacén de productos 1 
Vidrierías 1 
TOTAL 172 
Fuente: Cámara de Comercio de Tunja, 2002. 
La mayor parte de estos establecimientos son destinados a cubrir la demanda de 
bienes de consumo final y básicos de la canasta familiar, algunos negocios 
 
29
 ALCALDÍA MUNICIPAL DE MONIQUIRÁ Boyacá. Plan Básico de Ordenamiento Territorial Moniquirá 
Boyacá 2003 – 2013. Capítulo V: Subdimensión económica. p.27. 
 
36 
 
desaparecen rápidamente y por otro lado, algunas actividades de comercio 
transitorio aparecen en épocas de turismo o festividades. 
2.2.2. Análisis Poblacional 
La estimación se realizó a partir de la información del número de habitantes de los 
censos realizados a nivel nacional, especialmente de la zona urbana del 
municipio, que se abastece por la planta de tratamiento de agua potable30. 
Tabla 5: Censos población urbana, Moniquirá. 
AÑO 
Población 
(hab) 
1964 4.882 
1973 6.680 
1985 7.908 
1993 7.972 
2005 10.006 
Fuente: DANE, Censos (1964 – 2005). 
Figura 3: Crecimiento de población urbana, Moniquirá. 
 
Fuente: Autora 
 
30
 DANE. Censo Nacional de Población y Vivienda. (1964 – 2005). 
 
37 
 
De acuerdo a la Resolución 0330 de 2017, por la cual se adopta el Reglamento 
Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS, se 
establece en el Título 2, Capítulo 1, Artículo 40 que para todos los componentes 
de los sistemas de acueducto, alcantarillado y aseo, se adopta como periodo de 
diseño 25 años. Por lo anterior, las proyecciones de población se presentan cada 
5 años, desde el año 2019 hasta el 2044. Se tienen en cuenta los siguientes datos 
iniciales para cada método de proyección: 
Tabla 6: Censos poblacionales, Moniquirá. 
CENSO 
POBLACIÓN 
(Cabecera) 
1985 7.908 
1993 7.972 
2005 10.006 
Fuente: DANE. 
 
2.2.3. Proyección lineal de la población 
El método aritmético supone un crecimiento vegetativo balanceado por la 
mortalidad y la emigración. La ecuación para calcular la población proyectada es 
la siguiente: 
 
Para calcular el valor de K, se toma el valor del último censo y el del censo inicial, 
como se muestra a continuación: 
 
 
 
 
Dónde: 
 
 
38 
 
 
En la siguiente tabla se muestran los datos obtenidos para el análisis poblacional 
de la cabecera municipal en el municipio de Moniquirá aplicando el método 
aritmético. 
Tabla 7: Tasa de crecimiento calculada. 
K" K"prom 
 
89 
8,0 
169,5 
 
Fuente: Autora. 
Tabla 8: Proyección de población, método aritmético. 
AÑO 
POBLACIÓN 
(Hab) 
2019 11.249 
2024 11.692 
2029 12.136 
2034 12.580 
2039 13.024 
2044 13.467 
Fuente: Autora. 
 
2.2.4. Proyección método geométrico 
Este método es útil en poblaciones que muestran importante actividad económica, 
que genera un apreciable desarrollo y que poseen importantes áreas de 
expansión, las cuales pueden ser dotadas de servicios públicos. La ecuación que 
se emplea es: 
 
39 
 
 
 
 
Donde r es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se 
definen igual que el método anteriormente mencionado. La tasa de crecimiento 
anual se calcula de la siguiente manera: 
 (
 
 
)
 
 
 
 
En la siguiente tabla se presentan los valores de la población proyectada por el 
método geométrico: 
 
Tabla 9: Tasa de crecimiento. 
R rprom 
 
0,0101 
0,00101 
0,01912 
 
Fuente: Autora 
 
Tabla 10: Proyección de población, método geométrico. 
AÑO 
POBLACIÓN 
(Hab) 
2019 11.512 
2024 12.103 
2029 12.724 
2034 13.377 
 
40 
 
2039 14.064 
2044 14.786 
Fuente: Autora 
 
2.2.5. Proyección método exponencial 
Para este método se requiere conocer por lo menos tres censos para determinar 
el promedio de la tasa de crecimiento de la población. Se recomienda su 
aplicación a poblaciones que muestren apreciable desarrollo y posean abundantes 
áreas de expansión. La ecuación empleada es la siguiente: 
 
 
Donde k es la tasa de crecimiento de la población, la cual se calcula como el 
promedio de las tasas calculadas para cada censo, así: 
 
 
 
 
Dónde: 
 
 
 
Tabla 11: Tasa de crecimiento. 
K Kprom 
 
0,0100 
0,0010 
0,0189 
 
Fuente: Autora. 
 
41 
 
 
Tabla 12: Proyección de población, método exponencial. 
AÑO 
POBLACIÓN 
(Hab) 
2019 11.505 
2024 12.093 
2029 12.712 
2034 13.362 
2039 14.045 
2044 14.763 
Fuente: Autora. 
En la siguiente tabla se evidencian los resultados obtenidos: 
 
Tabla 13: Resultados proyecciones de población. 
AÑO 
MÉTODO 
ARITMÉTICO 
MÉTODO 
GEOMÉTRICO 
MÉTODO 
EXPONENCIAL 
PROMEDIO 
2019 11.249 11.512 11.505 11.422 
2024 11.692 12.103 12.093 11.963 
2029 12.136 12.724 12.712 12.524 
2034 12.580 13.377 13.362 13.106 
2039 13.024 14.064 14.045 13.711 
2044 13.467 14.786 14.763 14.339 
Fuente: Autora 
 
 
42 
 
Figura 4: Gráfica proyecciones de población. 
 
Fuente: Autora. 
 
2.3. DETERMINACIÓN DE LAS NECESIDADES DE AGUA POTABLE 
La Empresa de Servicios Públicos de Moniquirá S.A. E.S.P. no cuenta con datos 
confiables sobre el consumo real de agua que se genera en la población, por lo 
anterior el cálculo de la dotación neta se hizo según la Tabla 1. Dotación neta 
máxima por habitante según la altura sobre el nivel del mar de la zona atendida de 
la Resolución 0330 de 2017 (RAS). Para el municipio de Moniquirá la dotación 
neta corresponde a 130 litros por habitante al día (130 L/hab*día), pues se 
encuentra a una altura entre 1000 – 2000 m.s.n.m. 
Con base en la dotación neta, se pudo proyectar la dotación bruta, la cual tiene en 
cuenta las pérdidas técnicas máximas en todos los componentes del sistema, 
teniendo en cuenta la Resolución 0330 de 2017, Artículo 44, se asumió como 
 
43 
 
porcentaje de pérdidas técnicas máximas el valor de %p=25%. Para determinar la 
dotación bruta se utiliza la siguiente expresión: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Por lo tanto la dotación bruta corresponde a 173 L/Hab*día. 
Para determinar la demanda de caudal, para el periodo de diseño (1981), periodo 
actual y proyección, se debe calcular el caudal medio diario (Qmd), el caudal 
máximo diario (QMD) y el caudal máximo horario (QMH), mediante las siguientes 
expresiones: 
 
 
 
 
 
 
 
Dónde: 
 (
 
 
) 
 
 
Caudal medio diario: 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caudal máximo diario: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caudal máximo horario: 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
 
2.4. NORMATIVIDAD APLICABLE 
 
 Resolución 0330/2017 – Reglamento Técnico para el Sector de Agua 
Potable y Saneamiento Básico – RAS31. 
En el Título II se incluyen los requisitos, parámetros y procedimientos técnicos 
mínimos que obligatoriamente deben reunir los diferentes procesos involucrados 
en la planeación, diseño, construcción, supervisión técnica, puesta en marcha, 
operación y mantenimiento de los sistemas de acueducto, alcantarillado y/o aseo 
que se desarrollen, para garantizar su estabilidad, durabilidad, funcionalidad, 
calidad, eficiencia, sostenibilidad y redundancia. 
Tabla 14: Contenido Título II, RAS 2017. 
CONTENIDO CAPÍTULO 
Aspectos Generales C.1 
Sistemas de Acueducto C.2 
Sistemas de 
Potabilización de Aguas 
C.3 
Fuente: Resolución 0330/2017 – RAS 2017. 
En el Título II, Capítulo 332 se encuentra la información referente al desarrollo de 
estudios y diseños de los componentes de un sistema de potabilización de agua 
para la construcción de obras nuevas, o a la rehabilitación, expansión y/u 
optimización de obras existentes, destinadas a cumplir los requerimientos mínimos 
de calidadpara el agua de consumo suministrada a la comunidad. 
 
 
 
31
 MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Resolución 0330 de 2017. Reglamento Técnico 
para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS. Título II: Requisitos Técnicos. p. 31. 
32
 Ibid. p. 33. 
 
46 
 
Tabla 15: Contenido Título II, Capítulo 3, RAS 2017. 
CONTENIDO SECCIÓN 
Consideraciones Técnicas Generales 
de los Sistemas de Potabilización de 
Aguas. 
S.1 
Caracterización y Tratabilidad del Agua 
Cruda 
S.2 
Tecnologías y Procesos Unitarios de 
Tratamiento. 
S.3 
Gestión de Subproductos de la 
Potabilización. 
S.4 
Instalaciones Complementarias para 
Sistemas de Potabilización 
S.5 
Puesta en marcha, Operación y 
Mantenimiento de Sistemas de 
Potabilización. 
S.6 
Fuente: Resolución 0330/2017 – RAS 2017. 
 
 Decreto 1575 de 200733 Establece el Sistema para la Protección y Control 
de la Calidad del Agua para Consumo Humano. 
Se dispone: 
Tabla 16: Contenido Decreto 1575 de 2007. 
CONTENIDO CAPÍTULO 
Disposiciones generales. I 
Características y criterios de la calidad del agua para 
consumo humano. 
II 
 
33
 MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL. Decreto 1575 de 2007. Sistema para la Protección y Control 
de la Calidad del Agua para Consumo Humano. p. 1 
 
47 
 
Responsables del control y vigilancia para garantizar la 
calidad del agua para consumo humano. 
III 
Instrumentos básicos para garantizar la calidad del agua 
para consumo humano. 
IV 
Procesos básicos del control y la vigilancia para garantizar 
la calidad del agua. 
V 
Disposiciones comunes. VI 
Disposiciones finales. VII 
Fuente: Decreto 1575 de 2007. 
 Resolución 2115 de 200734 Se señalan las características, instrumentos 
básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del 
agua para consumo humano. 
Se presenta de manera explícita y detallada los límites permisibles en cuanto al 
contenido de cada una de las propiedades tanto físicas como químicas y 
microbiológicas que ha de contener el agua al momento de ser distribuida para el 
consumo humano, de igual forma se hacen algunas estipulaciones en cuanto al 
mantenimiento y la operación de la planta de tratamiento de agua potable. 
 
 Características físicas35 
Tabla 17: Características físicas. 
Características Expresadas como Valor máximo aceptable 
Color aparente 
Unidades de Platino 
Cobalto (UPC) 
15 
Olor y sabor Aceptable o no aceptable Aceptable 
Turbiedad 
Unidades Nefelométricas de 
Turbiedad (UNT) 
2 
Conductividad Microsiemens/cm 1000 
pH Unidades de pH 6,5 – 9 
 
34
 MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL Y DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRTORIAL. 
Resolución 21125 de 2007. p.1. 
35
 Ibid. p.2. 
 
48 
 
Fuente: Resolución 2115/2007. 
 Características químicas que tienen efecto adverso en la salud humana36 
Tabla 18: Características químicas con reconocido efecto adverso a la salud 
humana. 
Elemento Expresados como 
Valor máximo aceptable 
(mg/L) 
Antimonio Sb 0,02 
Arsénico As 0,01 
Bario Ba 0,7 
Cadmio Cd 0,003 
Cianuro libre y disociable CN- 0,05 
Cobre Cu 1,0 
Cromo total Cr 0,05 
Mercurio Hg 0,001 
Níquel Ni 0,02 
Plomo Pb 0,01 
Selenio Se 0,01 
Trihalometanos Totales THMs 0,2 
Hidrocarburos Aromáticos 
Policíclicos (HAP) 
HAP 0,01 
Fuente: Resolución 2115 de 2007. 
 Características químicas con implicaciones sobre la salud 
Tabla 19: Características químicas con implicaciones sobre la salud. 
Elementos, compuestos 
químicos y mezclas de 
compuestos que tienen 
implicaciones sobre la salud 
humana 
Expresados como 
Valor máximo aceptable 
(mg/L) 
Carbono Orgánico Total COT 5,0 
Nitritos NO2
- 0,1 
Nitratos NO3
- 10 
Fluoruros F- 1,0 
Fuente: Resolución 2115 de 2007. 
 
36
 Ibid. p.3. 
 
49 
 
 Características químicas que tienen mayores consecuencias económicas e 
indirectas sobre la salud humana37 
Tabla 20: Características químicas con mayores consecuencias económicas 
e indirectas sobre la salud humana. 
Elementos y compuestos 
químicos que tienen 
implicaciones de tipo 
económico 
Expresadas como 
 
Valor máximo aceptable 
(mg/L) 
Calcio Ca 60 
Alcalinidad Total CaCO3 200 
Cloruros Cl- 250 
Aluminio Al3+ 0,2 
Dureza Total CaCO3 300 
Hierro Total Fe 0,3 
Magnesio Mg 36 
Manganeso Mn 0,1 
Molibdeno Mo 0,07 
Sulfatos SO4
2- 250 
Zinc Zn 3 
Fosfatos PO4
2- 0,5 
Fuente: Resolución 2115 de 2007 
 Características microbiológicas38 
Tabla 21: Características microbiológicas. 
Técnicas utilizadas Coliformes Totales Escherichia coli 
Filtración por membrana 0 UFC/100 cm3 0 UFC/100 cm3 
Enzima Sustrato 
< de 1 microorganismo 
en 100 cm3 
< de 1 microorganismo 
en 100 cm3 
Sustrato Definido 
0 microorganismo en 
100 cm3 
0 microorganismo en 
100 cm3 
Presencia – Ausencia Ausencia de 100 cm3 Ausencia de 100 cm3 
Fuente: Resolución 2115 de 2007 
 
37
 Ibid. p.4 
38
 Ibid. p.6. 
 
50 
 
CAPÍTULO III 
DIAGNÓSTICO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO 
 
El diagnóstico hidráulico y operacional de la PTAP del municipio de Moniquirá se 
realizó con base en los parámetros de diseño y operación establecidos en la 
Resolución 0330 de 2017 y con las características del agua potable establecidas 
en la Resolución 2115 de 2007. 
La presente información fue recopilada de los archivos de la Empresa de Servicios 
Públicos de Moniquirá S.A. E.S.P. y por mediciones realizadas como parte de este 
proyecto. 
Al no contar con una memoria de cálculos para el desarrollo del proyecto, se 
realizaron los cálculos de diseño con las condiciones iniciales del año 1981 (año 
de construcción) para cada una de las unidades de la Planta de Tratamiento de 
Agua Potable, por otro lado, se realizaron cálculos de diseño de las unidades con 
las condiciones actuales para determinar las dimensiones adecuadas para el 
tratamiento del caudal actual. 
3.1. Descripción general del sistema 
La planta de tratamiento de agua potable del municipio de Moniquirá fue diseñada 
y construida en el año 1981 para un caudal de 35 L/s. La planta es de tipo 
convencional con procesos de: aireación, mezcla rápida, floculación, 
sedimentación, filtración y desinfección. 
 
51 
 
Figura 5: Descripción general del sistema. 
 
Fuente: Autora. 
3.2. Bocatoma 
El agua cruda se capta de la quebrada proveniente de La Serranía El Peligro, 
que está a una altura de 2.400 m.s.n.m. lugar declarado como reserva forestal 
por la junta directiva del Instituto Nacional de Reservas Naturales. 
Figura 6: Bocatoma PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
 
52 
 
Figura 7: Bocatoma PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora 
Figura 8: Bocatoma PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora 
 
 
53 
 
3.3. Desarenadores 
El agua cruda se capta y se canaliza pasando por una rejilla hacia dos cámaras, 
bifurcando dos tubos de ocho pulgadas (8”) en PVC, los cuales llevan el agua 105 
metros más abajo donde están ubicados dos desarenadores. Estos cumplen con 
la función de separar agua de hojas, arenas y lodos, los cuales son expulsados 
por las compuertas de las válvulas de lavado. 
 Desarenador 1: Cuenta con 15 metros de largo, 5 metros de ancho y 
una profundidad de 2,5 metros, su volumen es de 187,5 m3 
 Desarenador 2: Cuenta con 10 metros de largo, 2 metros de ancho y 
una profundidad de 3 metros, su volumen es de 60 m3. 
Posteriormente el agua se conduce a través de las cámaras de salida a la planta 
de tratamiento, por medio de una tubería PVC de seis pulgadas (6”), existen nueve 
(9) cámaras de quiebre y dieciocho (18) válvulas de fuga o lavado en un recorrido 
de 5,2 Km. 
Figura 9: Desarenadores PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora 
 
54 
 
Figura 10:Desarenadores PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
 
3.4. Cascada de aireación 
Dentro de las instalaciones de la planta se encuentra una cascada de aireación, 
donde actualmente entra un caudal de aproximadamente 50 L/s el agua llega a la 
planta con un color rojizo debido a la arborización que se encuentra en el 
nacimiento de la fuente, por esta razón, la cascada de aireación cumple con la 
función de romper hierro, color, turbiedad y aportar mayor oxigenación al agua. 
En la cascada de aireación está ubicado un dosificador de hidróxido de sodio para 
la estabilización de pH principalmente en época de lluvia donde el pH alcanza un 
nivel de 5.5, posteriormente el agua pasa a una cámara de retención donde se 
toman muestras de pH del agua ya estabilizada y continuar con el tratamiento. 
 
55 
 
Figura 11: Cascada de aireación PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
Se realizaron los cálculos de diseño para la cascada de aireación con las 
condiciones del año 1981 y las condiciones de 2019. 
 Diagnóstico cascada de aireación para el año 1981 
Tabla 22: Diagnóstico cascada de aireación, 1981. 
PARÁMETRO 
VALOR DE 
REFERENCIA 
CALCULADO REAL CUMPLIMIENTO 
Carga 
hidráulica 
1200 - 6200 
m3/m/d 
3000 - - 
Altura total 
cascada 
1,8 – 5 m 1,85 1,95 cumple 
Altura del 
escalón 
0,3 – 0,4 m 0,37 0,85 no cumple 
Longitud del 
escalón 
0,3 – 0,5 m 0,35 0,76 no cumple 
Ancho del 
escalón 
- 0,6 0,76 - 
 
56 
 
Número de 
escalones 
4 – 10 5 3 no cumple 
Fuente: Autora 
 Diagnóstico para el año 2019 
Tabla 23: Diagnóstico cascada de aireación, 2019. 
PARÁMETRO 
VALOR DE 
REFERENCIA 
CALCULADO REAL CUMPLIMIENTO 
Carga 
hidráulica 
1200 - 6200 
m3/m/d 
3000 - - 
Altura total 
cascada 
1,8 – 5 m 1,85 1,95 cumple 
Altura del 
escalón 
0,3 – 0,4 m 0,37 0,85 no cumple 
Longitud del 
escalón 
0,3 – 0,5 m 0,35 0,76 no cumple 
Ancho del 
escalón 
- 0,9 0,76 no cumple 
Número de 
escalones 
4 – 10 5 3 no cumple 
Fuente: Autora 
 
3.5. Canaleta Parshall 
La mezcla rápida se realiza en una Canaleta Parshall de 3” (Ancho de garganta) 
construida en concreto, sobre la canaleta existe una unidad de aforo del 
coagulante Hidroxicloruro de Aluminio. 
 
57 
 
Figura 12: Canaleta Parshall PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
Para el diagnóstico de la Canaleta Parshall, se realizaron los cálculos de diseño 
para el año 1981 y para el año 2019, los resultados fueron los siguientes: 
 Diagnóstico canaleta Parshall para el año 1981 
Tabla 24: Diagnóstico canaleta Parshall, 1981. 
PARÁMETRO REFERENCIA CALCULADOS DIAGNÓSTICO 
Ancho de la garganta 3" y 6" 3" cumple 
Caudal 0,85 – 53,8 (L/s) 35 L/s cumple 
Gradiente de velocidad 1000 - 2000 s-1 2929,63 no cumple 
Tiempo de Retención  60 s 0,38 cumple 
Número de Froude 4,5 -– 9 0,23 no cumple 
Velocidad del agua en la 
garganta 
> 2 m/s 0,35 no cumple 
Profundidad del flujo en la 
zona convergente 
> 35 cm 0,68 cumple 
Fuente: Autora 
 
 
58 
 
 Diagnóstico canaleta Parshall para el año 2019 
Tabla 25: Diagnóstico canaleta Parshall, 2019. 
PARÁMETRO REFERENCIA CALCULADOS DIAGNÓSTICO 
Ancho de la garganta 3" y 6" 3" cumple 
Caudal 0,85 – 53,8 (L/s) 48 L/s cumple 
Gradiente de velocidad 1000 - 2000 s-1 3711,74 no cumple 
Tiempo de Retención  60 s 0,29 cumple 
Número de Froude 4,5 -– 9 0,19 no cumple 
Velocidad del agua en la 
garganta 
> 2 m/s 0,59 no cumple 
Profundidad del flujo en la 
zona convergente 
> 35 cm 1,02 cumple 
Fuente: Autora 
La canaleta Parshall satisface los requerimientos de ancho de garganta, los límites 
de caudal, tiempo de retención y profundidad del flujo en la zona convergente. Sin 
embargo, no cumple con el gradiente de velocidad, número de Froude y la 
velocidad del agua en la garganta, esto sucede tanto para el año 1981 como para 
el 2019. 
Se realizó una evaluación de la canaleta Parshall con una garganta de 6” para las 
condiciones actuales de la Planta de Tratamiento de Agua Potable. Donde se 
observa que aunque el gradiente de velocidad no cumple con la norma, se 
asemeja a los valores esperados para el diseño. 
 
Tabla 26: Evaluación canaleta Parshall 6", condiciones 2019. 
PARÁMETRO REFERENCIA CALCULADOS DIAGNÓSTICO 
Ancho de la garganta 3" y 6" 6" cumple 
Caudal 1,52 – 110 (L/s) 48 L/s cumple 
Gradiente de velocidad 1000 - 2000 s-1 2120,61 no cumple 
 
59 
 
Tiempo de Retención  60 s 0,57 cumple 
Número de Froude 4,5 -– 9 0,29 no cumple 
Velocidad del agua en la garganta > 2 m/s 0,15 no cumple 
Profundidad del flujo en la zona 
convergente 
> 35 cm 0,42 cumple 
Fuente: Autora 
 
3.6. Floculadores 
La planta de tratamiento cuenta con cuatro floculadores hidráulicos de flujo 
horizontal, construidos en concreto, cada uno con tres cámaras de floculación, 
con bafles de 5 cm de espesor y pendiente de fondo de 1%. 
 Floculadores 1 y 2: Ancho: 2,60 m; Largo: 13,9 m; Profundidad: 1,36 m y un 
volumen de 49,15 m3. La primera cámara cuenta con 20 bafles de 0,05 m 
de espesor y 0,15 m de separación entre bafles y 0,25 m de separación a la 
pared. La segunda cámara cuenta con 17 bafles de 0,05 m de espesor y 
0,20 m de separación entre bafles y 0,30 m de separación a la pared. La 
tercera cámara cuenta con 18 bafles de 0,05 m de espesor, 0,25 m de 
separación entre bafles y 0,375 de separación a la pared. 
 
 Floculadores 3 y 4: Ancho: 2,50 m; Largo: 14, 28 m (los dos floculadores 
cuentan con una variación, la cual se calcula como una hipotenusa de 7,70 
m); Profundidad: 1,36 m. La primera cámara cuenta con 20 bafles de 0,05 
m de espesor, 0,18 m de separación entre bafles y 0,25 m de separación a 
la pared. La segunda cámara cuenta con 12 bafles de 0,05 m de espesor, 
0,30 m de separación entre bafles y 0,40m de separación a la pared. Para 
la tercera cámara el Folculador N°3 cuenta con 9 bafles de 0,05 m de 
espesor, 0,40 m de separación entre bafles y 0,45 m de separación a la 
pared. El Floculador N°4 cuenta con 4 bafles de 0,05 m de espesor, 0,40 m 
de separación entre bafles y 0,45 m de separación a la pared. 
 
60 
 
Figura 13: Floculadores PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
 
Figura 14: Floculadores PTAP Moniquirá. 
 
Fuente: Autora. 
 
 
61 
 
Para el diagnóstico de los floculadores, se realizaron los cálculos de diseño para 
las condiciones del año 1981 y 2019. 
 Diagnóstico floculadores 1 y 2 para el año 1981 
Tabla 27: Diagnóstico floculadores 1 y 2, 1981. 
PARÁMETRO REFERENCIA CALCULADOS DIAGNÓSTICO 
Gradiente de velocidad 10 - 70 s-1 122,62 no cumple 
Tiempo de retención 20 - 40 min 25 min cumple 
Número adimensional de 
Camp 
12000 -– 168000 183929,55 no cumple 
Pérdida de energía hf + h 2,37 cumple 
Pérdida adicional Manning: n=0,013 0,013 cumple 
Velocidad del flujo 0,10 - 0,90 m/s 0,20 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara 1) 
0,45 (cuando se 
asume) 
0,15 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara 2) 
0,45 (cuando se 
asume) 
0,2 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara 3) 
0,45 (cuando se 
asume) 
0,25 cumple 
Espaciamiento tabiques - 
pared (cámara 1) 
1,5e 0,25 cumple 
Espaciamiento tabiques - 
pared (cámara 2) 
1,5e 0,3 cumple 
Espaciamiento tabiques - 
pared (cámara 3) 
1,5e 0,375 cumple 
Borde libre 25 - 30 cm 25 cm cumple 
Fuente: Autora 
 
 
 
 
 
62 
 
 Diagnóstico floculadores N°3 y N°4 para el año 1981 
 
Tabla 28: Diagnóstico floculadores 3 y 4, 1981. 
PARÁMETRO REFERENCIA CALCULADOS DIAGNÓSTICO 
Gradiente de velocidad 10 - 70 s-1 119,09 no cumple 
Tiempo de retención 20 - 40 min 25 min cumple 
Número adimensional de 
Camp 
12000 -– 168000 178634,07 no cumple 
Pérdida de energía hf + h 4,67 cumple 
Pérdida adicional Manning: n=0,013 0,013 cumple 
Velocidad del flujo 0,10 - 0,90 m/s 0,20 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara 1) 
0,45 (cuando se 
asume) 
0,18 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara 2) 
0,45 (cuando se 
asume) 
0,3 cumple 
Separación entre tabiques 
(cámara

Continuar navegando