Planteamiento de alternativas de potabilización y tratamiento de

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Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 
1-1-2017 
Planteamiento de alternativas de potabilización y tratamiento de Planteamiento de alternativas de potabilización y tratamiento de 
aguas residuales en la vereda Pipiral del municipio de aguas residuales en la vereda Pipiral del municipio de 
Villavicencio – Meta Villavicencio – Meta 
Alison Jineth Avella González 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Nury Marcela Martínez Díaz 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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tratamiento de aguas residuales en la vereda Pipiral del municipio de Villavicencio – Meta. Retrieved from 
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PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS DE POTABILIZACIÓN Y TRATAMIENTO 
DE AGUAS RESIDUALES EN LA VEREDA PIPIRAL DEL MUNICIPIO DE 
VILLAVICENCIO – META 
 
 
 
 
 
ALISON JINETH AVELLA GONZÁLEZ 
NURY MARCELA MARTÍNEZ DIAZ 
 
 
 
TESIS DE INGENERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA. 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C. 
2017 
2 
 
PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS DE POTABILIZACIÓN Y TRATAMIENTO 
DE AGUAS RESIDUALES EN LA VEREDA PIPIRAL DEL MUNICIPIO DE 
VILLAVICENCIO – META 
 
 
 
 
 
 
DIRECTOR 
 INGENIERO OSCAR FERNANDO CONTENTO RUBIO 
 
 
 
 
 
 
BOGOTÁ D.C. 
2017 
3 
 
NOTA DE ACEPTACIÓN 
_______________________ 
_______________________ 
_______________________ 
 
 
 
 
______________________ 
 Presidente del jurado 
 
______________________ 
Jurado 1 
 
______________________ 
Jurado 2 
 
Bogotá, mayo de 2017 
4 
 
DEDICATORIA 
 
Dedico esta trabajo de grado a Dios, que fue el que me permitió llevar a fin esta etapa de 
mi vida. A mi familia la cual es mi motivación para realizar este trabajo, a mi madre, por 
haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante y 
el deseo de superación, resaltando su apoyo en los momentos de duda, desesperación y felicidad. 
A mi pareja David por su apoyo incondicional, a Oscar Contento por su asesoría y supervisión 
técnica ya todas las personas que nos colaboraron para la realización de este proyecto. 
Marcela Martínez Díaz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
DEDICATORIA 
 
Dedico este trabajo de grado a mi familia puesto que gracias a ellos día a día durante 
estos cinco años me acompañaron incondicionalmente. A mi papá que a pesar de que no se 
encuentra en el país siempre ha estado presente en este proceso brindándome apoyo 
incondicional en cada momento. A mi madre que por sus valores, sus consejos, por ser mí sostén 
en los momentos donde sentía que no podía superar algún obstáculo su ayuda siempre estuvo 
presente .A mis hermanos porque con su amor y sus palabras de aliento no me dejaban de caer 
para seguir cumpliendo esta meta tan importante en mi vida .A todas los docentes que 
intervinieron en este proceso de formación educativa por brindarme los conocimientos 
necesarios para ejecutar con orgullo esta carrera. Al ingeniero Oscar Contento por ser nuestro 
director del proyecto y guiarnos con su profesionalismo para desarrollarlo y a todas las personas 
que estuvieron presentes en este proceso. 
Alison Avella González 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Un agradecimiento especial a Dios por guiarme en mi camino, a mi familia por ser parte 
fundamental de mi formación como profesional, a mi madre Rosa Díaz Castro por cada voz de 
aliento y por ser incondicional en mi vida, a mis hermanos por su apoyo, a David Cajamarca por 
amor y comprensión, a la comunidad de la vereda Pipiral por permitirnos desarrollar este 
proyecto en su comunidad y a todas aquellas personas que fueron parte de este proceso. 
Agradezco al ingeniero Oscar Fernando Contento Rubio por su asesoría y acompañamiento 
constante en el desarrollo de las diferentes fases que involucraron este proyecto. 
Marcela Martínez Díaz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Agradezco principalmente a mis padres Álvaro Avella Cubillos y a mi madre Olga Lucia 
González Molano por haberme forjado con principios y valores, por brindarme apoyo económico 
y emocional, por los esfuerzos realizados para que yo cumpliera esta meta, por todo lo 
maravilloso que me han dado a lo largo de mi vida. También agradezco a mi hermana que 
gracias a sus conocimientos de arquitecta me ayudaron en la ejecución de este trabajo de grado. 
A la vereda Pipiral toda mi gratitud por habernos permitido realizar este proyecto, al 
ingeniero Oscar Contento por guiarnos en cada uno de los procesos que conllevaron a la 
elaboración del trabajo. 
Alison Avella González 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
RESUMEN 
El planteamiento de alternativas de potabilización y tratamiento de aguas residuales en la 
vereda Pipiral localizada en el municipio de Villavicencio, se ejecutó con el fin de darle calidad 
al agua potable que se abastece en la comunidad .Puesto que el acueducto de la vereda no posee 
un tratamiento adecuado para este recurso presentando un nivel de riesgo alto, con lo cual se 
evidencia un incumpliendo en la normatividad colombiana (Resolución 2115/07).En cuanto al 
agua residual, el proyecto se desarrolló también para darle cumplimiento a la normatividad para 
vertimientos a cuerpos de agua (Decreto 0631/15), ya que la vereda realiza sus vertimientos 
indiscriminadamente al río Negro. La ejecución de este proyecto se llevó a cabo en diferentes 
etapas que inicia con la revisión bibliográfica y levantamiento de información en 
campo ,caracterización de agua cruda y agua residual, dimensionamiento de alternativas tanto 
para agua residual como agua potable dos en cada caso, costos y factibilidad técnica de cada 
alternativa propuesta y planos detallados de las alternativas seleccionadas una en cada caso y por 
ultimo socialización con la comunidad del proyecto y los beneficios que este trae. La alternativa 
que se seleccionó para potabilizar el agua posee las operaciones unitarias de tanque de 
almacenamiento, sedimentador primario, filtro lento y desinfección con cloro. Para el tratamiento 
de agua residual doméstica se eligió la alternativa que posee las unidades de cribado, tanque de 
igualación, sedimentador primario, trampa grasa, lodos activados extendidos y lechos de secado. 
Con base a los diferentes planteamientos de alternativas de tratamiento se seleccionó la 
alternativa que tuviese un menor costo pero que al mismo tiempo removiera los contaminantes 
para cumplir con los parámetros establecidos para vertimientos y, por otro lado, brindar calidad 
al agua en el caso de agua cruda. 
Palabras claves: agua potable, agua residual, vertimientos, alternativas, operaciones unitarias. 
9 
 
ABSTRACT 
Theproposal of alternatives of potabilization and treatment of wastewater in thevillage of 
El pipeline locatedin themunicipality of Villavicencio, wasexecutedwiththeend of thequality of 
givingthe potable waterthatissupplied in thecommunity. Sincetheaqueduct of 
thepathdoesnothaveanadequatetreatmentforthisresourcethatpresents a highlevel of risk, which 
shows a non-compliance in Colombianlegislation (Resolution 2115/07). As a residual water, 
theprojectisAlsodeveloped to complywiththeregulationsforwaterbodies (Decree 0631/15), as 
thesidewalkmakesits dumping indiscriminately to the Rio Negro. Theexecution of 
thisprojectwascarriedout in differentstagesthatbeganwiththebibliographicalrevision and thesurvey 
of information in thefield, thecharacterization of Rawwater and residual water, dimensioning of 
alternativesforbothwastewater and drinkingwatertwo in each case , Cost S and 
technicalfeasibility of eachproposedalternative and detailedplans of theselectedalternatives in 
each case and finallysocializationwiththeprojectcommunity and thebenefitsitbrings. 
Thealternativeselectedforwater has theoperationsstoragetankunits, primarysettler, slowfilter and 
chlorinedisinfection. Forthetreatment of residual domesticresidency he chosethealternativethat 
has thescreeningunits, equalizationtank, settling primer, trapfats, activatedsludge and dryingbeds. 
Basedonthedifferentsystems of treatmentalternatives, thealternativewaschosenthatcovers a 
lowercostbut at thesame time eliminatethepollutants to 
complywiththeparametersestablishedforspills and ontheotherhand, to providewaterquality in the 
case of rawwater . 
Keywords:Drinkingwater, wastewater, landfills, alternatives, unitoperations. 
 
10 
 
GLOSARIO 
AGUA RESIDUAL: Desecho líquido provenientes de residencias, edificios, instituciones, 
fábricas oindustrias. (Ministerio de Desarollo Economico, 2000) 
AGUA POTABLE:Es el agua que podemos consumir o beber sin que exista peligro para 
nuestra salud. (Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y Formación del Profesorado., 
2014) 
COEFICIENTE DE RETORNO: Relación que existe entre el caudal medio de aguas 
residuales y el caudal medio de agua que consume la población. (Ministerio de Desarollo 
Economico, 2000) 
DBO: Es la cantidad de oxigeno que los microorganismos consumen durante la degradación de 
las sustancias orgánicas contenidas en una muestra. Este parámetro se expresa en mg/L. 
(Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, 2007) 
DQO: Determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una 
muestra de agua residual, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. 
(Dr.Claderon, 2008) 
DOTACIÓN Cantidad de agua promedio diaria por habitante que suministra el sistema de 
acueducto, expresada en litros por habitante por día. (Ministerio de Desarollo Economico, 2000) 
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (PTAP): Son estructuras que tienen 
como fin hacer un tratamiento adecuado al agua para que sea apta para el consumo humano. 
(Acuatecnica SAS, 2014) 
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR): Son un conjunto de 
operaciones unitarias que varían según el tipo de contaminantes que posea el agua ya sea de tipo 
11 
 
de doméstico, residual o agrícola. Teniendo como función remover la mayor cantidad de 
contaminantes para así disponerla en un receptor de agua natural. (Organización Cuido el Agua, 
2009) 
PRECIPITACIÓN: Cantidad de agua lluvia caída en una superficie durante un tiempo 
determinado. (Ministerio de Desarollo Economico, 2000) 
SST: Solidos suspendidos totales con la cantidad de sólidos que se encuentran en suspensión en 
el agua. Es un indicador puesto que su presencia disminuye el paso de la luz a través de agua 
evitando su actividad fotosintética en las corrientes evitando la producción de oxígeno. 
(CORPONARIÑO, 2017) 
SSD: Sólidos sedimentables es la cantidad de solidos que se sedimentan de una muestra en un 
período de tiempo. Pueden ser determinados y expresados en función de un volumen (ml/L) o de 
una masa (mg/L), mediante volumetría y gravimetría respectivamente. (Enciclopedia virtual 
EUMED, 2013) 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
CONTENIDO 
1 Introducción ____________________________________________________________ 21 
2 Objetivos _______________________________________________________________ 23 
2.1 Objetivo general _____________________________________________________ 23 
2.2 Objetivos específicos _________________________________________________ 23 
3 Marco de referencia ______________________________________________________ 24 
3.1 Marco legal _________________________________________________________ 24 
3.2 Marco teórico _______________________________________________________ 26 
3.2.1 Plantas de tratamiento de agua potable. _________________________________ 26 
3.2.1.1 Vertedero. ___________________________________________________ 27 
3.2.1.2 Sedimentación. _______________________________________________ 28 
3.2.1.3 Clarifloculador. _______________________________________________ 28 
3.2.1.4 Filtración. ____________________________________________________ 29 
3.2.1.5 Desinfección. _________________________________________________ 30 
3.2.2 Plantas de tratamiento de agua residual. _________________________________ 30 
3.2.2.1 Cribado. _____________________________________________________ 31 
3.2.2.2 Sedimentador primario. _________________________________________ 32 
3.2.2.3 Desarenador. _________________________________________________ 32 
3.2.2.4 Trampa grasas. ________________________________________________ 33 
3.2.2.5 Lodos activados extendidos. _____________________________________ 33 
13 
 
3.2.2.6 DAF. _______________________________________________________ 33 
3.3 Marco conceptual ____________________________________________________ 34 
3.3.1 Zona de estudio. ___________________________________________________ 34 
3.3.1.1 Localización. _________________________________________________ 34 
3.3.1.2 Climatología. _________________________________________________ 35 
3.3.1.3 Hidrología. ___________________________________________________ 36 
3.3.1.4 Componente biótico. ___________________________________________ 36 
3.3.1.5 Características y usos del suelo. __________________________________ 37 
4 METODOLOGÍA Y RESULTADOS ________________________________________ 38 
4.1 Situacion actual sistema de acueducto y alcantarillado vereda pipiral ____________ 38 
4.1.1.1 Estado actual de acueducto y alcantarillado. _________________________ 38 
4.2 Caracterizacion de la población _________________________________________ 41 
4.2.1 Población existente. ________________________________________________ 41 
4.2.1 Nivel de complejidad. _______________________________________________ 42 
4.2.2 Población futura. ___________________________________________________ 42 
4.3 Caracterización hídrica ________________________________________________ 44 
4.3.1 Muestreo _________________________________________________________ 44 
4.3.1.1 Puntos de muestreo de agua potable. _______________________________ 45 
4.3.1.2 Resultados parámetros agua potable _______________________________ 46 
4.3.1.3 Puntos de muestreo de agua residual _______________________________ 48 
14 
 
4.3.1.4 Resultados parámetros agua residual _______________________________ 50 
4.3.2 IRCA ____________________________________________________________ 52 
4.3.3 Coeficiente de retorno. ______________________________________________ 54 
4.4 Dimensionamiento de unidades _________________________________________ 55 
4.4.1 Calculo de la dotación. ______________________________________________ 55 
4.4.2 Calculo caudal de diseño. ____________________________________________ 59 
4.4.3 Alternativas para agua potable. ________________________________________ 61 
4.4.3.1 Dimensionamiento alternativo de agua potable 1._____________________ 61 
4.4.3.1.1 Costos. ____________________________________________________ 68 
4.4.3.2 Dimensionamiento Alternativade agua potable 2. ____________________ 69 
4.4.3.2.1 Costos ____________________________________________________ 71 
4.4.4 Alternativas para agua residual. _______________________________________ 72 
4.4.4.1 Estimación caudal medio diario de aguas servidas. ___________________ 72 
4.4.4.2 Alternativa 1 de tratamiento para agua residual. ______________________ 75 
4.4.4.2.1 Calculo de concentraciones ____________________________________ 75 
4.4.4.2.2 Balance de cargas. ___________________________________________ 76 
4.4.4.2.3 Dimensionamiento para la PTAR de la alternativa 1. ________________ 77 
4.4.4.2.4 Costos ____________________________________________________ 84 
4.4.4.3 Alternativa de agua residual 2 ____________________________________ 85 
4.4.4.3.1 Balance de cargas ___________________________________________ 85 
15 
 
4.4.4.3.1.1 PTAR A _______________________________________________ 85 
4.4.4.3.1.2 PTAR B _______________________________________________ 86 
4.4.4.3.2 Dimensionamiento __________________________________________ 88 
4.4.4.3.2.1 PTAR A _______________________________________________ 88 
4.4.4.3.2.2 PTAR B _______________________________________________ 94 
4.4.4.3.3 Costos ____________________________________________________ 99 
4.4.5 SELECCIÓN DE ALTERNATIVA ___________________________________ 100 
4.4.5.1 Alternativa para agua potable ___________________________________ 100 
4.4.5.2 Plano para agua potable ________________________________________ 101 
4.4.5.3 Alternativa para agua residual ___________________________________ 101 
4.4.5.4 Plano para agua residual _______________________________________ 103 
4.5 Socialización con la comunidad ________________________________________ 104 
4.5.1 Concientización escolar ____________________________________________ 105 
4.5.2 Reuniones comunidad ______________________________________________ 107 
4.5.3 Adelantos efectuados por la comunidad ________________________________ 108 
5 RECOMENDACIONES __________________________________________________ 111 
6 CONCLUSIONES ______________________________________________________ 113 
7 BIBLIOGRAFIA _______________________________________________________ 115 
 
 
16 
 
LISTA DE TABLAS 
Tabla 1.Marco legal ..................................................................................................................... 24 
Tabla 2 Censos vereda Pipiral ...................................................................................................... 43 
Tabla 3.Cálculo población futura. ................................................................................................ 43 
Tabla 4.Coordenas de los puntos de muestreo para agua potable. ............................................... 45 
Tabla 5.Resultados parámetros de agua. ...................................................................................... 47 
Tabla 6.Coordenas puntos de muestreo para agua residual. ........................................................ 49 
Tabla 7.Resultados parámetros con comparación con la resolución 0631. ................................. 51 
Tabla 8.Puntaje de índice de riesgo de calidad de agua. .............................................................. 52 
Tabla 9.Clasificación del nivel de riesgo en salud según el IRCA por muestra. ......................... 54 
Tabla 10. Caudal de diseño PTAP ............................................................................................... 60 
Tabla 11.Medidas del tanque de almacenamiento. ...................................................................... 62 
Tabla 12 Medidas del sedimentador ............................................................................................ 63 
Tabla 13.Medidas de lecho de secado. ......................................................................................... 65 
Tabla 14.Medidas del filtro .......................................................................................................... 67 
Tabla 15.Costo de planta de tratamiento para agua potable 1. .................................................... 68 
Tabla 16.Medidas del clarifloculador. ......................................................................................... 70 
Tabla 17.Costo la planta de tratamiento para agua potable 2. ..................................................... 71 
Tabla 18 .Caudal diseño PTAR. .................................................................................................. 73 
Tabla 19.Caudales de diseño PTAR. ........................................................................................... 74 
Tabla 20.Valores máximos permisibles de los parámetros para realizar balance de carga. ........ 75 
Tabla 21. Concentraciones finales. .............................................................................................. 76 
Tabla 22.Parámetros iniciales PTAR opción 1. ........................................................................... 76 
17 
 
Tabla 23.Balance de carga PTAR opción 1. ................................................................................ 76 
Tabla 24 .Medidas rejillas PTAR 1. ............................................................................................. 78 
Tabla 25.Medidas tanque de igualación PTAR 1. ....................................................................... 79 
Tabla 26.Medidas trampa grasas PTAR 1. .................................................................................. 79 
Tabla 27.Medidas del sedimentador de la PTAR 1. .................................................................... 81 
Tabla 28.Medidas de las camas de lecho de secado ptar 1. ......................................................... 83 
Tabla 29.Valor planta para tratamiento de agua residual PTAR 1. ............................................. 84 
Tabla 30.Parámetros iniciales opción 2 PTAR A. ....................................................................... 86 
Tabla 31. Balance de carga opción 2 PTAR A. ........................................................................... 86 
Tabla 32.Parámetros iniciales opción 2 PTAR B. ....................................................................... 87 
Tabla 33. Balance de carga opción 2 PTAR B. ........................................................................... 87 
Tabla 34.Medidas de la rejilla opción 2PTAR A. ........................................................................ 88 
Tabla 35.Medidas tanque de igualación opción 2 PTAR A. ........................................................ 89 
Tabla 36. Medidas trampa grasas opción 2 PTAR A. .................................................................. 90 
Tabla 37.Medidas sedimentador opción 2 PTAR A. ................................................................... 91 
Tabla 38.Medidas lecho de secado opción 2 ptar A. ................................................................... 93 
Tabla 39.Medidas rejillas opción 2 PTAR B. .............................................................................. 94 
Tabla 40. Medidas tanque de igualación opción 2 PTAR B. ....................................................... 96 
Tabla 41.Medidas del desarenador opción 2 PTARB. ................................................................. 96 
Tabla 42.Medidas reactor de lodos activados opción 2 PTAR B. ............................................... 97 
Tabla 43.Medidas del lecho de secado de la opción 2 PTAR B. ................................................. 98 
Tabla 44.Costo de la planta de tratamiento para agua residual opción 2. .................................... 99 
 
18 
 
LISTA DE IMÁGENES 
Imagen 1.Introducción de la temática a los estudiantes. ............................................................ 106 
Imagen 2.Estudiantes ejecutando la actividad propuesta. .......................................................... 106 
Imagen 3.Resultado finalde la actividad. .................................................................................. 107 
Imagen 4.Socialización comunidad vereda Pipiral. ................................................................... 108 
Imagen 5.Medidor de caudal ...................................................................................................... 109 
Imagen 6.Valla informativa vereda Pipiral ................................................................................ 109 
 
LISTA DE GRAFICAS 
Gráfica 1.Tipo de vivienda. ......................................................................................................... 38 
Gráfica 2. Población que tiene servicio de acueducto ................................................................. 39 
Grafica 3.Población que posee servicio de alcantarillado. .......................................................... 40 
Grafica 4.Distribución poblacional por estrato. ........................................................................... 40 
Gráfica 5.Distribución poblacional por sexo. .............................................................................. 41 
Gráfica 6.Cantidad de habitante que dicen tener agua potable. ................................................. 104 
Gráfica 7. Cantidad de habitantes que tienen filtro en casa ....................................................... 105 
 
LISTA DE ILUSTRACIONES 
Ilustración 1.Diferentes formas de vertederos. ............................................................................ 28 
Ilustración 2.Características de las rejillas para los tipos de limpieza. ....................................... 32 
Ilustración 3.Ubicación Vereda Pipiral ....................................................................................... 35 
Ilustración 4.Asignación del nivel de complejidad. .................................................................... 42 
19 
 
Ilustración 5. Métodos de cálculo permitidos según el nivel de complejidad del sistema. ......... 42 
Ilustración 6.Puntos de muestro agua potable. ............................................................................ 46 
Ilustración 7.Puntos de muestreo agua residual. ......................................................................... 49 
Ilustración 8.Dotación neta según en Nivel de complejidad del Sistema ................................... 56 
Ilustración 9. Variación a la dotación neta según el clima y el nivel de complejidad del sistema
....................................................................................................................................................... 56 
Ilustración 10 .Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas. ...................................... 57 
Ilustración 11.Coeficiente de consumo máximo diario k1, según el nivel de complejidad del 
sistema........................................................................................................................................... 58 
Ilustración 12. Coeficiente de consumo maximo horario k2, segun el nivel de complejidad del 
sistema y el tipo de red de distribucion ......................................................................................... 59 
Ilustración 13.Caudales de vertimiento para la alternativa 2. ..................................................... 85 
 
LISTA DE ECUACIONES 
Ecuación 1.IRCA por muestra. .................................................................................................... 53 
Ecuación 2.Coeficiente de retorno. .............................................................................................. 54 
Ecuación 3.Dotación Bruta. ......................................................................................................... 57 
Ecuación 4.Caudal medio diario. ................................................................................................. 57 
Ecuación 5.Caudal máximo diario. .............................................................................................. 58 
Ecuación 6.Caudal máximo horario. ............................................................................................ 58 
Ecuación 7.Aporte domestico al agua residual. ........................................................................... 72 
Ecuación 8 Calculo concentración ............................................................................................... 75 
 
20 
 
LISTA DE ANEXOS 
Anexo 1.Encuesta de diagnóstico. .............................................................................................. 119 
Anexo 2.Formatos de registro y cadenas de custodia. ................................................................ 120 
Anexo 3.Resultados parámetro en el CTAS y en campo. ........................................................... 127 
Anexo 4.Plan planta de tratamiento de agua potable alternativa 1. ............................................ 129 
Anexo 5.Plano planta de tratamiento de agua residual alternativa 1. ......................................... 130 
Anexo 6.Folleto de socialización de la importancia del recurso hídrico. ................................... 131 
Anexo 7.Carta descargos a CORMACARENA ......................................................................... 132 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
1 Introducción 
La vereda Pipiral del municipio de Villavicencio, es una vereda en donde la población oscila 
entre 600-800 habitantes (J.A.C.P., 2011).Pipiral actualmente posee una concesión de agua que 
fue otorgada hace 3 años (2013) la cual está vigente hasta el año 2018 según Res. No. PS-
GJ.1.2.6.13.0657., el acueducto de la vereda realiza la captación de agua en la Quebrada 
Yarumal, esta no posee ningún tipo de tratamiento; sabiendo que el agua es de vital importancia 
para el hombre esta debe de tener una calidad para ser consumida y por ende no causar 
enfermedades, la cual está estipulada en la resolución 2115 de 2007. 
Por otro lado, las aguas servidas que se generan en la vereda son vertidas al río Negro, pero 
de igual manera estas aguas residuales domesticas tampoco cuentan con un tratamiento, lo cual 
no hay control en la carga contaminante que llega al rio generada por esta comunidad, habiendo 
un incumplimiento con la resolución 0631 de 2015 que establece los valores límites máximos 
permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales. 
Con relación a lo anterior, se generaron alternativas de dimensionamiento para tratamiento 
de agua potable y agua residual doméstica ,a partir de la caracterización realizada en campo y en 
el CTAS (Centro tecnológico de ambiente y sostenibilidad), lo cual favoreció a determinar las 
operaciones unitarias que le dieran el cumplimiento tanto a la calidad de agua para consumo 
humano como para los valores límites permisibles para vertimientos según los parámetros 
establecidos por la normatividad colombiana. Con lo cual favorece a la vereda con un adecuado 
manejo del recurso hídrico. 
22 
 
También es importante establecer en la vereda una conciencia frente a la importancia del uso 
racional y eficiente del recurso hídrico, puesto que allí se evidencian un uso indiscriminado del 
agua. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
2 Objetivos 
2.1 Objetivo general 
Formular alternativas de diseño integral para el uso y vertimiento de aguas de la vereda 
Pipiral, municipio de Villavicencio teniendo en cuenta la calidad del agua y la normatividad 
vigente. 
2.2 Objetivos específicos 
 Caracterizar el agua residual y el agua de consumo humano según la ley 
 Formular las unidades para la planta de potabilización y la planta de tratamiento de agua 
residual proponiendo dos alternativas en cada caso. 
 Comparar el Costo-Efectividad que tienen las alternativas propuestas. 
 Crear conocimiento del uso adecuado del recurso hídrico por medio de la educación 
ambiental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
3Marco de referencia 
A continuación, se evidencia la reglamentación aplicable al objeto de estudio (marco 
legal),la contextualización del lugar en donde se ejecutó el proyecto (marco conceptual) y la 
teoría aplicable para la ejecución de alternativas de tratamiento para agua cruda y agua residual 
domestica (marco teórico). 
3.1 Marco legal 
Tabla 1.Marco legal 
NORMATIVIDAD FECHA DE 
EXPEDICION 
ENTIDAD QUE 
LA EXPIDE 
CONTENIDO 
Ley 99 22 de diciembre 
de 1993 
Congreso de la 
Republica de 
Colombia 
Por la cual se crea el Ministerio 
del Medio Ambiente, se 
reordena el Sector Público 
encargado de la gestión y 
conservación del medio 
ambiente y los recursos 
naturales renovables, se 
organiza el Sistema Nacional 
Ambiental, SINA, y se dictan 
otras disposiciones. 
Ley 1549 5 de Julio de 
2012 
Ministerio de medio 
Ambiente y 
Desarrollo 
Por medio de la cual se 
fortalece la institucionalización 
De la política nacional de 
25 
 
NORMATIVIDAD FECHA DE 
EXPEDICION 
ENTIDAD QUE 
LA EXPIDE 
CONTENIDO 
Sostenible; 
Ministerio de 
Educación 
educación ambiental y su 
Incorporación efectiva en el 
desarrollo territorial 
Decreto 1575 9 de Mayo de 
2007 
Ministerio de 
Ambiente, Vivienda 
y desarrollo 
Territorial 
Por el cual se establece el 
Sistema para la Protección y 
Control de la Calidad del Agua 
para Consumo Humano 
Decreto 1076 26 de Mayo de 
2015 
Ministerio de 
Ambiente y 
desarrollo 
Sostenible 
Por medio del cual se expide el 
Decreto Único Reglamentario 
del Sector Ambiente y 
Desarrollo Sostenible. 
Resolución 2115 22 de Junio de 
 2007 
Ministerio de 
Protección; 
Ministerio de 
Ambiente, Vivienda 
y desarrollo 
Territorial 
Por medio de la cual se señalan 
características, instrumentos 
básicos y frecuencias del 
sistema de control y vigilancia 
para la calidad del agua para 
consumo humano 
Resolución 631 2015 Ministerio de 
Ambiente y 
desarrollo 
Sostenible 
Por la cual se establecen 
parámetros y valores límites 
máximos permisibles en los 
vertimientos puntuales a 
26 
 
NORMATIVIDAD FECHA DE 
EXPEDICION 
ENTIDAD QUE 
LA EXPIDE 
CONTENIDO 
cuerpos de aguas superficiales 
y a los sistemas de 
alcantarillado público y se 
dictan otras disposiciones 
 
 
 
RAS 
 
 
 
2000 
 
 
 
Ministerio de 
desarrollo 
El Reglamento fija los 
requisitos 
técnicos que deben cumplir los 
diseños, las obras y 
procedimientos 
correspondientes al Sector de 
Agua Potable y Saneamiento 
Básico y sus actividades 
Complementarias 
Fuente: Elaboración propia 
3.2 Marco teórico 
3.2.1 Plantas de tratamiento de agua potable. 
Una planta de tratamiento de agua potable es un conjunto de estructuras en las que se 
trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano según unos estándares de 
calidad determinados por las autoridades locales e internacionales. (NYF de Colombia, 2017) 
27 
 
A continuación, se mencionan las unidades de tratamientos que se determinaron para 
componer las dos alternativas para la planta de agua potable de la vereda Pipiral, municipio de 
Villavicencio. 
3.2.1.1 Vertedero. 
Un vertedero es un dique o pared que posee una incisión de forma regular, en el cual 
fluye una corriente de agua. Esté tiene como función de interceptar la corriente y se emplea para 
controlar niveles como los vertederos de rebose o para medir caudales como los vertederos de 
medida. La superficie más exaltada del vertedero, la cual está en contacto con el agua se llama 
cresta y la altura h de la lámina de agua sobre la cresta, la cual es responsable de la descarga se 
llama carga del vertedero. Según la forma geométrica que tenga el contorno de apertura, se 
pueden distinguirse vertederos rectangulares, trapeciales, triangulares, parabólicos, etc. (Pérez, 
2010) 
Los vertederos de pared delgada tienen como función medir caudales con gran precisión 
y los de pared gruesa que hacen parte de una presa u otra estructura hidráulica, tiene como 
función de controlar niveles, sin embargo, se pueden usar de igual manera como medidores de 
caudales. (Gilberto, 2002) 
En la siguiente ilustración se evidencian los diferentes tipos de vertedero. 
 
 
 
 
28 
 
Ilustración 1.Diferentes formas de vertederos. 
Fuente. (Pérez, 2010) 
3.2.1.2 Sedimentación. 
Es la operación por la cual se remueve las partículas sólidas en suspensión. Hay dos 
formas de sedimentación usadas para la purificación del agua, las cuales son la sedimentación 
simple y sedimentación después de coagulación y floculación. (Rojas, 2006) 
La sedimentación simple es generalmente un tratamiento primario el cual tiene como 
función reducir la carga de solidos antes de la coagulación, en ese caso se conoce como pre-
sedimentación. En cambio, la sedimentación que se realiza después de los procesos de 
coagulación y floculación se emplea para remover los sólidos sedimentables producidos por el 
tratamiento químico, como en el caso de remoción de color y turbiedad o en el ablandamiento. 
(Rojas, 2006) 
3.2.1.3 Clarifloculador. 
Elclarifloculador es un tanque que almacena las partículas sólidas que precipitan al 
aplicarse los reactivos, estas partículas quedan en el fondo como lodos fisicoquímicos los cuales 
pasan a un tratamiento adicional para que sirvan de abono entre otras cosas. (LEON, 2006) 
29 
 
Estos también han sido desarrollados para combinar los procesos de floculación, 
clarificación y remoción de lodos en una sola unidad. La coagulación tiene lugar en presencia del 
floculo preliminarmente formado, el cual es retenido en la unidad para mantener el volumen de 
alta concentración de floculo, lo cual ayuda a que aumente la probabilidad de contacto con las 
partículas y mejora la floculación. La principal ventaja de esta unidad es la compactación de 
procesos de tratamiento, la cual requiere menos espacio y menores costos de instalación. 
(Instituto Nacional de Ecología, 2007) 
3.2.1.4 Filtración. 
La filtración remueve el material suspendido, como la turbiedad, compuesto de floc, 
suelo, métales oxidados y microorganismos. La remoción de microorganismo es de vital 
importancia puesto que muchos de ellos son resistentes al proceso de desinfección, y sin 
embargo son removibles en la operación de filtración. Para lograr este proceso de clarificación 
final del agua se utilizan medios porosos, por lo general son arena o arena y antracita. (Rojas, 
2006) 
Hay dos tipos de filtración, las cuales son la filtración rápida y la filtración lenta; la 
filtración rápida por gravedad es el tipo de filtro más utilizado en tratamiento de aguas. En esta 
operación comúnmente se usa la arena como medio filtrante pero el proceso es bastante diferente 
al de un filtro lento de arena. Esto se debe a que se utiliza un taño de arena más grueso en el cual 
el grano oscila entre 0.4-1.2 mm y su tasa de infiltración varía entre 120-360 m
3
/m
2
/día. Esta 
operación posee dos etapas las cuales son la filtración y el lavado; para lavar el filtro se remueve 
el material suspendido acumulado dentro del lecho filtrante y así recuperar su capacidad de 
filtración. Por lo general, el lavado se realiza invirtiendo el flujo el flujo a través del filtro, 
aplicando un flujo de agua suficiente para poder limpiar filtrante y así mover los granos del 
30 
 
mismo, para así desechar el material removido por medio de los canales de lavado. (Arboleda, 
1972) 
En cambio, en la filtración lenta su nombre proviene de la baja velocidad a la que uno 
diseña estos filtros, puesto que por lo general es menor a 12 m/comúnmente oscila entre 2 a 8 
m/d. Este tipo de operación es apropiado para aguas de turbiedad baja, tampoco son utilizados 
cuando la turbiedad es alta no para filtrar aguas coaguladas con cantidades considerables de floc 
suspendido. Son muy útiles en plantas pequeñas y gracias a su actividad biológica ayudan a 
oxidar materia orgánica y remuevenposibles olores y sabores. (Rojas, 2006) 
3.2.1.5 Desinfección. 
La desinfección es el último proceso que posee el tratamiento del agua y el cual tiene 
como objetivo garantizar la calidad del agua desde el punto de vista microbiológico los cuales 
son capaces de producir enfermedades. En esta operación unitaria se usa un agente físico o 
químico para destruir los microorganismos patógenos. (Quím. Ada Barrenechea Martel, 2014) 
3.2.2 Plantas de tratamiento de agua residual. 
Las aguas residuales son las que previamente han sido utilizadas y por ende contaminadas 
ya que son la combinación de los residuos líquidos procedentes tanto de residencias como de 
instituciones públicas y establecimientos industriales y comerciales. A medida que se vaya 
presentado estancamiento o acumulación de las aguas residuales, estas generan gases de mal olor 
debido a la descomposición orgánica que esta posee. Además estas aguas tienen numerosos 
microrganismos patógenos los cuales son causantes de enfermedades. (NYF de Colombia, 2017) 
El tratamiento de aguas residuales es muy importante ejecutarlo debido a que después del 
uso del agua, en actividades domésticas, industriales o agrícolas su composición biológica se 
31 
 
altera. Por talmotivo,se definen operaciones unitarias que ayudan a la eliminación de los 
contaminantes utilizando procesos físicos, químicos o biológicos. Cuando se hace referencia a 
operaciones y procesos unitarios es porque se agrupan entre sí para constituir los tratamientos 
primarios, secundarios y terciarios. (Escuela de Ingenieria de Antioquia, 2011) 
A continuación, se señalan las unidades que hacen parte de las dos alternativas que se 
determinaron para la planta de tratamiento de agua residual domestica de la vereda Pipiral. 
3.2.2.1 Cribado. 
Es la operación que se utiliza para separar material grueso del agua, mientras que el flujo 
pasa por medio de una criba o rejilla. Con base al método de limpieza de las rejillas este debe ser 
de manera manual o mecánica. Para la limpieza manual la longitud de las rejillas no debe 
exceder de la que permita su limpieza conveniente por el operador y en la parte superior de la 
rejilla debe haber una placa de drenaje temporal para el material removido. (Olarte., 2007) 
Las características de principales para la limpieza de rejillas ya sea de tipo manual o 
mecánico se evidencian en la Ilustración 2. 
Según las aberturas de las rejillas estas se clasifican como gruesas o finas, las gruesas son 
aquellas que tiene aberturas iguales o mayores a 0.64 cm, mientras que las finas tienen aberturas 
menores a 0.64 cm. Para tratamiento de aguas residuales se usan rejillas gruesas, especialmente 
de barras o varillas de acero, para proteger válvulas, bombas, tuberías y equipos del 
taponamiento de residuos como trapos, tarros y objetos grandes. Por otro lado, se debe de terne 
en cuenta que el canal de acceso a la rejilla debe ser diseño para prevenir la acumulación de 
arena u otro material pesado, antes y después de la rejilla. Se recomienda que el canal sea 
horizontal, recto y perpendicular a la rejilla, para que haya una distribución uniforme de los 
32 
 
sólidos retenidos por ella. El diseño estructural debe ser el apropiado para impedir la falla de la 
rejilla cuando esta se tapone. (Olarte., 2007) 
Ilustración 2.Características de las rejillas para los tipos de limpieza. 
 
Fuente. (Rojas., 2001) 
3.2.2.2 Sedimentador primario. 
Esta unidad se utiliza para el tratamiento de aguas residuales para separar sólidos en 
suspensión de las mismas. Este proceso se realiza en tanques de tipo rectangular o cilíndricos en 
donde se remueve de un 60 a 65 % de los sólidos sedimentables y de un 30 a 35 % de los sólidos 
suspendidos en las aguas residuales. La sedimentación primaria funciona como un proceso de 
floculación y los lodos producidos están conformados por partículas orgánicas. (Ramalho, 2012) 
Un tanque de sedimentación primaria posee profundidades que fluctúan entre 3 y 4 m y 
tiempos de detención entre 2 y 3 horas. En esta unidad el agua residual es sometida a condiciones 
de reposo para facilitar la sedimentación de los sólidos. (Ramalho, 2012) 
3.2.2.3 Desarenador. 
El desarenador es una unidad que tiene como función sedimentar las partículas cuyas 
dimensiones dependen del caudal de diseño, de la distribución granulometría de los sedimentos 
en suspensión y en la eficiencia de remoción la cual oscila entre el 60 y 80 % de los sedimentos 
que entran en el tanque. En el fondo de la unidad tiene un espacio disponible para acoger los 
33 
 
sedimentos en suspensión que retiene. Los sedimentos son removidos periódicamente mediante 
lavado hidráulico o procedimientos manuales. (Universidad Nacional de Colombia, 2002) 
3.2.2.4 Trampa grasas. 
Esta operación unitaria retiene por sedimentación los sólidos en suspensión y por 
flotación el material graso. Esta unidad tiene 2 compartimientos, los cuales están separados por 
una rejilla encargada de no dejar pasar sólidos. En el compartimiento más grande, es por donde 
llegan los líquidos con sólidos disueltos, la grasa se separa por ser más liviana que el agua. Por la 
otra sección, sale el agua ya sin solidos suspendidos ni grasas. (QUIMA , 2014) 
3.2.2.5 Lodos activados extendidos. 
El lodo activado es un proceso de tratamiento en donde el agua residual y el lodo 
biológico son mezclados y aireados en un tanque nombrado reactor. Los floculos biológicos 
formados en este proceso se sedimentan en el tanque de sedimentación, en donde son 
recirculados nuevamente en el reactor. (Blog Wordpress, 2008) 
En esta unidad los microorganismos son completamente mezclados con la materia 
orgánica en el agua residual la cual le sirve como sustrato alimenticio. La mezcla o agitación en 
esta operación se efectúa por medio mecánicos superficiales o sopladores sumergidos, los cuales 
tiene como función producir mezcla completa y agregar oxígeno al medio para que el proceso se 
desarrolle. (Blog Wordpress, 2008) 
3.2.2.6 DAF. 
La flotación por aire disuelto es un proceso de clarificación del agua el cual tiene como 
objetivo la separación de sólidos, grasas y aceites. Unas de las ventajas de los DAF se encuentran 
en el espesamiento de los lodos de los efluentes y tiene la capacidad de tratar un amplio intervalo 
34 
 
de solidos suspendidos en el agua con una alta tasa de remoción. El principio de funcionamiento 
de esta unidad consiste en la producción de una corriente de finas micro burbujas las cuales se 
adhieren a los sólidos y se elevan hacia la superficie desde son removidos por medio un 
mecanismo raspador de tipo superficial. (RWL Water LLC, 2017) 
Esta operación es utilizada como pretratamiento para cumplir con los valores admisibles 
especificados en la reglamentación Colombiana para aceites, grasa y solidos suspendidos para 
los municipios. (RWL Water LLC, 2017) 
El DAF tiene como características destacas la reducción de hasta un 97 % de sólidos 
suspendido totales, eliminación de hasta un 85% de la demanda química de oxígeno y posee 
bajos costos de operación y mantenimiento. (RWL Water LLC, 2017) 
3.3 Marco conceptual 
3.3.1 Zona de estudio. 
3.3.1.1 Localización. 
La vereda Pipiral está ubicada en el municipio de Villavicencio el cual pertenece al 
departamento del Meta, se encuentra en el Km 12 vía Villavicencio – Bogotá, en la siguiente 
imagen se observa su ubicación en Google Earth. 
 
 
 
 
35 
 
Ilustración 3.Ubicación Vereda Pipiral 
Fuente. Google Earth 
3.3.1.2 Climatología. 
La climatología de la vereda Pipiral se estableció a partir de la estación meteorológica 
Susumuco de tipo pluviográfica, la cual era la más cercana al lugar de estudio. Mostrando un 
comportamiento monomodal, en el cual los periodos con mayor lluvia son en los meses de abril, 
mayo, junio, julio, agosto y septiembre. Los meses más secos son enero y febrero. A 
continuación, se refleja en el histogramalo anteriormente mencionado. Por otro lado, la 
temperatura de la vereda fluctúa entre los 22 °C y los 24 °C. (Instituto de Hidrología, 
Meteorología y Estudios Ambientales, 2014) 
 
 
 
 
36 
 
Gráfica 1.Histograma de precipitación. 
 
Fuente. Elaboración propia. 
3.3.1.3 Hidrología. 
En la vereda se destaca la presencia del rio Guayuriba, los contribuyentes principales de 
este son las quebradas Quebradita, Yarumal y San Miguel, el caño la Esperanza perteneciente del 
municipio de Acacias, la quebrada Susumuco, Negra y Caño del municipio de Villavicencio. De 
la quebrada Yarumal es donde se abastece el agua de consumo humano para la vereda en la 
Ilustración 6 se observa la ubicación de la bocatoma, ya que la vereda es en sentido lineal la red 
de distribución es en un solo sentido, en la misma imagen se observa los dos puntos más alejados 
de la red. 
3.3.1.4 Componente biótico. 
En la zona veredal se observan bosques secundarios en las cuales se presentan tres 
estratos los cuales son: el bajo con alturas promedio que oscilan entre los 6 m, el medio con 
promedio de 11 m y el superior con un promedio de 16 m. 
Las especies que predominan tanto en el dosel como en el sotobosque son carne vaca 
(Virola sebifera , V.elongata), guaque (Clusia grandiflora), guamo (Inga thibaudiana), cajeto 
(Citharexylum subflavescens), cambulo (Erithrinapeoppigiana) ,jobo 
37 
 
(Spodiasmombin) ,chirimoya (Aberemoaquitarensis) ,tuno (Miconiacf.mattahael) , yarumo 
(Cevropaengleriana) , lenguavaca (Monotagmalaxum) .En el sotobosque predominan las familias 
Fabace, Morácea,Arecaceae y Melastomatceae , las cuales se destacan por su baja 
densidad ,media presencia de lianas y epífetas. En algunos sectores se aprecia pastos de tipo 
Brachiera y en una menor proporción pastos de tipo imperial debido a la actividad ganadera. 
(Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio, 2011) 
En cuanto a las especies faunísticas presentes en la región sobresale la presencia de 
anfibios, en la zona de piedemonte registra la presencia de sapos, la rana platanera y la ranita, 
réptiles como la boa constructora, cazadora, cuatro narices y así mismo gran variedad de 
moluscos e insectos. (Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio, 2011) 
También hay presencia de aves, dentro de las cuales predominan los atrapamoscas, 
arrendajos, azulejos, gallineta, jiriguelo, perdices, toches y torcazas, entre otros. Con respecto a 
los mamíferos la mayoría corresponden a los murciélagos, primates, ardillas, chucha, ratones, 
runchos, tinajos y zorrillos. (Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio, 2011) 
3.3.1.5 Características y usos del suelo. 
Los suelos de la vereda están distribuidos entre los 800 y los 1800 msnm, el horizonte 
superficial posee una textura de gravilla, color pardo a pardo rojizo. La siguiente capa también 
posee gran cantidad de gravilla y fragmentos rocosos de mayor tamaño, la fertilidad de estos 
suelos es baja, con poca reacción y alta saturación de base. Además los suelos se desarrollaron a 
partir de sedimentos mixtos aluviales, con presencia de piedra en la superficie, posee un buen 
drenaje natural, pertenecen a la zona agroecológica VIII según el sistema de calificación de la 
USDA, estas tierras tienen limitaciones severas por topografía, suelos y labores agrícolas. (Junta 
de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio, 2011) 
38 
 
Los usos del suelo solo están definidos en su mayoría por tipo residencial, el otro tipo de 
vivienda que predomina es mixto el cual hace referencia a que en el mismo inmueble es vivienda 
y comercio como restaurantes, hotelería y tiendas, y en muy poca proporción de tipo comercial. 
Como se evidencia en la Gráfica 1. La cual se obtuvo del resultado de la encuesta hecha en 
campo Anexo 1. 
Gráfica 1.Tipo de vivienda. 
 
Fuente. Elaboración propia. 
4 METODOLOGÍA Y RESULTADOS 
4.1 Situacion actual sistema de acueducto y alcantarillado vereda pipiral 
4.1.1.1 Estado actual de acueducto y alcantarillado. 
Actualmente el 94% de la población cuenta con el sistema de acueducto, y el 6% no 
cuentan con este servicio debido en sus viviendas cuentan con su propio sistema de 
abastecimiento de agua estos valores son evidenciados en la Gráfica 2, extraída de los resultados 
de la encueta Anexo1., el acueducto realiza su captación de agua por medio de una bocatoma 
lateral de 3 m de largo por 0.5 m de ancho para después salir a una la tubería de conducción de 2” 
74% 
2% 
24% 
residencial
comercial
mixto
39 
 
de diámetro que llega a un tanque donde se encuentra un desarenador tipo flauta el cual ayuda a 
retirar las arenas, de allí el agua sale por la tubería de aducción (tubería para la entrega de agua a 
los usuarios), la cual tiene un diámetros de 1 ½”, la vereda cuenta con un tanque de 
almacenamiento de agua pero actualmente no se hace uso de este. El conteo de agua se realiza a 
partir de la cantidad de derechos que posee la vivienda ya sea comercial o residencial. 
Gráfica 2. Población que tiene servicio de acueducto 
 
Fuente. Elaboración propia 
En cuanto al alcantarillado, el 91% de la población cuenta con el sistema y el otro 9% no 
lo posee como lo indica la gráfica 3 basada en la encuesta realizada a la población de la vereda, 
esta se encuentra en el Anexo 1. Las tuberías de alcantarillado realizan sus vertimientos al rio 
Negro los cuales tienen 4 puntos, los cuales se evidencian en la Ilustración 7. 
Con base a la encuesta realizada también se determinó que el 97 % de la población es 
estrato 1 lo cual nos indica que tienen las mismas costumbres de consumo y uso del agua, esto se 
evidencia en la Gráfica 4. 
 
 
94% 
6% 
con acueducto
sin acueducto
40 
 
Grafica 3.Población que posee servicio de alcantarillado. 
 
Fuente. Elaboración propia 
Grafica 4.Distribución poblacional por estrato. 
 
 Fuente. Elaboración propia. 
91% 
9% 
si
no
estrato 1 
97% 
estrato 2 
1% 
estrato 3 
2% 
estrato 1 estrato 2 estrato 3
41 
 
4.2 Caracterizacion de la población 
Para realizar la contextualización de la población existente al momento de la ejecución del 
proyecto se realizó una encuesta en conjunto con la Junta de Acción Comunal, la cual se 
encuentra en el Anexo1. 
4.2.1 Población existente. 
El total de la población de la vereda Pipiral es de 756 habitantes, de ellos 253 son niños 
(34%), 273 mujeres (30%) y 230 hombres (36%), con una población flotante del1,02%, este 
valor es bajo debido a que la vereda no tiene un crecimiento poblacional alto ya que no hay 
territorio suficiente para una expansión mayor. Por otro lado, la población juvenil tiende a 
emigrar a ciudades más grandes con instalaciones de educación superior ya que la vereda no 
cuenta con universidades ni colegios a gran escala. (Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de 
Villavicencio, 2011) .Como se muestra en la siguiente gráfica. 
Gráfica 5.Distribución poblacional por sexo. 
 
Fuente. Elaboración propia. 
36% 
30% 
34% 
hombre mujer niño
42 
 
4.2.1 Nivel de complejidad. 
En todo proyecto se debe establecer el nivel de complejidad que está definido en el RAS 
título A, el cual define el nivel de complejidad por el número de habitantes y su capacidad 
económica. (Ministerio de Desarrollo economico, 2000) 
Ilustración 4.Asignación del nivel de complejidad. 
 
Fuente. RAS 2000 
La vereda Pipiral por la cantidad de habitantes que tiene, la cual es menor a 2500 
habitantes y ellos poseen en su mayoría una capacidad económica baja, tiene un NIVEL DE 
COMPLEJIDAD BAJO. 
4.2.2 Población futura. 
Para realizar el cálculo de la población futura se mira el nivel de complejidad, que en este 
caso es bajo. Para poblaciones de rango bajo el método a emplear lo establece el RAS 2000. 
Ilustración 5. Métodos de cálculo permitidos según el nivel de complejidad del sistema. 
 
Fuente. RAS 2000 
43 
 
 Pipiral es una veredaen la cual se tiene una información escasa, en la búsqueda de 
información se encontró solo una cuantificación de la población, fue en el trabajo realizado por 
la Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio en el año 2011 para el tramite de la 
concesión a la quebrda Yarumal, en este año la comunidad contaba con 624 habitantes. El 
segundo censo fue efectuado en este proyecto con el Anexo 1 y en su analisis se obtuvo que en 
el año 2016 el numero de habitantes era de 756 habitantes. 
Tabla 2 Censos vereda Pipiral 
CENSOS 
AÑO TOTAL 
TOTAL HOMBRE MUJER 
2011 624 - - 
2016 756 348 408 
Fuente. (Junta de Acción Comunal Vereda Piripal de Villavicencio, 2011), Anexo 1 
Tabla 3.Cálculo población futura. 
AÑO 
 
GEOMETRICO 
ARITMETICO EXPONENCIAL 
POBLACION 
TOTAL 
2017 786 782 786 785 
2018 816 809 816 814 
2019 848 835 848 844 
2020 881 862 881 875 
2021 916 888 916 907 
2022 952 914 952 939 
2023 989 941 989 973 
2024 1.028 967 1.028 1.008 
2025 1.068 994 1.068 1.043 
2026 1.110 1.020 1.110 1.080 
2027 1.153 1.046 1.153 1.118 
2028 1.198 1.073 1.198 1.156 
2029 1.245 1.099 1.245 1.196 
2030 1.294 1.126 1.294 1.238 
2031 1.344 1.152 1.344 1.280 
2032 1.397 1.178 1.397 1.324 
2033 1.452 1.205 1.452 1.369 
44 
 
AÑO 
 
GEOMETRICO 
ARITMETICO EXPONENCIAL 
POBLACION 
TOTAL 
2034 1.508 1.231 1.508 1.416 
2035 1.567 1.258 1.567 1.464 
2036 1.629 1.284 1.629 1.514 
2037 1.693 1.310 1.693 1.565 
2038 1.759 1.337 1.759 1.618 
2039 1.828 1.363 1.828 1.673 
2040 1.899 1.390 1.899 1.729 
2041 1.973 1.416 1.973 1.788 
Fuente. Elaboración propia. 
La proyección de la población futura según la resolución 2320 de 2009 para complejidad 
baja debe realizarse a 25 años, por programación de las inversiones y por los proyectos que se 
están ejecutando en la región como la ampliación de la doble calzada puede que la tasa de 
crecimiento sea mayor a la calculada en este proyecto se ve conveniente este tiempo. Por otro 
lado, como se observa en la Tabla 3, el método exponencial y método geométrico poseen la 
misma población, esto se debe a que solo se tienen dos censos ocasionando que no se evidencie 
un cambio en la población de los dos métodos por falta de datos. 
4.3 Caracterización hídrica 
4.3.1 Muestreo 
Los muestreos fueron realizados los días 11, 12, 13 y 14 de noviembre de 2016, se 
realizaron muestreos puntuales en dos puntos de agua potable en la red de distribución, se 
escogió los dos puntos más alejados del punto de llegada; el muestreo en la bocatoma fue de tipo 
compuesto al igual que en los cuatro puntos de vertimientos que tiene la vereda, los formatos de 
campo y las cadenas de custodia se encuentran en el Anexo 2.Las muestras 1 a 4 en campo 
corresponden al agua residual y las muestras 5 a 7 corresponden a agua para consumo humano, 
45 
 
los análisis que se realizan fuera de campo, se ejecutaron en el CTAS (Centro tecnológico 
ambiental y sostenible) los días 15, 16 y 17 de noviembre de 2016,el resultado de estos análisis 
se ve reflejado en el Anexo 3 tanto para agua potable como para agua residual doméstica. 
4.3.1.1 Puntos de muestreo de agua potable. 
Los puntos de muestreo que se realizaron para agua potable fueron tres. En la Ilustración 
6 se evidencia los puntos de muestreo para agua potable. 
Tabla 4.Coordenas de los puntos de muestreo para agua potable. 
Punto de 
muestra 
Descripción Coordenadas Altitud 
 
Muestra 5 
La muestra se toma 
directamente de la llave de 
la casa de la señora Lilia 
Chingate. 
04° 12’ 16.488”N 
73° 43’ 50.195”E 
 
 
846 m 
Muestra 6 Bocatoma 
 
4° 11’ 50.424”N 
73° 43’ 8.789”E 
956 m 
 
Muestra 7 
La muestra se toma 
directamente de la llave de 
la casa del señor parra. 
 
4° 11’ 50.338” N 
73° 43’ 8.579”E 
 
890 m 
Fuente. Elaboración propia. 
 
 
 
46 
 
 
Ilustración 6.Puntos de muestro agua potable. 
 
Fuente. Google Earth 
4.3.1.2 Resultados parámetros agua potable 
A continuación, se evidencian los resultados obtenidos en el CTAS, los cuales fueron 
comparados con la resolución 2115 de 2007 para evidenciar si los parámetros tenían un valor 
admisible o no, con respecto a la norma. Los parámetros que se analizaron son los que la 
legislación les otorga un puntaje para garantizar la calidad de agua para consumo humano debido 
al cálculo del IRCA (Índice de riesgo de calidad de agua), se puede calificar las condiciones en 
las que se encuentra el agua. 
A partir de los resultados obtenidos y evidenciados en la tabla 5, se observa que el agua 
de abastecimiento para consumo humano no se encuentra apta ya que los parámetros que no 
cumplen con la normatividad colombiana son la turbiedad, nitritos, cloro libre residual y 
47 
 
coliformes totales y debido a que en el cuerpo de agua cruda la población en su mayoría fincas 
cercanas realicen vertimientos o por escorrentía las deposiciones fecales llegan a la quebrada ,por 
tal motivo haya presencia de coliformes y de nitritos; el parámetro de la turbiedad es alto debido 
a arrastre de arenas , piedras y plantas que hacen parte del cuerpo de agua y el parámetro de color 
libre residual es bajo con respecto a la resolución debido a que el agua no posee un tratamiento 
desinfección .También teniendo en cuenta el puntaje de riesgo de calidad de agua ,el cual se 
indica en la tabla 8 está en el 51.08 % dando un resultado de un nivel de riesgo alto, se puede 
concluir lo anteriormente mencionado .Por lo cual se debe plantear un tratamiento de agua 
potable en donde en cada una de las alternativas que se vaya a plantear tenga la capacidad y 
eficiencia para remover la carga que ocasiona el no cumplimiento de los parámetros 
anteriormente descritos. 
Tabla 5.Resultados parámetros de agua. 
RESULTADOS PARAMETROS RESOLUCION 2115 
PARAMET
ROS 
UNIDA
DES 
METODO 
ANÁLITICO 
VALOR 
ADMISI
BLE 
Punto 1 Punto 2 Punto 3 
casa Sr 
Lilia C. 
Cum
ple 
RES. 
2115 
Bocat
oma 
Cum
ple 
RES. 
2115 
Casa finca Sr 
Parra 
Cumple 
RES. 
2115 
Ph 
 
Electrométrico 
S.M 4500-H+B 6,5 - 9,0 7,01 SI 6,13 NO 7,12 SI 
Conductivid
ad (µS/cm) 
Electrométrico 
S.M 2510B 1000 25,9 SI 20,06 SI 18,51 SI 
OD (mg)L) Oxidimetro 
 
8,08 
 
6,49 
 
7,99 
 
Turbiedad (NTU) 
Nefelométrico 
S.M 2130B 2 4,78 NO 3,13 NO 5,45 NO 
Color 
Aparente (UPC) 
Colorimetría 
S.M. 2120 B 
15 0 
 
0 
 
0,00 
 
Olor y Sabor 
 
Aceptable 
o no 
aceptable Aceptable SI 
Acepta
ble SI Aceptable SI 
Cloro 
residual libre 
(mg/L 
F) 
Fotómetro 
método 8021 
HACH 
0,3-2,0 0,01 NO 0 NO 0,00 NO 
Alcalinidad 
total 
(mg/L 
CaCO3) 
Volumétrico S.M 
2320 B 
200 0 SI 0 SI 0,00 SI 
48 
 
RESULTADOS PARAMETROS RESOLUCION 2115 
PARAMET
ROS 
UNIDA
DES 
METODO 
ANÁLITICO 
VALOR 
ADMISI
BLE 
Punto 1 Punto 2 Punto 3 
casa Sr 
Lilia C. 
Cum
ple 
RES. 
2115 
Bocat
oma 
Cum
ple 
RES. 
2115 
Casa finca Sr 
Parra 
Cumple 
RES. 
2115 
Calcio 
(mg/L 
Ca) 
60 6,9 SI 7,1 SI 7,00 SI 
Magnesio 
(mg/L 
Mg) 
36 2,14 SI 2,16 SI 2,16 SI 
Zinc 
(mg/L 
Zn) 
Nanocolor test 0-
95. 
3 2 SI 1,9 SI 0,80 SI 
Dureza total 
(mg/L 
CaCO3) 
Complexométric
o con EDTA. 
S.M. 2340 C. 
300 27 SI 16 SI 12,50 SI 
Sulfatos 
(mg/L 
SO4) 
Fotómetro 
método 8061 
HACH 
250 8 SI 8 SI 8,00 SI 
Hierro total 
(mg/L 
Fe) 
Fotómetro 
método 8008 
HACH 
0,3 0,21 SI 0,08 SI 0,09 SI 
Cloruros 
(mg/L 
Cl) 
Nanocolor test 0-
21. 
250 <0,1 SI <0,1 SI <0,1 SI 
Nitratos 
(mg/L 
N-NO3) 
Fotómetro 
método 8039 
HACH 
10 8 SI 7 SI 4,00 SI 
Nitritos 
(mg/L 
NO2) 
Fotómetro 
método 8153 
HACH 
0,1 0,38 SI 0,32 NO 0,40 NO 
Aluminio 
(mg/L 
Al) 
Fotómetro 
método 8012 
HACH 
0,2 0,006 SI 0 SI 0,00 SI 
Floruros 
(mg/L 
F) 
Nanocolor test 0-
40. 
1 0,1 SI 0,1 SI 0,10 SI 
COT (mg/L 
C) 
(mg/L 
COT) 
Fotómetro 
Método 10128 
HACH 
5 4,2 SI 2,2 SI 4,30 SI 
Coliformes 
totales 
UFC/10
0 CM3 
Placas de 
Petrifilm 
0 183NO 100 NO 220,00 NO 
E.Coli 
UFC/10
0 CM3 
Placas de 
Petrifilm 
0 0 SI 0 SI 0,00 SI 
Fuente. Elaboración propia 
4.3.1.3 Puntos de muestreo de agua residual 
Los puntos de muestreo se ejecutaron para agua residual domestica fueron cuatro, los 
cuales son los vertimientos del alcantarillado. En la Ilustración 7, se muestra la ubicación de los 
puntos de muestreo. 
49 
 
Tabla 6.Coordenas puntos de muestreo para agua residual. 
Punto de muestra Descripción Coordenadas Altitud 
Muestra 1 
- 
4° 11’ 53.55” N 
73° 43’ 12.82”E 
833 m 
Muestra 2 
- 
4° 11’ 53.344”N 
73° 43’ 13”E 
 
889 m 
Muestra 3 Para obtener la muestra se 
debe ingresar por la vivienda 
del señor Alfredo Velázquez. 
 
4° 11’ 53.268” N 
73° 43’ 13.152”E 
 
745 m 
Muestra 4 Para adquirir la muestra se 
ingresa por la vivienda del 
señor Armando Villamarin. 
 
4° 11’ 50.424” N 
73°43’ 8.579” E 
 
896 m 
Fuente. Elaboración propia. 
Ilustración 7.Puntos de muestreo agua residual. 
 
Fuente. Elaboración propia. 
50 
 
4.3.1.4 Resultados parámetros agua residual 
En la siguiente tabla se muestran los resultados de los parámetros evaluados, con los cuales 
se realizó una comparación con la resolución 0631 de 2015, para especificar qué resultados de 
los parámetros obtenidos sobrepasan los valores límites permisibles que especifica la norma para 
los vertimientos que se ejecutan a cuerpos de agua superficiales. 
Con base en los resultados obtenidos en el laboratorio y evidenciados en la tabla 7, se 
observa que a pesar de que el agua es de tipo de residual domestica no posee un alto contenido 
de carga contaminante y esto puede estar asociado al alto consumo de agua potable que se realiza 
ocasionando una dilución de contaminantes presentes en el agua ya que con base en los valores 
admisibles los contaminantes no tiene un valor elevado en sus concentraciones. En cuanto al 
parámetro de grasas y aceites en el punto 2 el caudal de vertimiento es mayor con respecto a los 
otros puntos ya que este posee un caudal de 3.82 L/s como se evidencia en el anexo 3, por tal 
motivo la concentración de grasas es mayor 55.4 mg/L con respecto a los otros puntos debido a 
que en ese punto de vertimiento comprende dos restaurantes en ese punto del vertimiento. En 
cuanto a los parámetros de DBO y de DQO se evidencia la relación entre concentraciones ya que 
la DBO degrada biológicamente la materia orgánica y la DQO representan los necesarios para la 
degradación química de la materia orgánica, pero el valor de DQO siempre será superior al de la 
DBO debido a que muchas sustancias orgánicas pueden oxidarse químicamente pero no 
biológicamente. En el caso de la DBO en los puntos2, 3y 4 no cumple con la normatividad ya 
que sobrepasa en valor límite permisible indicando que hay una cantidad mayor de oxigeno que 
los microrganismos consumen para degradar las sustancias orgánicas presentes en el agua .En 
cambio en la DQO solo el punto 4 no cumple con la normatividad indicando que hay una 
cantidad de oxigeno mayor a la necesaria para oxidar químicamente la materia orgánica en 
51 
 
dióxido de carbono y agua. Si estos valores tanto de la DQO como de la DBO no se encuentran 
en valor permisible estaría ocasionando al cuerpo receptor un cambio en el ciclo ecosistémico. 
Tabla 7.Resultados parámetros con comparación con la resolución 0631. 
RESULTADOS PARAMETROS RESOLUCION 0631 
Parámetros 
Unidade
s 
Método 
analítico 
Valor 
admisibl
e 
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 
Casa 
teja 2 
Cu
mpl
e 
RES
. 
063
1 
Cas
a 
teja 
1 
Cu
mpl
e 
RES
. 
063
1 
 Cas
a sr 
Alfr
edo 
Cum
ple 
RES. 
0631 
Casa 
Sr 
Arman
do 
Cum
ple 
RES. 
0631 
pH 
Electromét
rico S.M 
4500-
H+B 6,0-9,0 7,8 SI 7,92 SI 7,65 SI 8,54 SI 
SST (mg/L) 
 Cono 
imhoff 90 69 SI 68 SI 20,4 SI 26,25 SI 
SSD sólidos 
sedimentabl
es (ml/L) 
Electromét
rico S.M 
4500-H+B 5 5,6 NO 3,8 SI 1,76 SI 0,72 SI 
DQO 
 (mg/L 
O2) 
 Fotómetro 
método 
8000 
HACH 
180 40 SI 140 SI 140 SI 334 
NO 
DBO5 
 (mg/L 
O2) 
 90 32 SI 112 NO 112 NO 267,2 
 NO 
Grasas y 
Aceites 
(mg/L) 
 Extracció
n de 
solventes 
20 12,2 SI 55,4 NO 17,4 SI 1,8 
SI 
Detergentes 
Anionicos 
(mg/L) 
 Determina
ción 
fotometría 
con azul 
de 
metileno 
análisis y 
reporte 
>5,0 - 1,2 - 0,1 - 0,7 
- 
Detergentes 
Catiónicos 
(mg/L) 
Determina
ción 
fotometría 
con azul 
de 
bromofeno
l. 
análisis y 
reporte 
<0,2 - <0,2 - <0,2 - <0,2 
- 
Ortofosfatos 
(mg/L 
(PO4)3 
Fotómetro 
método 
8048 
análisis y 
reporte 
1,46 - 0,4 - 1,06 - 2,45 
- 
52 
 
RESULTADOS PARAMETROS RESOLUCION 0631 
Parámetros 
Unidade
s 
Método 
analítico 
Valor 
admisibl
e 
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 
Casa 
teja 2 
Cu
mpl
e 
RES
. 
063
1 
Cas
a 
teja 
1 
Cu
mpl
e 
RES
. 
063
1 
 Cas
a sr 
Alfr
edo 
Cum
ple 
RES. 
0631 
Casa 
Sr 
Arman
do 
Cum
ple 
RES. 
0631 
HACH 
Nitratos 
(mg/L N-
NO3) 
Fotómetro 
método 
8039 
HACH 
análisis y 
reporte 
44 - 32 - 25 - 62 - 
Nitrógeno 
total 
(mg/L) 
Fotómetro 
método 
8155 
HACH 
análisis y 
reporte 
18 - 
 
25 
- 
 
12 
- 
18 
- 
Fuente. Elaboración propia. 
4.3.2 IRCA 
Se determinó el nivel de índice de riesgo de calidad de agua, con los parámetros 
anteriormente evidenciados en la Tabla 7, los cuales el IRCA les asigna un puntaje para realizar 
el cálculo y así establecer en qué condiciones el agua se encuentra ya se sin riesgo, bajo, medio, 
alto o inviable sanitariamente y posterior a esto tomar medidas de tratamiento. 
Tabla 8.Puntaje de índice de riesgo de calidad de agua. 
IRCA 
PARAMETROS Unidades 
Punto 1 
Rango 
admisible 
Puntaje de 
riesgo 
Puntajes asignados 
Res. 2115 Bocatoma 
pH pH 6,13 6,5 - 9,0 1,5 1,5 
Turbiedad (NTU) 3,13 2 15 15 
Color Aparente (UPC) 0 15 6 0 
Cloro residual 
libre 
mg/L 0 0,3-2,0 15 15 
Alcalinidad total mg/L 0 200 1 0 
Calcio mg/L 7,1 60 1 0 
Magnesio mg/L 2,16 36 1 0 
53 
 
IRCA 
PARAMETROS Unidades 
Punto 1 
Rango 
admisible 
Puntaje de 
riesgo 
Puntajes asignados 
Res. 2115 Bocatoma 
Zinc mg/L 1,9 3 1 0 
Dureza total (ml) mg/L 16 300 1 0 
Sulfatos mg/L 8 250 1 0 
Hierro total mg/L 0,08 0,3 1,5 0 
Cloruros mg/L <0,1 250 1 0 
Nitratos 
(mg/L N-
NO3) 
7 10 1 0 
Nitritos (mg/L NO2) 0,32 0,1 3 3 
Aluninio mg/L 0 0,2 3 0 
Floruros mg/L 0,1 1 1 0 
COT (mg/L C) 2,2 5 3 0 
Coliformes totales 
UFC/100 
CM3 
100 0 15 15 
E.Coli 
UFC/100 
CM3 
0 0 25 0 
Total puntuación 97 49,5 
Fuente. Elaboración propia. 
Para determinar el porcentaje de índice de riesgo de calidad de agua se utiliza la siguiente 
ecuación: 
Ecuación 1.IRCA por muestra. 
 
 
Fuente. Resolución 2115 de 2007. 
 
𝐼𝑅𝐶𝐴 % =
∑ 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑛𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑝𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠
∑ 𝑃𝑢𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑎𝑠 𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠
𝑥100 
 
𝐼𝑅𝐶𝐴 % =
49,5
97
 𝑋100 = 51,03 
Nivel de riesgo alto. 
54 
 
 
Según la clasificación que especifica el IRCA, el nivel de riesgo que presenta el agua cruda en la 
vereda Pipiral, es alto, es decir, no es apta para consumo humano. A continuación, se evidencia 
la categorización del riesgo. 
Tabla 9.Clasificación del nivel de riesgo en salud según el IRCA por muestra. 
 
Fuente. Resolución 2115 de 2007. 
4.3.3 Coeficiente de retorno. 
El caudal que está siendo entregado a la comunidad junto con el caudal que está siendo 
vertido al río Negro, que fue monitoreado en el mes de noviembre de 2016, se encuentra en el 
Anexo 3. 
 Caudal de agua de consumo humano: 8.2 L/s monitoreo noviembre 2016 
 Caudal agua servida: 7.41 L/s monitoreo noviembre 2016 
Ecuación 2.Coeficiente de retorno. 
 𝐶𝑅 = 
𝑄𝑜𝑢𝑡 ∗ 100
𝑄𝑖𝑛
 
Fuente. RAS 2000 
55 
 
𝐶𝑅 = 
7.4 ∗ 100
8,2𝐶𝑅 = 0.90 
La diferencia entre el caudal aforado en la bocatoma y el caudal aforado en los 
vertimientos, es de 0,9L/s, este puede darse por infiltración desde la red sanitaria, perdidas en la 
red de abastecimiento y por hábitos de consumo, en cuanto a una fracción del agua suministrada 
a los usuarios es utilizada para bebida, elaboración de alimentos y riego de zonas verdes, de tal 
forma que el agua vertida al sistema de alcantarillado debe ser menor al agua del sistema de 
abastecimiento .De acuerdo con la Resolución 1096 de 2000 este coeficiente varia entre 0.70 y 
0.85. 
4.4 Dimensionamiento de unidades 
En este capítulo se muestran los cálculos que ayudaron para el dimensionamiento de cada 
unidad de tratamiento tanto para agua potable como para agua residual. En el Anexo 8 se 
evidencia la base de cálculo de las alternativas, proyección de población y balance de cargas. 
4.4.1 Calculo de la dotación. 
La dotación máxima y la dotación minina se establecen de acuerdo al nivel de 
complejidad, lo establece el RAS 2000, al igual que los porcentajes admisibles para pérdidas 
técnicas. 
 
 
 
56 
 
Ilustración 8.Dotación neta según en Nivel de complejidad del Sistema 
 
Fuente. Resolución 2320 de 2009 
Ilustración 9. Variación a la dotación neta según el clima y el nivel de complejidad del sistema 
 
Fuente. RAS 2000 
𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎 + 10% 
𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 = 99 
𝑙
ℎ𝑎𝑏 − 𝑑
 
 Dotación bruta 
Para el cálculo de la dotación bruta es necesario tener en cuenta el porcentaje de pérdidas 
técnicas admisibles según el nivel de complejidad, según la siguiente ilustración el porcentaje de 
pérdidas para nivel de complejidad bajo es del 40%, con este dato se lleva a cabo el cálculo de la 
dotación bruta. 
 
 
57 
 
Ilustración 10 .Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas. 
 
Fuente. RAS 2000 
Ecuación 3.Dotación Bruta. 
 
 
Fuente. RAS 2000 
𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
99
𝑙
ℎ𝑎𝑏−𝑑
1 − 40%
 
𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 165
𝑙
ℎ𝑎𝑏 − 𝑑
 
 Caudal medio diario 
 Ecuación 4.Caudal medio diario. 
 
 
Fuente. RAS 2000. 
𝑄𝑚𝑑 = 
1788ℎ𝑎𝑏 ∗ 165
𝑙
ℎ𝑎𝑏−𝑑
86400
𝑠
𝑑
 
𝑄𝑚𝑑 = 3,41
𝑙
𝑠
 
𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =
𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎
1 − %𝑝 
 
 
𝑄𝑚𝑑 = 
𝑝𝑓 ∗ 𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400 
 
 
58 
 
 Caudal máximo diario 
Ecuación 5.Caudal máximo diario. 
 
 
Fuente. Elaboración propia. 
 
Ilustración 11.Coeficiente de consumo máximo diario k1, según el nivel de complejidad del 
sistema 
 
Fuente. RAS 2000 
𝑄𝑀𝐷 = 3,41
𝑙
𝑠
∗ 1,30 
 
 
 Caudal máximo horario 
Ecuación 6.Caudal máximo horario. 
 
 
Fuente. RAS 2000. 
 
𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝑘1 
 
𝑄𝑀𝐷 = 4,44
𝑙
𝑠
 
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝑘2 
 
59 
 
Ilustración 12. Coeficiente de consumo maximo horario k2, segun el nivel de complejidad del 
sistema y el tipo de red de distribucion 
 
Fuente. RAS 2000 
𝑄𝑀𝐻 = 4,43
𝑙
𝑠
∗ 1,60 
𝑄𝑀𝐻 = 7,10 
𝑙
𝑠
 
4.4.2 Calculo caudal de diseño. 
Para obtener el caudal con que se diseñan las alternativas se tuvo en cuenta el consumo de 
la población para prevenir problemas de abastecimiento ya que al hacer calculo con el 
procedimiento del RAS 200 el caudal es de 4,44 l/s, pero la comunidad tiene un uso excesivo del 
recurso por lo cual se hace necesario tener esto en cuenta al momento de la selección de caudal 
para el diseño de las plantas. 
Teniendo el caudal aforado en noviembre del 2016 que fue de 8,2 l/s para consumo 
humano se obtuvo el consumo por habitante que corresponde a 0,0108 l/s, con este caudal y 
junto con la proyección de habitantes se obtuvo los caudales para los próximos 25 años; teniendo 
en cuenta este último dato y que la comunidad debe comenzar una mejora hacia el uso adecuado 
del recurso se fijan metas de reducción de consumo partiendo del 5% para el 2017 esto 
llevándose a cabo a partir de campañas de concientización ambiental ,contadores de agua y 
reestructuración de las tarifas de consumo . 
60 
 
Para seleccionar el caudal de diseño de las alternativas para agua de consumo humano se 
toma el caudal más crítico con metas de reducción que es de 8.16 l/s. 
Tabla 10. Caudal de diseño PTAP 
CALCULO DE CAUDALES AGUA PARA CONSUMO VDA. PIPIRAL 
Dotación (l/hab-d) 
según RAS 2000 
165 Aforo Nov. 2016 (l/hab-
día) 
933.1 
AÑO POBLACIÓN DBRUTA CON 
PORCENTAJE DE 
REDUCCION (5%) 
Qmd (L/s) 
2016 756 933,1 8,16 
2017 785 886,4 8,05 
2018 814 842,1 7,93 
2019 844 800,0 7,81 
2020 875 760,0 7,70 
2021 907 722,0 7,58 
2022 939 685,9 7,45 
2023 973 651,6 7,34 
2024 1.008 619,0 7,22 
2025 1.043 588,1 7,10 
2026 1.080 558,7 6,98 
2027 1.118 530,7 6,87 
2028 1.156 504,2 6,75 
2029 1.196 479,0 6,63 
2030 1.238 455,0 6,52 
2031 1.280 432,3 6,40 
2032 1.324 410,7 6,29 
2033 1.369 390,1 6,18 
2034 1.416 370,6 6,07 
2035 1.464 352,1 5,97 
2036 1.514 334,5 5,86 
2037 1.565 317,8 5,76 
2038 1.618 301,9 5,65 
2039 1.673 286,8 5,55 
2040 1.729 272,5 5,45 
2041 1788 258,8 5,36 
Fuente. Elaboración propia. 
61 
 
4.4.3 Alternativas para agua potable. 
Las unidades que se formularon para el tratamiento de agua potable con base en los 
resultados de los parámetros evaluados, fueron determinadas para que dieran cumplimiento con 
la resolución 2115 de 2007, la vereda cuenta con un medidor de caudal que fue adquirido durante 
la ejecución del proyecto y por tal motivo no se cuenta al momento con ningún registro, esto es 
explicado completamente en el ítem 4.5.3., por esto no se diseña ninguna unidad medidora de 
caudal, las observaciones son valores tomados de Purificación del Agua de Jairo Alberto Romero. 
4.4.3.1 Dimensionamiento alternativo de agua potable 1. 
A continuación, se evidencian las operaciones unitarias que hacen parte de la alternativa 1 de 
la planta de tratamiento de agua potable con sus respectivas medidas. En primera instancia se 
encuentra un desarenador en la línea de conducción (actualmente en operación) el cual es de tipo 
flauta y tiene como función remover las arenas que posee el agua captada. Por consiguiente la 
primera unidad que se adicionara al sistema de potabilización es el tanque de almacenamiento el 
cual se localizara aguas abajo del desarenador y tendrá como función controlar el caudal y 
mantenerlo constante, posterior a esta unidad continua el sedimentador el cual tiene a cargo la 
remoción de sedimentos y partículas discretas , el tratamiento continua con cuatro filtros lentos 
de arena los cuales remueven las partículas que el sedimentador no removió y los 
microrganismos presentes en el agua; tanto el sedimentador como los filtros garantizan la 
eliminación de la turbiedad. Por último, se encuentra la unidad de desinfección la cual elimina 
los coliformes fecales presentes en el agua y microorganismos patógenos que afecten la salud del 
ser humano. 
 
 
62 
 
 Tanque de almacenamiento 
Se diseña el tanque de almacenamiento para poseer control del caudal antes de que entre a la 
unidad del sedimentador. A continuación, se presentan las medidas de este tanque. 
Tabla 11.Medidas del tanque de almacenamiento. 
PARÁMETROS INICIALES 
PARÁMETRO CONVENCIONES VALOR UNIDAD OBSERVACIONES 
Caudal de agua cruda 
Q 
8,2 L/s Caudal máximo 
Caudal de agua cruda 705,0 m
3
/d 
Caudal de agua cruda 29,4 m
3
/h 
Tiempo de retención tr 12,0 h 12-24 horas 
Volumen v 352,5 m
3
 
Profundidad h 5,0 m 
Borde libre Bl 0,3 m 
Nivel mínimo de operación 1,5 m 
Área A 70,5 m2 
Ancho a 8,4 m 
longitud l 8,4 m 
Fuente. Elaboración propia. 
 Sedimentador 
El sedimentador se diseña para remover los sedimentos y partículas más pequeñas, ya que 
estas aumentan la turbiedad un parámetro con el cual no se cumple en el momento, en la 
siguiente tabla se exponen las medidas correspondientes a esta unidad. Teniendo en cuenta que la 
planta se diseña con dos unidades de sedimentación para facilitar operaciones de lavado y 
mantenimiento, el caudal para cada