Estudio del potencial aprovechamiento de los lodos de la PTAP Pro

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería 
2022 
Estudio del potencial aprovechamiento de los lodos de la PTAP Estudio del potencial aprovechamiento de los lodos de la PTAP 
Progresar E.S.P. Progresar E.S.P. 
Yahaira Fernández Montes 
Universidad de La Salle, Bogotá, yfernandez40@unisalle.edu.co 
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ESTUDIO DEL POTENCIAL APROVECHAMIENTO DE LOS LODOS DE LA PTAP 
PROGRESAR E.S.P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
YAHAIRA FERNÁNDEZ MONTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2022 
ESTUDIO DEL POTENCIAL APROVECHAMIENTO DE LOS LODOS DE LA PTAP 
PROGRESAR E.S.P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
YAHAIRA FERNÁNDEZ MONTES 
 
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Ambiental y Sanitario. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIRECTOR 
ROSALINA GONZALEZ FORERO 
Ingeniera Química, MSc, PhD 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2022 
TABLA DE CONTENIDO 
GLOSARIO ....................................................................................................................... 1 
RESUMEN......................................................................................................................... 2 
ABSTRACT ....................................................................................................................... 3 
1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 4 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 6 
2.1 Descripción del problema ...................................................................................... 6 
3. OBJETIVOS ............................................................................................................ 7 
3.1 Objetivo general .................................................................................................... 8 
3.2 Objetivos específicos............................................................................................. 8 
4. MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 8 
4.1 Planta de tratamiento de agua potable ................................................................... 8 
4.2 Generación de lodos en una PTAP ...................................................................... 13 
4.3 Tratamiento de lodos ........................................................................................... 13 
4.4 Metodología para la selección de alternativas ..................................................... 21 
5. MARCO LEGAL .................................................................................................. 24 
6. ANTECEDENTES ................................................................................................ 25 
7. METODOLOGÍA Y MATERIALES ................................................................. 27 
8. RESULTADOS Y ANÁLISIS .............................................................................. 30 
8.1 Diagnóstico de la planta de tratamiento de agua potable .................................... 30 
8.2 Balance de materia .............................................................................................. 39 
8.3 Toxicidad del aluminio........................................................................................ 47 
8.4 Alternativas de aprovechamiento de lodos.......................................................... 49 
8.5 Análisis de alternativas para el aprovechamiento de lodos ................................. 61 
9. CONCLUSIONES................................................................................................. 76 
10. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 78 
11. BIBLIOGRAFÍA................................................................................................... 80 
12. ANEXOS ................................................................................................................ 92 
12.1 Matriz de selección de alternativas .................................................................. 93 
LISTA DE TABLAS 
 
 
Tabla 1. Tratamientos y métodos empleados en los lodos .......................................................... 14 
 
Tabla 2. Formato matriz de selección de alternativas .................................................................. 23 
 
Tabla 3. Normativa colombiana vigente ...................................................................................... 24 
 
Tabla 4. Datos requeridos para el balance de lodos ..................................................................... 40 
 
Tabla 5. Datos asumidos para el balance de lodos ....................................................................... 40 
 
Tabla 6. Datos requeridos para el balance de aluminio ............................................................... 43 
 
Tabla 7. Datos requeridos para el balance general del sistema .................................................... 44 
 
Tabla 8. Alternativas de aprovechamiento de lodos .................................................................... 45 
 
Tabla 9. Ponderación de cada indicador ...................................................................................... 61 
 
Tabla 10. Resultados de la matriz de análisis de alternativas ...................................................... 62 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1. Aireadores de bandeja .................................................................................................. 10 
Figura 2. Canaleta Parshall .......................................................................................................... 11 
Figura 3. Floculadores hidráulicos ............................................................................................... 11 
Figura 4. Sedimentador ................................................................................................................ 12 
Figura 5. Filtro ............................................................................................................................. 12 
Figura 6. Sistema de cloración ..................................................................................................... 13 
Figura 7. Diseño espesador por gravedad ....................................................................................15 
Figura 8. Diseño espesador por flotación .................................................................................... 16 
Figura 9. Filtro prensa .................................................................................................................. 19 
Figura 10. Filtro de banda ............................................................................................................ 19 
Figura 11. Delimitación de los criterios de selección .................................................................. 29 
Figura 12. PTAP PROGRESAR ESP .......................................................................................... 30 
Figura 13. Esquema de tratamiento de la planta PROGRESAR ESP ......................................... 31 
Figura 14. Bocatoma de la PTAP PROGRESAR ........................................................................ 31 
Figura 15. Foso de succión de la PTAP PROGRESAR .............................................................. 32 
Figura 16. Cascadas de aireación de la PTAP PROGRESAR ..................................................... 33 
Figura 17. Coagulación de la Planta 1 ......................................................................................... 34 
Figura 18. Floculación de la Planta 1 .......................................................................................... 34 
Figura 19. Sedimentación de la Planta 1 .......................................................................................35 
Figura 20. Filtración y almacenamiento de la Planta 1 ................................................................ 35 
Figura 21. Coagulación y floculación de la Planta 2 ................................................................... 36 
Figura 22. Sedimentación de la Planta 2 .......................................................................................36 
Figura 23. Filtración de la Planta 2 .............................................................................................. 36 
Figura 24. Piscinas de lodos de las plantas 1 y 2 ......................................................................... 37 
Figura 25. Esquema general del proceso ..................................................................................... 37 
Figura 26. Balance de lodos del proceso ..................................................................................... 38 
Figura 27. Balance de materia en el sedimentador ...................................................................... 39 
Figura 28. Balance de aluminio del proceso ................................................................................ 42 
1 
GLOSARIO 
 
• Acondicionador de suelo: Son sustancias o recursos naturales de extraordinaria 
importancia cuya acción fundamental consiste en el mejoramiento, de por lo menos, una 
característica, física, química o biológica del suelo (Blanco, 2006). 
• Biosólidos: Es el producto resultante de la estabilización de la parte orgánica de los lodos 
producidos en el tratamiento de aguas residuales municipales, con características físicas, 
químicas y microbiológicas que permiten su uso. No hacen parte de los biosólidos las 
escorias y cenizas producto de la oxidación o reducción térmica de lodos, así como los 
residuos que se retiran de los equipos e instalaciones de la fase preliminar del tratamiento 
de aguas residuales, ni los provenientes de dragados o de limpieza de sumideros (Decreto 
1287 de 2014). 
• Coagulación: “Es el proceso por el que los componentes de una suspensión o disolución 
estable son desestabilizados por superación de las fuerzas que mantienen su estabilidad” 
(Aguilar, 2017). 
• Digestión aeróbica: Consiste en la descomposición biológica bajo condiciones 
controladas de la materia orgánica que está presente en los lodos, y que además es 
transformada en bióxido de carbono y agua por los microorganismos en presencia de 
oxígeno (Julio, et al, 2016). 
• Digestión anaerobia: Consiste en la descomposición biológica bajo condiciones 
controladas de la materia orgánica que está presente en los lodos y que es transformada 
en gas metano y bióxido de carbono y agua por los microorganismos en ausencia de 
oxígeno (Julio, et al, 2016). 
• Estabilización de lodos: Es un proceso que comprende tanto los tratamientos destinados 
a controlar la degradación biológica como la atracción de vectores y la patogenicidad de 
los lodos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales de los municipios 
acondicionándolos para su uso o disposición final (Decreto 1287 de 2014). 
• Floculación: Son el proceso por el cual las partículas inestables se enredan entre sí para 
formar grandes partículas estables o aglomeradas (Aguilar, 2017). 
2 
• Lodos: Es la suspensión de un sólido en un líquido proveniente del tratamiento de aguas 
residuales municipales, son producto de las diferentes operaciones unitarias y de procesos 
realizados en las plantas de tratamiento de agua residual, existen dos tipos, los primarios 
y los secundarios. Los lodos primarios son lodos provenientes de la sedimentación 
primaria donde se remueven los sólidos sedimentables que se espesan fácilmente por 
gravedad y los lodos secundarios son los productos de la conversión a biomasa de los 
residuos solubles del efluente proveniente del tratamiento primario y partículas que 
escapan a este tratamiento (Rao & Baral, 2011). 
• Productor de biosólidos: Se trata de la persona prestadora del servicio público 
domiciliario de alcantarillado en el componente de tratamiento de aguas residuales 
municipales que se encarga de realizar procesos de estabilización de lodos generados en 
las plantas de tratamiento de aguas residuales (Decreto 1287 de 2014). 
• Restauración, mejoramiento o recuperación de suelos degradados: Consiste en la 
aplicación de medidas con el fin de corregir los procesos de degradación del suelo; iniciar 
o acelerar la recuperación de suelos degradados como resultado de actividades humanas o 
por causas naturales; o restablecer parcialmente los elementos estructurales, funciones o 
servicios ecosistémicos del suelo (Decreto 1287 de 2014). 
• Suelos degradados: Son procesos en los que la pérdida de material superficial, la pérdida 
de nutrientes o la pérdida de la estructura original debido a actividades humanas o 
fenómenos naturales afectan la capacidad de soporte de la vegetación o los cultivos 
originales. Son también suelos degradados aquellos en los que ha desaparecido la 
vegetación natural o implantada y ha aumentado la vulnerabilidad del suelo a los 
procesos de degradación (Munive, et al, 2018). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
RESUMEN 
Las plantas de tratamiento de agua potable contienen sistemas donde se generan una gran 
cantidad de lodos, como la coagulación, floculación, sedimentación y filtración, es importante 
tratar estos residuos para evitar consecuencias como la bioacumulación de metales. Se pudo 
determinar que la Planta de tratamiento de agua potable Progresar E.S.P. para tratar los lodos 
contiene unas piscinas de secado y posteriormente dispone los lodos en las parcelas aledañas a la 
planta sin ningún tratamiento, por lo que, en este proyecto de investigación, se realizó un análisis 
de alternativas para un posible tratamiento, teniendo en cuenta aspectos técnicos, ambientales, 
económicos, normativos, sociales y sostenibles, con lo anterior se determinó que las alternativas 
más adecuadas para las necesidades de la planta de tratamiento de agua potable son la 
inmovilización de aluminio con zeolitas y el compostaje. 
Palabras clave: Lodos, sedimentación, alternativas, tratamiento 
 
ABSTRACT 
Drinking water treatment plants contain systems where a large amount of sludge is 
generated, such as coagulation, flocculation, sedimentation, and filtration, it is important to treat 
this waste to avoid consequences such as bioaccumulation of metals. It was possible to determinethat the Progresar ESP drinking water treatment plant to treat the sludge contains drying pools 
and subsequently disposes of the sludge in the plots surrounding the plant without any treatment, 
so, in this research project, an analysis of alternatives for a possible treatment was carried out, 
taking into account technical aspects, environmental, economic, regulatory, social and 
sustainable, with the above it was determined that the most appropriate alternatives for the needs 
of the drinking water treatment plant are composting and artificial wetlands. 
 Keywords: Sludge, sedimentation, alternatives, treatment 
4 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
 
Las plantas de tratamiento de agua potable poseen una serie de sistemas y operaciones 
tanto de tipo físico como químico y biológico con la finalidad de reducir la contaminación 
presente en el agua. Actualmente, existen problemas causados por el inadecuado manejo, 
tratamiento y disposición final de los vertimientos generados por los diferentes sistemas unitarios 
de una planta de potabilización, entre los que se encuentran los lodos (Cabello & Rodríguez, 
2019). 
Cuando los lodos generados en las plantas de tratamiento de agua potable no son tratados, 
causan un alto impacto en la flora, fauna y potencialmente en los seres humanos, puesto que 
contienen una gran cantidad de compuestos inorgánicos que generan impactos negativos en las 
actividades fotosintéticas de las plantas por las grandes concentraciones de aluminio 
provenientes principalmente del proceso de coagulación (Garzón, 2019). 
Teniendo en cuenta que una adecuada gestión de lodos es fundamental para el correcto 
funcionamiento de una planta de potabilización y las problemáticas que generan estos residuos 
en el ambiente, por tanto la importancia de la realización de este proyecto en la PTAP 
PROGRESAR ESP, donde se realizará un estudio de las alternativas de tratamientos posibles 
para aprovechar los lodos, se seleccionará el más adecuado de acuerdo con la técnica de 
selección de alternativas y en base a los criterios de selección y los indicadores técnicos, 
económicos, ambientales, normativos, sociales, sostenibles. 
5 
El presente documento consta de capítulos que se describen a continuación: 
 
Capítulo I. Introducción, donde se describe la importancia de llevar a cabo una adecuada 
gestión de lodos para disminuir los impactos ambientales y el correcto funcionamiento de la 
planta. 
Capítulo II. Planteamiento del problema, se describe de manera concisa el problema que 
se va a abordar, el problema de este proyecto es la alta concentración de aluminio presente en los 
lodos que no se le hace el adecuado tratamiento. 
Capítulo III. Objetivos, se especifican los objetivos planteados donde se busca estudiar el 
potencial de aprovechamiento de los lodos generados en la PTAP Progresar. 
Capítulo V. Marco Teórico y Legal, se plantean las bases legislativas tanto nacionales 
como internacionales y el fundamento teórico del problema planteado, como lo son los sistemas 
unitarios de las plantas de tratamiento de agua potable, los tipos de tratamientos de lodos. 
Capítulo VI. Antecedentes, se presenta un resumen concreto de las investigaciones 
realizadas sobre el aprovechamiento de lodos de manera convencional, tecnologías innovadoras 
teniendo en cuenta la economía circular. 
Capítulo VII. Metodología, se desarrolla en tres fases: diagnóstica, donde se realiza el 
diagnóstico de la PTAP y el balance de materia, búsqueda de alternativas, donde se proponen 
cada una de las alternativas halladas y análisis de alternativas. 
Capítulo VIII. Resultados y Análisis, se presentan los resultados de la investigación sobre 
las alternativas y el resultado de la matriz de selección de alternativas. 
6 
Capítulo IX. Conclusiones y Recomendaciones, se presentan los hallazgos definitivos del 
proyecto. 
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
 
 
2.1 Descripción del problema 
 
En las plantas de tratamiento de agua potable, los lodos se producen en casi todos los 
procesos, en la floculación, sedimentación y filtración excepto en la coagulación. Las 
propiedades de los lodos generados en las plantas de tratamiento de agua potable varían debido a 
la calidad del agua afluente y son importantes y considerados residuo especial debido a que las 
sustancias presentes en el agua sin tratar son retenidas en los lodos, sustancias como partículas en 
suspensión, arenas, arcillas, coloides, materia orgánica y microrganismos, además de los 
químicos utilizados en el proceso de tratamiento del agua (Cheng, et al, 2012). 
El manejo que se le ha dado a los lodos efluentes de las plantas de tratamiento de agua 
potable incluye el almacenamiento en lagunas por periodos de tiempo indefinidos, incineración, 
espesamiento y deshidratación (O’ Kelly, 2010). En la mayoría de los casos, la disposición de 
lodos en lagunas o piscinas resulta ser la alternativa preferida debido a la simplicidad de la 
operación, los altos costos en tecnologías convencionales para su tratamiento y la falta de 
terrenos adyacentes para su disposición. 
Es importante señalar que, si bien en Colombia existen normas para el manejo y 
disposición de los lodos producidos en el tratamiento de agua potable, como lo es el decreto 
1287 de 2014, las autoridades ambientales no ejercen un control eficiente sobre el manejo y 
disposición de los lodos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Tal es el 
7 
caso de los lodos producidos en la planta de tratamiento de agua potable de la empresa 
POGRESAR ESP ubicada en Guasca, Cundinamarca, donde los lodos son dispuestos en piscinas 
de lodos que son posteriormente secados y el agua resultante del secado es vertida en el suelo de 
una parcela aledaña a la PTAP. 
En análisis anteriores realizados a la parcela aledaña a la PTAP PROGRESAR ESP, se 
identificó que uno de los metales hallados en mayor concentración es el aluminio, resultado de 
las altas cantidades de sulfato de aluminio tipo A que usa en el proceso de coagulación de la 
planta. Se debe tener en cuenta que las parcelas próximas a la PTAP son mayormente de uso 
agrícola y ganadero, por lo que estos altos contenidos de aluminio causan un problema de 
fitotoxicidad en las plantas cultivadas en estas parcelas, que tiene como consecuencia una 
inhibición en el desarrollo normal de las raíces, lo que disminuye el desarrollo de las plantas 
(Franco, et al, 2022). Por otra parte, la ganadería que se desarrolla en las parcelas aledañas a la 
disposición de los lodos se expone al ingerir las concentraciones de aluminio ubicadas en las 
plantas, por lo que aumentaría en la cadena trófica y la población humana podría verse expuesta 
al consumir este ganado (Amador, 2014). 
Teniendo en cuenta las altas concentraciones de contaminantes presentes en las piscinas 
de lodos y en las parcelas próximas a la planta de tratamiento de agua potable, la formulación del 
ESTUDIO DEL POTENCIAL APROVECHAMIENTO DE LOS LODOS DE LA PTAP 
PROGRESAR busca analizar las alternativas de aprovechamiento de los lodos usando la 
metodología de selección de alternativas. 
3. OBJETIVOS 
8 
3.1 Objetivo general 
 
Estudiar el potencial de aprovechamiento de los lodos generados en la PTAP 
PROGRESAR ESP. 
3.2 Objetivos específicos 
 
▪ Realizar un diagnóstico de la PTAP Progresar ESP para determinar la naturaleza 
de los lodos generados en la misma. 
▪ Identificar las alternativas de aprovechamiento de los lodos generados en la PTAP 
Progresar ESP. 
▪ Seleccionar la mejor alternativa de aprovechamiento para los lodos de la PTAP 
Progresar ESP usando la técnica de selección de alternativas. 
 
 
 
4. MARCO TEÓRICO 
 
 
4.1 Planta de tratamiento de agua potable 
 
El agua es un recurso de vital importancia para el ser humano, y su calidad es diferente de 
una fuente a otra, por lo tanto, el tipo de tratamiento también varía (Romero, 2000). En el 
tratamientode agua para consumo humano se pueden emplear diferentes procesos dependiendo 
del nivel de contaminación de esta y sus características (Salamanca, 2016). 
De acuerdo con Romero (2000), los procesos de purificación de agua más usados son los 
siguientes: 
9 
Tratamiento preliminar 
 
• Cribado: Es donde se remueven los desechos más grandes presentes en el agua como 
ramas, piedras, basura, etc., y que pueden dañar u obstruir los equipos de la planta. 
• Pretratamiento químico: Se trata de una remoción de algas y/o elementos acuáticos que 
causan olor, color y sabor al agua. 
• Presedimentación: En este tratamiento se remueve grava, arena, limo y otros materiales 
sedimentables. 
Tratamiento principal 
 
• Aireación: En este tratamiento se pone al agua en contacto con el aire con el fin de 
modificar las concentraciones contenidas en ella de sustancias volátiles que pueden 
producir olores y sabores. La aireación cumple las funciones de transferir oxígeno al agua 
para aumentar el oxígeno disuelto, disminuir la concentración de dióxido de carbono, 
remover gases (metano, cloro y amoníaco), oxidar hierro y manganeso. Los aireadores 
comúnmente usados son los de toberas, cascadas, canales inclinaos y de bandejas. 
Figura 1 
Aireadores de bandeja 
 
Fuente: Chavarro, 2014 
10 
 
• Coagulación: O mezcla rápida tiene como fin dispersar rápida y uniformemente el 
coagulante a través de todo el flujo de agua. Puede efectuarse mediante turbulencia por 
medios hidráulicos o mecánicos como resaltos hidráulicos, canaletas Parshall, vertederos 
rectangulares, tuberías de succión, rejillas difusoras, chorros químicos, etc. 
Figura 2 
Canaleta Parshall 
 
Fuente: Vega, 1973 
 
• Floculación: Se trata de la aglomeración de las partículas coaguladas en partículas 
floculentas. Luego de que se desestabilizan los coloides se hace una mezcla lenta para 
incrementar los encuentros entre las partículas procurando no romper las que ya están 
formadas. Puede efectuarse mecánica o hidráulicamente mediante rotores de paletas, 
floculadores de flujo horizontal y de flujo vertical. 
Figura 3 
Floculadores hidráulicos 
11 
 
Fuente: Quindigalle & Fabiola, 2016 
 
 
• Sedimentación: En esta operación se remueven partículas salidas de una suspensión 
mediante la fuerza de gravedad. Se usa para remover los sólidos sedimentables que han 
sido producidos en tratamiento químico. 
Figura 4 
Sedimentador 
 
Fuente: Berrío, 2015 
 
• Filtración: Consiste en separar las partículas más pequeñas y algunos microorganismos a 
través de un medio poroso. La filtración remueve el material suspendido, suelo, metales 
oxidados y microrganismos, el propósito principal de la filtración es remover la turbiedad 
e impedir interferencia de la turbiedad con la desinfección. 
Figura 5 
Filtro lento de arena 
12 
 
 
Fuente: SENA, 1999 
 
 
• Desinfección: Es el último proceso del tratamiento del agua y consiste en la destrucción 
de microorganismos potencialmente infecciosos. El agente desinfectante comúnmente 
usado es el cloro, y puede usarse en forma de gas, líquido o sólido. 
Figura 6 
Sistema de cloración 
 
 
Fuente: SENA, 1999 
 
Además de las unidades anteriormente mencionadas, las plantas de tratamiento de agua 
cuentan con un sistema de desechos y tratamiento de los lodos que se generan durante todo el 
proceso de potabilización (Cupe & Juscamaita, 2018). 
13 
4.2 Generación de lodos en una PTAP 
 
Los lodos generados en la PTAP progresar provienen mayormente de los sedimentadores 
y los filtros, y están compuestos principalmente por los sólidos presentes en el agua sin tratar y el 
coagulante empleado. Las características de los lodos varían dependiendo de la calidad de agua 
sin tratar y esta a su vez está relacionada con el estado de la fuente, la localización geográfica del 
abastecimiento y la época del año (Amador, et al, 2014). Se tienen registros de que el lodo que 
proviene de las plantas de potabilización está constituido principalmente por un 90% de agua, 
residuos de productos químicos añadidos durante el tratamiento, materia orgánica removida que 
proviene de la coagulación y floculación del agua y residuos del coagulante empleado (Gutiérrez, 
et al, 2014). 
4.3 Tratamiento de lodos 
 
El objetivo del tratamiento de lodos es producir un lodo con alta concentración de sólidos 
que facilite su disposición de manera segura para el medio ambiente y las personas (Amador, et 
al, 2014). Para reducir el volumen de los lodos existen alternativas como las que se presentan en 
la siguiente tabla: 
Tabla 1 
Tratamientos y métodos empleados en los lodos 
TRATAMIENTOS MÉTODOS EMPLEADOS 
 
Operaciones previas Bombeo, Trituración, Desarenado 
Homogeneización 
Espesamiento 
Estabilización 
Deshidratación 
Hidráulica, mecánica 
Gravedad, Flotación, Centrifugación, Filtros de bandas 
Cal, Tratamiento térmico, Digestión anaerobia y aerobia 
Filtraciones, Centrifugación, Secado 
14 
Desinfección 
Acondicionamiento 
Secado térmico 
Compostaje 
Cementación 
Uso de zeolitas 
Producción de hidrógeno 
Fabricación de ladrillos 
Humedales 
Gasificación 
Pacas biodigestoras 
Desintegración ultrasónica 
Fuente: Adaptado de Amador, Veliz & Bataller, 2014 
 
 
 
• Homogeneización de lodos 
 
Este proceso se realiza para homogeneizar la concentración de lodos y a la vez disponer 
de un volumen que permita el funcionamiento continuado de la planta de lodos, ya que los lodos 
se extraen de forma intermitente y las concentraciones son diferentes (Zamora, et al, 2008). 
Se debe tener en cuenta la homogeneización, puesto que, si las concentraciones que 
llegan a las fases de espesamiento de la planta de lodos son muy variables, el rendimiento de esta 
se verá muy afectado, por lo que es favorable la mezcla previa con el fin de obtener una 
concentración de la mezcla lo más constante posible (Amador & Bataller, 2014). 
• Espesamiento 
Pasteurización, Química, Almacenamiento de larga duración 
Químico, Térmico 
Hornos, Incineración, Evaporadores múltiples 
Biológico aerobio 
Inmovilización del aluminio 
Inmovilización del aluminio 
Fermentación 
Pasta cerámica 
De flujo vertical 
Potencial 
Biológico 
Físico 
 
15 
El objetivo del espesamiento de lodos es aumentar su contenido de sólidos y reducir el 
volumen de agua libre, minimizando así la carga unitaria en los procesos posteriores como la 
digestión y la deshidratación. Existen dos tipos principales de espesamiento que son por 
gravedad y por flotación (American Water Chemicals, 2020). 
El espesamiento por gravedad se realiza en decantadores estáticos circulares o 
rectangulares que contienen rasquetas que arrastran el fango precipitado hacia las arquetas de 
recogida y el agua decantada clarificada se extrae por los vertederos situados en la parte superior. 
Un espesador por gravedad tiene un diseño similar a un tanque de sedimentación convencional, 
pero tiene una pendiente de piso más empinada. Los tanques varían de 6 a 20 m de diámetro. La 
pendiente del piso varía de 1: 4 a 1: 6 según el tipo de lodo (American Water Chemicals, 2020). 
 
 
 
 
 
Figura 7 
Diseño espesador por gravedad 
 
Fuente: González, 2016 
16 
 
El espesamiento por flotación posee la característica de que aprovecha la flotabilidad de 
las partículas cuando se les adhieren pequeñas burbujas de aire. Para conseguir la adherencia de 
estas burbujas de aire, se presuriza la mezcla de lodos con aire, a una presión de 6 bares y se 
descomprime después a la entrada del flotador o también se puede presurizar directamente agua 
clarificada que se inyecta después en el propio lodo (Gutiérrez, 2014). 
Figura 8 
Diseño espesador por flotación 
 
 
• Estabilización 
Fuente: Romero, 2004 
 
La estabilización se realiza con el objetivo de reducir los patógenos, eliminar olores y 
reducir o eliminar la capacidad de putrefacción de la materia orgánica (García,2006), entre los 
tipos de estabilización existentes se encuentra: 
Estabilización aeróbica: En este proceso biológico se oxida la materia orgánica por acción 
microbiológica a través de un aporte de oxígeno en los digestores abiertos. De este modo se 
reduce la masa final del lodo, modificándolo para adecuarlo a procesos posteriores (Condorchem 
Envitech, 2021). Los factores que afectan a este proceso son: 
17 
I. Tiempo de retención 
 
II. Temperatura 
 
III. Necesidades de oxígeno y de mezcla 
 
Estabilización anaeróbica: Este método consiste en la degradación de la materia 
orgánica en ausencia de oxígeno, liberando así energía, metano, dióxido de carbono y agua 
gracias a la acción de algunos tipos de bacterias. Se produce en las etapas de hidrólisis, 
acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis (García, 2006). Los factores que afectan este 
proceso son: 
I. pH 
 
II. Temperatura 
 
III. Alimentación de lodo 
 
IV. Tiempo de retención 
 
V. Producción de gas 
 
Estabilización química: Con este método se busca reducir o minimizar los patógenos y 
reducir sustancialmente los microorganismos capaces de producir olores, un ejemplo es la 
estabilización con cal, donde se le añade cal al lodo para para eliminar o reducir los 
microorganismos patógenos y los responsables de los olores (Condorchem Envitech, 2021). Los 
factores que afectan este proceso son: 
I. Tipo de lodo 
 
II. Composición química del lodo 
 
III. Concentración del lodo 
18 
 
 
• Deshidratación 
 
La deshidratación es una operación física que se emplea para reducir el contenido de 
humedad del lodo y su volumen, el objetivo de este método es aumentar el contenido de materia 
seca del lodo de un 3-40%, disminuir los costes de transporte por reducción de volumen, mejorar 
el manejo y transporte de los lodos, evitar olores ofensivos y aumentar el poder calorífico por 
disminución de la humedad (Castillo, 2017). La deshidratación se puede realizar a través de: 
Centrífugas: es un tambor de eje horizontal que se fundamenta en la fuerza de 
centrifugación para secar los lodos, existen dos tipos: a) Centrifugación contra corriente: los 
sólidos y el líquido circulan en sentido contrario dentro del cilindro. b) Centrifugación 
equicorriente: la fracción sólida y la líquida discurren en el mismo sentido (Amador, et al, 2014). 
Filtro de prensa: está compuestos por placas rectangulares verticales dispuestas una 
detrás de otra sobre un bastidor. Sobre las caras de estas placas se colocan telas filtrantes. La 
duración del proceso de filtrado es de aproximadamente 25 horas (GEDAR, 2018). 
Figura 9 
Filtro prensa 
19 
 
Fuente: GEDAR, 2018 
 
 
Filtro de banda: Es un sistema de alimentación continua de lodos, donde se produce 
primeramente un drenaje por gravedad y después se hace pasar el lodo por una aplicación 
mecánica de presión para que se produzca la deshidratación, gracias a la acción de unas telas 
porosas (Viano & Inestal, 2017). 
Figura 10 
Filtro de banda 
 
 
• Desinfección 
Fuente: Viano & Inestal, 2017 
20 
La desinfección de lodos es un proceso adicional de gran importancia debido a las 
restrictivas normas aplicables a la disposición de los lodos y a su aplicación al suelo, ya que en la 
aplicación del lodo al suelo se debe controlar el posible contacto con organismos patógenos. 
Existen varios medios para eliminar los patógenos presentes en los lodos líquidos y 
deshidratados, algunos procesos como la digestión anaerobia y aerobia no desinfectan el lodo, 
pero permiten reducir considerablemente la presencia de organismos patógenos. Los métodos 
más adecuados para la desinfección de los lodos son la pasteurización y el almacenamiento a 
largo plazo (Amador, et al, 2014). 
• Acondicionamiento 
 
El acondicionamiento sirve para mejorar las características del lodo para su 
deshidratación, ya que a veces resultan lodos de consistencia gelatinosa que pueden dificultar las 
operaciones de secado (Gutiérrez & Bartra, 2015). Los métodos más frecuentes son: 
Acondicionamiento químico: que es donde se coagulan los sólidos y se liberación el 
agua absorbida. Se usan productos químicos como: cloruro férrico, cal, sulfato de alúmina y 
polímeros orgánicos (Forero & Trigos, 2020). 
Acondicionamiento térmico: en este proceso se calientan los lodos a temperaturas que 
varían entre 160 ºC y 210 ºC durante cortos períodos de tiempo bajo presión, lo que provoca una 
coagulación de los sólidos y un cambio en la estructura, reduciéndose la afinidad del agua por 
parte de los sólidos del lodo (Forero & Trigos, 2020). 
 
 
 
• Secado térmico 
21 
El secado térmico consiste en la aplicación de energía térmica para la evaporación de la 
cantidad de agua que no es separable de la materia seca por medios mecánicos, es muy 
importante la optimización del proceso de secado mecánico previamente al térmico, ya que la 
energía térmica tiene un valor mucho más elevado que la energía mecánica utilizada. El objetivo 
principal del secado térmico es la reducción del volumen de agua de los lodos. El secado térmico 
de lodos hace posible la óptima gestión de los lodos, ya que reduce el peso, mejora la 
estabilización y mejora sus posibilidades de almacenamiento y manipulación (Arauzo & Permuy, 
2008). 
• Compostaje 
 
Consiste en un proceso de descomposición bilógica y estabilización de materia orgánica 
en condiciones controladas y aeróbicas, desarrollando temperaturas termófilas, producto del 
calor generado biológicamente. El resultado es un producto estable y libre de patógenos. La 
materia orgánica se descompone en dióxido de carbono, agua, minerales y materia orgánica 
estabilizada. Es importante realizar un adecuado control de los parámetros críticos como pH, 
aireación, humedad, relación C/N, para evitar condiciones anaeróbicas en la masa de compostaje 
que provoquen aumento de olores ofensivos (Condorchem Envitech, 2021). 
 
 
 
4.4 Metodología para la selección de alternativas 
 
Para estudiar la factibilidad de un proyecto se realiza el análisis detallado de los 
objetivos, con el fin de evaluar las formas de cumplir los objetivos trazados. Para poder trazar el 
proyecto de manera concreta se trabaja en el análisis de alternativas (Campos, 2013), que son el 
22 
conjunto de medios que pueden trabajarse, ya sea por una persona o varios medios agrupados. El 
análisis de alternativas permite visualizar que es lo que va a realizarse en un proyecto. Las 
alternativas deben evaluarse en función del logro del objetivo propuesto (EPMMQ, 2012). 
De acuerdo con Bell & Fullenbaum (1973), los pasos para ejecutar el análisis de 
alternativas son: 
I. Identificar los diferentes objetivos que podrían ser estrategias para usar en el proyecto. 
 
II. Considerar la viabilidad política e institucional y otros aspectos necesarios para ejecutar 
el proyecto. 
III. Elegir la estrategia que se usará en el proyecto. Se puede usar una matriz de criterios de 
selección de alternativas. 
IV. Realizar los estudios necesarios para determinar la factibilidad de la estrategia principal o 
la combinación de ellas. 
La experiencia, la intuición y el juicio deben ser considerados en el análisis de selección 
de alternativas, que son los componentes principales de la toma de decisiones a nivel de gestión 
y producción. Recientemente, se ha avanzado significativamente en el uso de técnicas 
cuantitativas que ayudan a la toma de decisiones mediante el uso de modelos económicos 
(EPMMQ, 2012). 
• Matriz de selección de alternativas 
 
La parte de selección de alternativas puede realizarse utilizando la Matriz de Selección de 
Alternativas que es un instrumento que consiste en un método de ponderación cuantitativa de los 
medios, en función de determinados indicadores (Medianero & Maúrtua, 2021), tales como: 
Fuente: Elaboración propia 
23 
 
técnicos, económicos, ambientales, normativos, sociales, sostenibles, entre otros. Dichamatriz 
consta básicamente de cuatro campos, que son: 
I. Delimitación de indicadores 
II. Delimitación de criterios 
III. Análisis de alternativas 
IV. Asignación de puntajes. 
 
 
Luego de realizar la puntuación de cada una de las alternativas según los criterios 
establecidos, se procede a ponderar dichos puntajes según el mayor o menor peso concedido a 
cada criterio. Las alternativas que obtengan mayor puntaje son los que satisfacen de mejor 
manera todos los criterios establecidos. Luego, en el proyecto, se podrán seleccionar aquellos 
medios que en forma global hayan obtenido las mayores puntuaciones (Medianero & Maúrtua, 
2021). 
En la siguiente tabla se puede observar cada una de las partes de una matriz de selección 
de alternativas: 
 
 
 
 
Tabla 2 
Formato matriz de selección de alternativas 
 
MATRIZ DE SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS 
Criterios 
Alternativas 
 
Puntaje 
Indicadores 
Criterios de 
evaluación 
 
Justificación 
Unidad de 
medida 
 
Ponderación 
 
Valor 
TÉCNICOS 
ECONÓMICOS 
AMBIENTALES 
NORMATIVOS 
SOCIALES 
SOSTENIBLES 
Fuente: Elaboración propia 
24 
 
5. MARCO LEGAL 
 
En este marco se consigna las normas legales vigentes, tanto nacionales como 
internacionales, y su relación con el tema principal. 
 
Tabla 3 
Normativa colombiana vigente 
 
Norma Título Relación 
ARTÍCULO 2.2.3.3.4.4 prohíbe la 
disposición de lodos y sustancias 
Decreto 
1076 de 
2015 
 
 
 
 
 
Resolución 
0799 de 
2021 
 
 
 
 
Decreto 
1287 de 
2014 
 
 
 
 
Resolución 
0631 de 
2015 
Por medio del cual se expide el 
Decreto único Reglamentario del 
Sector Ambiente y Desarrollo 
Sostenible. 
 
 
Por la cual se modifica la Resolución 
0330 de 2017: “Por la cual se adopta el 
Reglamento Técnico para el Sector 
Agua Potable y Saneamiento Básico – 
RAS y se derogan las resoluciones 
1096 de 2000, 0424 de 2001, 0668 de 
2003, 1459 de 2005 y 2320 de 2009"” 
 
Por el cual se establecen criterios para 
el uso de los biosólidos generados en 
plantas de tratamiento de aguas 
residuales municipales. 
 
Por la cual se establecen los 
parámetros y los valores límites 
máximos permisibles en los 
vertimientos puntuales a cuerpos de 
aguas superficiales y a los sistemas de 
alcantarillado público y se dictan otras 
disposiciones. 
sólidas provenientes de sistema de 
tratamiento de agua la disposición de 
estos en cuerpos de aguas 
superficiales, subterráneas, marinas, 
estuarinas o sistemas de 
alcantarillado. 
El título E del RAS contiene un 
apartado dedicado específicamente al 
manejo de lodos, donde se proponen 
aspectos para tener en cuenta para un 
correcto tratamiento de lodos y 
explica la diferencia entre lodo y 
biosólido. 
En el artículo 8°, que trata sobre las 
alternativas de uso de los biosólidos, 
que son la parte estable de los lodos, 
pueden destinarse para recuperación, 
restauración o mejoramiento de 
suelos degradados. 
Esta Resolución establece que es de 
obligatorio cumplimiento para todas 
aquellas personas que desarrollen 
actividades industriales o de servicios 
y que en el desarrollo de estas 
generen aguas residuales. 
 
 
25 
 
El reglamento para el manejo de lodos se realiza con el objetivo de regular el manejo 
sanitario que se le da a los mismos con el fin de proteger la salud de la población y prevenir el 
deterioro de los recursos naturales y los ecosistemas, en Argentina, Chile y México se tienen 
normas relacionadas con el manejo de lodos: 
▪ En Argentina está la Resolución 97 de 2001 del Ministerio de Desarrollo 
Social y Medio Ambiente que establece el reglamento para el manejo sustentable 
de barros generados en plantas de tratamiento de efluentes líquidos, donde se 
puede encontrar la caracterización, categorización, formas de uso, disposición 
final, restricciones y control de calidad de los lodos. 
▪ En Chile está el Decreto 4 de 2009 del Ministerio Secretaría General de la 
Presidencia que establece el reglamento para el manejo de lodos generados en 
plantas de tratamiento de aguas servidas, donde se puede encontrar la 
caracterización, categorización, formas de uso, disposición final, restricciones y 
control de calidad de los lodos. 
▪ En México poseen la Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT 
que establece las especificaciones y los límites máximos permisibles de 
contaminantes en los lodos y biosólidos provenientes del desazolve de los 
sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de 
las plantas de tratamiento de aguas residuales. 
 
6. ANTECEDENTES 
 
 
Actualmente la bibliografía relacionada con el tema de lodos producidos en una planta de 
tratamiento de agua potable es extensa, además, se posee una base amplia sobre los impactos que 
genera el tratamiento de lodos, las alternativas de aprovechamiento, la viabilidad económica de 
cada uno y los métodos más aceptables. 
26 
Para conocer los impactos ambientales que se generan a partir del tratamiento de lodos 
municipales, Zhou, Wei, Wang & Zhang (2022), realizó un análisis donde analizan los impactos 
ambientales del tratamiento de lodos usando una evaluación del ciclo de vida siguiendo el 
modelo establecido por la ISO 14040 e ISO 14044, los pasos a seguir de este modelo son: (1) 
definición de la meta y el alcance, (2) recopilación de datos y preparación de inventarios del 
ciclo de vida, (3) selección de métodos de evaluación del impacto del ciclo de vida y (4) 
interpretación de los resultados de la evaluación del impacto del ciclo de vida. El estudio 
seleccionó el tratamiento y disposición de lodos más adecuados que cumplía con los requisitos 
de reducción de emisiones de carbono y control de la contaminación, estos tratamientos fueron la 
monoincineración, digestión anaeróbica e hidrólisis térmica, porque todas tenían impactos de 
toxicidad y emisiones de carbono relativamente bajos o negativos. 
En cuanto a tratamientos convencionales, Gutiérrez, Ramírez, Rivas, Linares & Paredes 
(2014) investigan los lodos generados en una planta de potabilización, determina de dónde 
proviene la mayor concentración de lodos de una planta, que es de la sedimentación y realizan 
ensayos de recuperación del aluminio utilizando técnicas de sedimentabilidad y espesamiento. 
Logrando recuperar entre el 60-70 % de la concentración inicial del aluminio en el lodo. Muñoz, 
Molina & Ochoa (2022) proponen la aplicación de la digestión anaerobia como alternativa para 
el tratamiento y aprovechamiento de lodos, puesto que presenta ventajas como su fácil 
operación, valor económico y la posibilidad de obtener subproductos como biogás y abono. 
Como alternativas innovadoras, Fachini & Figueiredo (2022), han estudiado la alternativa 
de tratamiento térmico vía pirólisis como una opción para el aprovechamiento de los lodos, esta 
alternativa los transforma en biochar. La pirólisis a 300°C actúa sobre las características físicas, 
27 
químicas, morfológicas y mineralógicas de los lodos y se obtiene como resultado un incremento 
de los contenidos de carbono total, nitrógeno total, macro y micronutrientes. Por otro lado, 
Ferreira, Barbosa, Quadro, Trindade & Andreazza (2022), han usado los lodos como material 
complementario al cemento Portland como alternativa, en este estudio utilizan los lodos 
calcinados como reemplazo del ligante, demostrando resultados favorables y una alternativa 
sostenible para el destino de los lodos. 
En el contexto de la economía circular, Nguyen, Thomas, Surapaneni & Milne (2022) 
revisan y proponen como alternativa una gestión sostenible de los recursos que incluya las 
opciones de reutilización, reciclaje y recuperación de lodos, recomiendan la reutilización de 
lodos en la fabricación de materiales de construcción y el reciclado en el proceso de tratamiento 
de aguas. Además, analizan los posibles beneficios sociales, económicos y ambientalesy las 
barreras para implementar la gestión sostenible de los lodos. En cuanto a la reducción de la 
huella de carbono, Zhao, Yang, Niu, Du, & Emmanuel (2022) analizan las emisiones de GEI de 
las principales tecnologías de tratamiento y eliminación de lodos y definen los métodos que 
menos emiten GEI, concluyendo que la incineración, la fabricación de materiales de 
construcción usando lodos y la digestión anaerobia tienen los mejores beneficios de reducción de 
emisiones de GEI. 
7. METODOLOGÍA Y MATERIALES 
 
 
Se realizó una investigación de tipo transversal, no experimental, descriptiva, y 
documental con el objetivo de determinar las alternativas existentes para aprovechamiento de 
lodos y seleccionar la más adecuada mediante la metodología de selección de alternativas. El 
28 
presente estudio se desarrolló principalmente en tres fases, las cuales son descritas a 
continuación: 
7.1 Diagnóstico de la PTAP PROGRESAR ESP 
 
Esta fase constituye una parte muy importante de la investigación, puesto que permite identificar 
las condiciones de la planta de tratamiento de agua potable. 
• Se revisó el tren de tratamiento de la PTAP, las unidades que están en funcionamiento, el 
caudal de operación, las condiciones de los equipos y las unidades que están generando 
lodos. 
• Se realizó un balance de materia de las sustancias químicas utilizadas en la planta y que 
tienen repercusiones en la calidad de los lodos generados. 
 
 
7.2 Determinar las alternativas de aprovechamiento de lodos 
 
Para determinar las alternativas adecuadas para el aprovechamiento de lodos de la PTAP 
PROGRESAR ESP: 
• Se realizó una búsqueda y análisis bibliográfico enfocado en los métodos de 
aprovechamiento de lodos de manera general. 
• Se seleccionaron los métodos más adecuados teniendo en cuenta las características 
operativas de la PTAP PROGRESAR ESP. 
 
 
7.3 Análisis de alternativas para el aprovechamiento de lodos 
 
En esta fase se realizó una matriz compuesta de 3 partes: delimitación de criterios, análisis de 
alternativas y asignación de puntajes. 
29 
 
Se le asigna una 
ponderación y un valor a 
cada criterio. 
 
Se describe la unidad de 
medida con la que se 
evaluará 
 
Se justifica por qué se 
utilizó cada criterio de 
evaluación 
 
Se determinaron los 
criterios de evaluación de 
cada indicador 
 
Se establecieron los 
indicadores (técnicos, 
económicos, ambientales, 
normativos, sociales, 
sostenibles) 
• La primera parte de la matriz, delimitación de los criterios de selección, se realizó de la 
siguiente manera: 
Figura 11 
 
Delimitación de los criterios de selección 
 
Fuente: Elaboración propia 
 
• En la segunda parte de la matriz, análisis de alternativas, se le asignó un valor a cada 
criterio de cada alternativa o método dependiendo del número de las unidades de medida, 
es decir, si se tenían 2 unidades de medida, los valores serían 2 y 1, el valor más alto para 
la característica ideal y el más bajo para la menos ideal. Los valores se establecieron en la 
delimitación de criterios y se evaluó cada método con los mismos criterios, de esta 
manera se aseguró que el puntaje que se obtiene es concurrente para todos los métodos. 
• En la parte de asignación de puntajes se multiplicó cada valor de cada alternativa por la 
ponderación asignada en la delimitación de criterios, posteriormente se sumaron los 
puntajes de cada alternativa. 
30 
• Por último, para la selección de la alternativa más adecuada, se escogió la alternativa con 
el puntaje más alto en comparación con las otras alternativas. Los valores cercanos a 1 
significan que las alternativas obtuvieron el valor más alto posible en cada criterio de 
evaluación, por lo tanto, cumplen con la mayoría de los criterios establecidos. 
8. RESULTADOS Y ANÁLISIS 
 
 
8.1 Diagnóstico de la planta de tratamiento de agua potable 
Caracterización fisicoquímica de los lodos 
Para el caso del análisis fisicoquímico de lodo, anteriormente el Curso prevención y 
Control de la Contaminación del Suelo Unisalle (2022) se encargó de realizar la toma de 
muestras provenientes de la laguna de lodos y a estas muestras se analizó la concentración de 
metales en el laboratorio de la Corporación autónoma regional de Cundinamarca (CAR), donde 
se obtuvieron los siguientes datos. 
Tabla 4 
Concentraciones de metales en la laguna de lodos y en la parcela 
Parámetro Laguna de lodos 
(mg/Kg suelo seco) 
Parcela 
(mg/Kg suelo seco) 
Aluminio 25543 54603 
Antimonio 49,025 44,972 
Arsénico 0,01 2,111 
Bario 300 218 
Berilio 1,288 1,233 
Boro 72,028 96,459 
Cadmio 1,61 1,121 
31 
Cobalto 12,299 13,838 
Cobre 42,597 31,508 
Cromo total 51,234 63,415 
Litio 19,453 20,405 
Manganeso 316 250 
Molibdeno 126 152 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
 
Descripción de la planta de tratamiento de agua potable 
 
La PTAP PROGRESAR tuvo sus inicios en abril de 1996, cuando el doctor Camilo 
Quintana propuso la idea de construir un acueducto que prestara el servicio básico a los 
habitantes de la zona rural de Guasca. La planta abastece a alrededor de 1900 usuarios y presta el 
servicio en la zona rural de los municipios de Chía, Sopó, la Calera y Guasca, actualmente 
presenta un caudal aproximado de 35 L/s (PROGRESAR ESP, 2020). 
Figura 12 
PTAP PROGRESAR ESP 
 
Fuente: PROGRESAR ESP, 2020 
32 
 
La planta de PROGRESAR se caracteriza por tener dos sistemas que al principio 
comparten las unidades (bocatoma, foso de succión, macromedidor, aireadores), pero se separan 
luego de realizar el proceso de aireación. A continuación, se detalla cada una de sus unidades. 
Figura 13 
Esquema de tratamiento de la planta PROGRESAR ESP 
 
Fuente: Elaboración propia 
 
La bocatoma (Figura 13), capta el agua que proviene del Río Teusacá, la bocatoma está 
compuesta por un proceso de cribado donde se retienen los sólidos más gruesos y un foso de 
succión (Figura 14) de una altura aproximada de 6 m, ya que el agua a tratar ingresa por 
desnivel, este foso de succión es el que permite la entrada del agua a tratar a las siguientes 
unidades de la planta de potabilización. 
Figura 14 
Bocatoma de la PTAP PROGRESAR 
33 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
 
 
 
 
Figura 15 
Foso de succión de la PTAP PROGRESAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
Luego del foso de succión, la planta de potabilización cuenta con un macro medidor que 
 
permite reconocer el caudal diario que se trata, el siguiente sistema son las cascadas de aireación 
(Figura 15), para las que el agua llega a través de una bomba, el sistema de aireación contiene 
carbón activado, el cual tiene como fin permitir la biodegradación aeróbica de los componentes 
34 
contaminantes para así poder oxigenar mejor el agua y mejorar sus condiciones de olor y sabor 
(Hoffman & Lamson 2020). 
En este sistema de aireación, el carbón activado se cambia cada 3 años, se realiza 
remoción de sedimentos cada 3 meses y los lodos resultantes que se encuentran en esta unidad, 
son dispuestos en las piscinas de lodos que se encuentran al final del tratamiento. 
Figura 16 
Cascadas de aireación de la PTAP PROGRESAR 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
 
Luego de la aireación, el caudal de agua se separa a través de una tubería de modo que en 
una planta (Planta 1) se trata un caudal de 25 L/s y en la otra (Planta 2) 10 L/s aproximadamente. 
Primero se describirán los procesos de la Planta 1 y luego los de la Planta 2. En el 
proceso de coagulación de la Planta 1 (Figura 16), que se caracteriza por ser de mezcla rápida, se 
adiciona sulfato de aluminio tipo A con el fin de remover la presencia de coloides que se 
encuentran en el agua, luego se realiza la mezcla lenta ola etapa de floculación (Figura 17), que 
es donde se genera los flocs en el agua. 
35 
Figura 17 
Coagulación de la Planta 1 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
Figura 18 
Floculación de la Planta 1 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
 
La sedimentación de la Planta 1 es de tipo colmena (Figura 18), en este sistema se 
retienen los flocs y los sedimentos. Por último, Los filtros de la Planta 1 (Figura 19) contienen 
grava, antracita, arena y carbón activado, el ingreso del agua a los filtros es por la parte superior 
en donde además se les adicionan a los filtros cloro gaseoso, el agua es clarificada y es llevada al 
36 
tanque de almacenamiento en donde se aplican 700 lb/ día de cloro. Los filtros son lavados cada 
36 horas o cada vez que la planta supere valores de 2 NTU en el parámetro de turbiedad. 
Figura 19 
Sedimentación de la Planta 1 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
Figura 20 
Filtración y almacenamiento de la Planta 1 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
En la segunda planta de potabilización se realiza el mismo proceso de coagulación 
(Figura 20), se le agrega sulfato de aluminio tipo A, la floculación es de tipo hidráulica y la 
sedimentación es de tipo colmena (Figura 21), lo que la diferencia de la primera planta es su 
proceso de filtración, que se realiza a través de rayos ultravioleta (Figura 22), esta alternativa 
37 
permite disminuir costos, ya que se evita el uso del cloro gaseoso que es el método usado en la 
primera planta. 
Figura 21 
Coagulación y floculación de la Planta 2 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
Figura 22 
Sedimentación de la Planta 2 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
38 
Figura 23 
Filtración de la Planta 2 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
 
Por último, la disposición de lodos de la planta se realiza en dos piscinas de lodos (Figura 23), 
estos lodos provienen principalmente de la sedimentación. 
 
Figura 24 
Piscinas de lodos de las plantas 1 y 2 
 
Fuente: Curso prevención y Control de la Contaminación del Suelo Unisalle, 2022 
39 
8.2 Balance de materia 
 
El proceso de potabilización del agua tiene entradas como la materia prima que es el agua 
cruda y aditivos como el coagulante y el desinfectante, un producto deseado que es el agua 
potable y residuos como los lodos y el agua de lavado de los filtros. 
Figura 25 
Esquema general del proceso 
 
Fuente: Elaboración propia 
 
La figura 25 representa un esquema del proceso de potabilización de agua donde se 
indican la entrada de aditivos que afectan la calidad y cantidad de los lodos que se producen en el 
proceso y la salida de estos lodos, lo que permite plantear los balances de materia del proceso. 
• Balance de materia para la concentración de lodos 
 
Es importante conocer el volumen del residuo producido antes de analizar las opciones 
para manejar yu aprovechar los lodos. Por esta razón se realizó el siguiente esquema para 
describir los aportes de sólidos y el volumen de lodos producidos. En relación a los sólidos 
presentes en el sistema, existen dos entradas, una a través del agua cruda y otra de coagulante 
empleado. Estos sólidos salen en su mayoría en los lodos del sedimentador y en menor cantidad 
en el agua de lavado de filtros. 
40 
En la siguiente figura se presentan las entradas y salidas de la planta de potabilización en 
base a las concentraciones de lodos y sólidos suspendidos totales. De acuerdo con esto se 
plantean los balances que permitirán hallar los caudales y concentraciones importantes en este 
proyecto. 
Figura 26 
Balance de lodos del proceso 
Fuente: Elaboración propia 
Donde: 
 
- 𝐷: Dosis de sulfato de aluminio 
- 𝑄1: Caudal de entrada a la planta 
- 𝑄2: Caudal de agua tratada 
- 𝑄3: Caudal de agua de lavado de filtros 
- 𝑄4: Caudal de lodos producido 
Balance general del proceso: 
𝑄1 + 𝐷 = 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 Ecuación 1 
 
 
Se calcula la producción de lodo según lo establecido en el Manual de Agua Potable, 
Alcantarillado y Saneamiento (2007). 
𝑊 = 86,4 × 𝑄1(0,44 × 𝐷 + 𝑋1 + 𝐴) Ecuación 2 
41 
Donde: 
 
- 𝑊: Lodo producido, kg/día, base seca 
- 𝑄1: Agua captada, m3/s 
- 𝐷: Dosis de sulfato de aluminio, mg/l 
- 𝑋1: Concentración de sólidos suspendidos del agua cruda, mg/l 
- 𝐴: Productos químicos adicionales agregados (polímero, arcilla carbón activado), 
mg/l 
 
Figura 27 
Balance de materia en el sedimentador 
 
 
Fuente: Elaboración propia 
El balance de materia en el sedimentador es el siguiente: 
𝑊 = (𝑄𝑙 × 𝑋𝑙) + (𝑄𝑓 × 𝑋𝑓) Ecuación 3 
 
Donde: 
 
- 𝑊: Lodo producido, kg/día, base seca 
- 𝑄𝑙: Caudal de lodos producidos 
- 𝑋𝑙: Concentración sólidos en los lodos 
- 𝑄𝑓: Caudal de entrada a filtros 
- 𝑋𝑓: Concentración de SST de entrada a filtros 
Los datos requeridos para realizar el balance de lodos son los siguientes: 
Tabla 5 
Datos requeridos para el balance de lodos 
 
Parámetro Convención Unidades Valor 
Caudal de entrada a la PTAP Q1 L/s 35 
42 
Caudal de salida de la PTAP Q2 L/s 24 
Caudal de entrada a los filtros Q3 L/s 24 
Caudal de lodos producidos Q4 
m3/día 32,97 
L/s 0,38 
Concentración sólidos en los lodos X4 mg/L 18 
Dosis de coagulante D mg/L 14 
Turbiedad del agua a la entrada de la PTAP T1 NTU 14 
Turbiedad a la entrada de los filtros Tf NTU 3 
Concentración del coagulante Cc P/V 2.5% 
Fuente: Elaboración propia 
Para calcular la producción de lodo con la ecuación número 2, se necesitan dos valores 
que se obtuvieron del Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (2007), que son la 
concentración de sólidos en los lodos y la relación de los sólidos suspendidos y la turbiedad, esto 
con el fin de calcular la concentración de sólidos suspendidos en el agua cruda. 
Tabla 6 
Datos asumidos para el balance de lodos 
 
Relación SS/T Se recomienda entre 0,7 – 2,2 
Concentración de sólidos en los lodos 
Para turbiedades bajas se encuentra entre 0,1- 
1%. Para turbiedades altas entre 2-4% 
Fuente: Adaptado del Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (2007) 
Es importante mencionar que, dado que en la planta no se utilizan reactivos adicionales al sulfato 
de aluminio, el término A de la ecuación número 2 se anula. 
 
Para calcular la concentración de sólidos suspendidos del agua cruda, se hace uso de la Relación 
SS/T presentada en la Tabla 5. Y se asume que los sólidos suspendidos totales en el agua cruda 
son 0,75 veces el valor de la turbiedad: 
𝑋1 = 0,75 × 𝑇1 
 
𝑋1 = 0,75 × 14 𝑁𝑇𝑈 
43 
 
𝑋1 = 1,05 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
 
 
Reemplazando los valores en la ecuación 2 se obtiene que la cantidad de sólidos que entra al 
sedimentador es: 
 
𝑊 = 86,4 × 35 𝐿 (0,44 × 14 
𝑠 
 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
 
+21 
𝑚𝑔
)
 
𝐿 
 
𝑊 = 82,13 
𝐾𝑔
 
𝑑í𝑎 
 
 
La concentración de los sólidos a la entrada del sedimentador se calcula con la siguiente 
ecuación: 
 
𝐶𝑠 = (0,44 × 𝐷) + 𝑋1 
 
 
𝐶𝑠 = (0,44 × 14 
 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
 
) +21 
 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
𝑚𝑔 
𝐶𝑠 = 27,16 
𝐿 
 
La concentración de sólidos a la entrada de los filtros se calcula haciendo uso de la Relación 
SS/T presentada en la Tabla 5. Y se asume que los sólidos suspendidos totales en la entrada de 
los filtros son 1,5 veces el valor de la turbiedad. 
 
𝑋𝑓 = 1,5 × 𝑇𝑓 
 
𝑋𝑓 = 1,5 × 3 
𝑚𝑔 
𝑋𝑓 = 4,5 
𝐿 
El caudal de lodos producido corresponde al valor de 32,97 m3/día, y de acuerdo con el Manual 
de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (2007), el lodo de los sedimentadores debe estar 
44 
entre el 0,1 al 3% del agua captada, y se puede confirmar que 32,97 m3/día correspondeal 1,09% 
del agua captada que son 3.024 m3/día. 
• Balance de materia para la concentración de aluminio 
 
Figura 28 
Balance de aluminio del proceso 
Fuente: Elaboración propia 
 
Donde: 
- 𝑄 𝐷: Flujo másico Aluminio en el coagulante aplicado 
- 𝑄 1: Flujo másico de Aluminio en el agua cruda de entrada a 
- la planta 
- 𝑄 2: Flujo másico de aluminio en el agua tratada 
- 40 
- 𝑄 3: Flujo másico de aluminio en el agua de lavado de filtros 
- 𝑄 4: Flujo másico de aluminio en los lodos producidos en el sedimentador 
 
 
Balance general del proceso: 
 
𝑄 1 + 𝑄 𝐷 = 𝑄 2 + 𝑄 3 + 𝑄 4 Ecuación 4 
 
El flujo másico del aluminio de calculará de la siguiente manera, primero se calcula la 
 
fracción molar de aluminio en el coagulante: 
45 
𝐹𝐴𝑙 
=
 𝑃𝑀𝐴𝑙 × %𝐴𝑙 
𝑃𝑀𝐴𝑙2𝑂3 
2
 
𝑂3 Ecuación 5 
 
Donde: 
 
- 𝐹𝐴𝑙: La fracción molar de aluminio en el coagulante 
- 𝑃𝑀𝐴𝑙: Peso molecular de aluminio 
- 𝑃𝑀𝐴𝑙2𝑂3 : Peso molecular del óxido de aluminio 
- %𝐴𝑙2𝑂3: Porcentaje de óxido de aluminio en el coagulante 
 
 
Y luego se calcula el flujo másico del aluminio en el coagulante: 
 
 
𝑄 𝐷 = 𝑄1 × 𝐷 × 𝐹𝐴𝑙 Ecuación 6 
 
Donde: 
 
- 𝑄 𝐷: Flujo másico del aluminio en el coagulante aplicado 
- 𝑄1: Caudal de agua cruda de entrada 
- 𝐷: Dosis óptima promedio 
- 𝐹𝐴𝑙: La fracción molar de aluminio en el coagulante 
Los datos requeridos para realizar el balance de aluminio son los siguientes: 
Tabla 7 
Datos requeridos para el balance de aluminio 
 
Parámetro Valor 
Dosis óptima 𝑨𝒍𝟐(𝑺𝑶𝟒)𝟑 14 mg/L 
Concentración 𝑨𝒍𝟐𝑶𝟑 en el coagulante 17% 
Densidad de 𝑨𝒍𝟐(𝑺𝑶𝟒)𝟑 1,31 g/L 
Fuente: Elaboración propia 
Para calcular la fracción del aluminio en el coagulante (𝐹𝐴𝑙) se utilizará la ecuación número 5, y 
se calculará de acuerdo con el valor de la concentración de 𝑨𝒍𝟐𝑶𝟑 en el coagulante que se 
encuentra en la Tabla 6. 
46 
𝐹𝐴𝑙 
=
 𝑃𝑀𝐴𝑙 × %𝐴𝑙 
𝑃𝑀𝐴𝑙2𝑂3 
2
 
𝑂3 
 
26,98 
𝐹𝐴𝑙 = 
101,96 
× 17% 
 
𝐹𝐴𝑙 = 0,045 
 
Para calcular el flujo másico del aluminio en el coagulante, se utiliza la ecuación 6, 
 
𝑄 𝐷 = 𝑄1 × 𝐷 × 𝐹𝐴𝑙 
 
𝑄 𝐷 = 35 
𝐿
 
𝑠 
 
× 14 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
 
× 0,045 
 
𝑄 𝐷 = 22,05 
𝑚𝑔
 
𝑠 
 
Con la información obtenida en los balances de materia se puede hacer el balance general del 
sistema, los datos necesarios son los siguientes: 
Tabla 8 
Datos requeridos para el balance general del sistema 
 
Parámetro Convención Unidades Valor 
Caudal de entrada a la planta 𝑄1 L/s 35 
Concentración de SST en el agua cruda 𝑋1 mg/L 1,05 
Caudal de agua tratada 𝑄2 L/s 24 
Concentración del aluminio en el agua tratada 𝑋2 mg/L 0,15 
Caudal de agua de lavado de filtros 𝑄3 L/s 24 
Concentración del aluminio en el agua de lavado de filtros 𝑋3 mg/L 0,98 
Caudal de lodos producido 𝑄4 L/s 0,38 
Concentración sólidos en los lodos 𝑋4 mg/L 25 
Flujo másico del aluminio 𝑄 𝐷 mg/s 22,05 
Fuente: Elaboración propia 
Teniendo en cuenta el principio fundamental del balance de materia, que indica que 
47 
Entra = Sale + Genera + Acumula, se hace uso de la siguiente ecuación. 
 
(𝑄1 × 𝑋1) + 𝑄 𝐷 = (𝑄2 × 𝑋2) + (𝑄3 × 𝑋3) + (𝑄4 × 𝑋4) 
 
𝐿 
(35 
𝑠 
 
× 1,05 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
 
) + 22,05 
𝑚𝑔 
 
 
𝑠 
𝐿 
= (24 
𝑠 
 
× 0,15 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
𝐿 
) + (24 
𝑠 
 
× 0,98 
𝑚𝑔 
 
 
𝐿 
𝐿 
) + (0,38 
𝑠 
 
× 25 
𝑚𝑔 
) 
𝐿 
 
 
58,8 
𝑚𝑔 
 
 
𝑠 
 
= 36,62 
𝑚𝑔 
 
 
𝑠 
 
Se puede observar que hay una diferencia amplia entre lo que entra a la planta y lo que sale, esto 
se debe a que la planta está dividida en 2, una planta de tratamiento de agua potable y una planta 
de tratamiento de agua residual, y se ha hecho el balance solo para la planta de tratamiento de 
agua potable. Por lo que se puede inferir que los 22,18 𝑚𝑔 restantes pertenecen a lo que sale de la 
𝑠 
 
planta de tratamiento de agua residual. 
 
8.3 Toxicidad del aluminio 
 
El aluminio es uno de los metales más abundantes en la corteza terrestre. La exposición al 
aluminio por lo general no es dañina, pero la exposición a altos niveles puede causar serios 
problemas para la salud. La toxicidad por aluminio ocurre cuando una persona almacena altos 
niveles de aluminio en el cuerpo o inhala cantidades elevadas de aluminio en el aire. 
Teniendo en cuenta la concentración de aluminio presente en la piscina de lodos que se obtuvo 
de la caracterización fisicoquímica, donde se tiene un valor de 25543 mg/Kg de suelo seco y la 
concentración de aluminio resultante del balance de materia, donde se obtuvo el valor de 22,05 
mg/s, estos altos contenidos de aluminio se deben a la adición del coagulante de sulfato de 
aluminio tipo A que se acumula en el sedimentador generalmente. 
48 
El aluminio es un metal capaz de interferir con una gran variedad de procesos celulares y 
metabólicos del sistema nervioso y de otros tejidos del organismo humano ya que, al ingresar al 
organismo, el aluminio interfiere con las células y les impide metabolizar adecuadamente 
elementos tan importantes como el calcio, el hierro y el fósforo, es decir, en presencia del 
aluminio, estos elementos se absorben menos, lo que puede llevar a la fragilidad ósea, a 
dificultades en el crecimiento, escoliosis, demencia y anemia. El aluminio tiene la característica 
de que es bioacumulativo, es decir que no puede ser eliminado del organismo fácilmente; y se 
incrementa con el correr del tiempo (Krewski, et al, 2007). 
La EPA recomienda un límite de 0.05 a 0.2 miligramos por litro (mg/L) para aluminio en el agua 
potable. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha determinado que la 
cantidad de aluminio en el polvo que respiran los trabajadores no debe exceder 15mg /m³ (polvo 
total) y 5 mg /m³ (fracción respirable) de aire durante una jornada diaria de 8 horas, 40 horas a la 
semana (ATSDR, 2008). 
Dosis letal del aluminio por vía de exposición oral: 500 
𝑚𝑔 
(REACH, 2008) 
𝐾𝑔 
 
Asumiendo que el peso promedio del trabajador es de 75 Kg, se puede calcular la dosis letal por 
trabajador, 
 
𝐷𝐿 = 500 
𝑚𝑔 
 
 
𝐾𝑔 𝑟 
 
× 75 𝐾𝑔 
 
𝐷𝐿 = 37500 𝑚𝑔 
49 
La parcela donde se disponen los lodos posee un área de 5000m2 y una profundidad de 0,2 m, la 
densidad del suelo según el IDEAM (2011) es de 850Kg/m3, con estos datos se puede calcular la 
cantidad de suelo contaminado para posteriormente calcular la cantidad total del contaminante. 
Cantidad de suelo contaminado: 500𝑚2 × 0,2𝑚 × 850 
𝐾𝑔 
= 85000𝐾𝑔 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 
𝑚3 
 
Se realiza la corrección por humedad, humedad 6,4% de acuerdo con el IDEAM (2011). El suelo 
contaminado queda siendo: 79560 Kg suelo seco. 
Cantidad total del contaminante: 54603 
𝑚𝑔
 
𝐾𝑔 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 
× 79560𝐾𝑔 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 = 4,34 × 109𝑚𝑔 
 
𝐶𝑜𝑛𝑡𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒 = 43,442 𝐾𝑔 𝐴𝐿 
 
Con estos datos podemos definir que la dosis letal para cada trabajador es de 375000 mg y que el 
trabajador está expuesto a 4,34 X 109 mg en la parcela, por lo que además de ser un riesgo alto 
para los trabajadores es un riesgo para el ganado, puesto que el ganado se alimenta de plantas 
que provienen de suelos contaminados con aluminio. 
8.4 Alternativas de aprovechamiento de lodos 
 
Las alternativas de aprovechamiento se dividieron en métodos convencionales y otros 
métodos, como se presenta en la siguiente tabla. 
Tabla 9 
Alternativas de aprovechamiento de lodos 
Alternativa Descripción 
Métodos convencionales 
 
Espesamiento 
Es un proceso en el que la concentración de sólidos aumenta y el 
volumen total de lodos disminuye correspondientemente, 
comúnmente produce concentraciones de sólidos en el lodo en el 
rango de 3% a 5%, mientras que el punto en el cual el lodo 
50 
 comienza a tener las propiedades de un sólido es entre 15% y 
20% de sólidos (Sahu, et al, 2022). 
 
 
 
Estabilización 
La estabilizaciónde lodos puede efectuarse a través de digestión 
aeróbica o anaeróbica. En la digestión aeróbica los materiales 
contenidos en las células son oxidados, y como los 
microorganismos están en fase respiratoria da como resultado 
una reducción de la materia orgánica degradada biológicamente. 
En la digestión anaeróbica los organismos rompen la estructura 
molecular compleja de estos sólidos y dan lugar a oxígeno y 
nutrientes para el crecimiento (Lenntech, 2019). 
 
 
Deshidratación 
La deshidratación de lodos es un método efectivo de reducción 
de volumen. La deshidratación puede realizarse a través de filtros 
de prensa, filtros de banda o centrífugas. Los filtros de prensa y 
banda son los métodos más utilizados en la actualidad, ya que 
tienen costos operativos más bajos, en comparación con las 
centrífugas, y proporcionan un producto final con un contenido 
de ST de hasta 30-40% (Stefanakis, 2014). 
 
Desinfección 
La desinfección de lodos es un proceso adicional donde se 
controla el posible contacto con organismos patógenos, se 
utilizan métodos de desinfección como la cloración, la radiación 
o la ozonización (Yin, et al, 2018). 
 
 
Acondicionamiento 
El acondicionamiento de lodos es un proceso donde se busca 
aglomerar los sólidos. Este tratamiento puede aumentar la 
deshidratabilidad de los lodos y reducir los costos operativos de 
los lodos. El acondicionamiento puede ser físico o químico, pero 
la mayoría de los métodos consumen mucha energía y conllevan 
el riesgo de introducir nuevos contaminantes (Ding, et al, 2022). 
 
 
Secado térmico 
El secado térmico se usa ampliamente para la reducción de 
volumen y el tratamiento de estabilización de lodos de aguas 
residuales. Sin embargo, este método tiene la desventaja de 
presentar olores ofensivos, ya que el olor de los gases de escape 
del proceso de secado térmico a baja temperatura de lodos y 
lodos secos es muy fuerte y desagradable (Zhu, et al, 2022). 
 
Compostaje 
El compostaje de lodos es un proceso de oxidación biológica de 
materia orgánica impulsado por microbios, que puede reflejarse 
directamente en la sucesión de comunidades microbianas y 
actividades enzimáticas (Ma, et al, 2022). 
Inmovilización de aluminio 
 
 
Cementación 
En esta alternativa se utiliza la cementación para la 
solidificación-estabilización de residuos de metales pesados 
usando probetas sólidas de hormigón de cemento Portland. Estas 
probetas se fabricaron realizando el vaciado manual en capas de 
4 con una varilla metálica de acero inoxidable, se aplicaron 3 
secciones de hormigón en húmedo incluyendo los metales en la 
51 
 solución de amasado como sales metálicas (Lara & Melgoza, 
2009). 
 
 
Aplicación de 
zeolitas 
Existen estudios de inmovilización de metales pesados con 
zeolitas con una eficiencia de inmovilización del 90% para 
aluminio (García & Peñuela, 2022), esta alternativa tiene la 
característica de que no genera olores ofensivos y el resultado es 
un sólido seco con características finas homogéneas y tiene una 
duración de alrededor de 1 mes para la transformación, el secado 
y el posterior tamizaje (Dismacol, 2004). 
Otros 
 
Producción de 
hidrógeno 
La producción de hidrógeno a partir de lodos se realiza por 
medio de una fermentación oscura, que es una alternativa para la 
conversión de desechos orgánicos en hidrógeno (Juárez & 
Castro, 2013). 
 
Fabricación de 
ladrillos 
Se usaron los lodos provenientes de una planta de tratamiento de 
agua potable como sustituto de la arcilla que se utiliza en la 
fabricación de ladrillos procesando los lodos hasta convertirlos 
en una pasta cerámica con propiedades similares a las de la 
arcilla usada en la fabricación de ladrillos (Sarabia, et al, 2021). 
 
Humedales 
artificiales 
Los humedales construidos de flujo vertical para el tratamiento 
de lodos distribuyen el lodo a través de la superficie de un lecho 
de arena o grava, plantado con vegetación de humedal donde el 
lodo se trata a medida que se filtra a través de la zona de la raíz 
de la planta (Stefanakis, 2014). 
 
 
Gasificación 
Es un método potencial que puede reducir un gran volumen de 
lodos en un período corto; destruir patógenos y 
microorganismos; eliminar compuestos nocivos, como dioxina y 
furano; y proporcionar una fuente potencial de generación de 
energía (Klug, 2012). 
Estabilización 
mediante pacas 
biodigestoras 
Las pacas biodigestoras son una biotecnología para la 
degradación de materia orgánica que permiten hacer una gestión 
ecológica de los residuos orgánicos y sirven como biofiltro 
protector (Rivera & Ossa, 2017). 
 
Desintegración 
ultrasónica 
El objetivo de la desintegración ultrasónica es reducir la 
producción de lodo en exceso en la fuente desintegrando 
parcialmente el lodo en la corriente de reciclaje de la planta de 
tratamiento de lodo (Lambert, et al, 2022). 
Fuente: Elaboración propia 
 
 
A continuación, se expondrán cada uno de los otros métodos encontrados. 
 
Métodos convencionales 
52 
• Homogeneización de lodos 
 
Este proceso se realiza para homogeneizar la concentración de lodos y a la vez disponer 
de un volumen que permita el funcionamiento continuado de la planta de lodos, ya que los lodos 
se extraen de forma intermitente y las concentraciones son diferentes (Zamora, et al, 2008). Se 
debe tener en cuenta la homogeneización, puesto que, si las concentraciones que llegan a las 
fases de espesamiento de la planta de lodos son muy variables, el rendimiento de esta se verá 
muy afectado, por lo que es favorable la mezcla previa con el fin de obtener una concentración 
de la mezcla lo más constante posible (Amador & Bataller, 2014). 
• Espesamiento 
 
El objetivo del espesamiento de lodos es aumentar su contenido de sólidos y reducir el 
volumen de agua libre, minimizando así la carga unitaria en los procesos posteriores como la 
digestión y la deshidratación. Existen dos tipos principales de espesamiento que son por 
gravedad y por flotación (American Water Chemicals, 2020). 
El espesamiento por gravedad se realiza en decantadores estáticos circulares o 
rectangulares que contienen rasquetas que arrastran el fango precipitado hacia las arquetas de 
recogida y el agua decantada clarificada se extrae por los vertederos situados en la parte superior. 
Un espesador por gravedad tiene un diseño similar a un tanque de sedimentación convencional, 
pero tiene una pendiente de piso más empinada. Los tanques varían de 6 a 20 m de diámetro. La 
pendiente del piso varía de 1: 4 a 1: 6 según el tipo de lodo (American Water Chemicals, 2020). 
El espesamiento por flotación posee la característica de que aprovecha la flotabilidad de las 
partículas cuando se les adhieren pequeñas burbujas de aire. Para conseguir la adherencia de 
53 
estas burbujas de aire, se presuriza la mezcla de lodos con aire, a una presión de 6 bares y se 
descomprime después a la entrada del flotador o también se puede presurizar directamente agua 
clarificada que se inyecta después en el propio lodo (Gutiérrez, 2014). 
• Estabilización 
 
La estabilización se realiza con el objetivo de reducir los patógenos, eliminar olores y 
reducir o eliminar la capacidad de putrefacción de la materia orgánica (García, 2006), entre los 
tipos de estabilización existentes se encuentra la estabilización aeróbica, la anaeróbica y la 
estabilización química. 
En la estabilización aeróbica se oxida la materia orgánica por acción microbiológica a través 
de un aporte de oxígeno en los digestores abiertos. De este modo se reduce la masa final del 
lodo, modificándolo para adecuarlo a procesos posteriores (Condorchem Envitech, 2021). La 
estabilización anaeróbica consiste en la degradación de la materia orgánica en ausencia de 
oxígeno, liberando así energía, metano, dióxido de carbono y agua gracias a la acción de algunos 
tipos de bacterias. Se produce en las etapas de hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis