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Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de al

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2019 
Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de 
almacenamiento, red de distribución y tanques residenciales en el almacenamiento, red de distribución y tanques residenciales en el 
municipio de Fortul, departamento de Arauca municipio de Fortul, departamento de Arauca 
Niray Andrés Enciso Jauregui 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Enciso Jauregui, N. A. (2019). Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de 
almacenamiento, red de distribución y tanques residenciales en el municipio de Fortul, departamento de 
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SEGUIMIENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE CLORO RESIDUAL EN 
TANQUE DE ALMACENAMIENTO, RED DE DISTRIBUCIÓN Y 
TANQUES RESIDENCIALES EN EL MUNICIPIO DE FORTUL, 
DEPARTAMENTO DE ARAUCA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NIRAY ANDRÉS ENCISO JAUREGUI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2019
SEGUIMIENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE CLORO RESIDUAL EN 
TANQUE DE ALMACENAMIENTO, RED DE DISTRIBUCIÓN Y 
TANQUES RESIDENCIALES EN EL MUNICIPIO DE FORTUL, 
DEPARTAMENTO DE ARAUCA. 
 
 
 
 
NIRAY ANDRÉS ENCISO JAUREGUI 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de 
Ingeniero civil 
 
 
 
Director temático 
Ing. Edder Alexander Velandia Durán 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2019
Agradecimientos 
 
 
 
El autor expresa su agradecimiento a: 
 
 
A Dios todo poderoso que me ha guiado y acompañado en todo el proceso de formación y 
crecimiento profesional y al Ingeniero Edder Alexander Velandia Duran quien como Director 
temático me guio y oriento en cada paso en la realización de este proyecto con su experiencia y 
conocimiento. 
 
A los demás que me acompañaron y fueron mi fortaleza para sacar adelante este trabajo de grado 
y a mi familia por estar hay siempre, cuando se presentaron dificultades les agradezco por su apoyo 
y aporte en cada momento de mi proceso formativo y en especial en este proyecto. 
 
Finalmente, mi agradecimiento a EMCOAAAFOR E.S.P quien como entidad prestadora del 
servicio de agua potable del Municipio de Fortul me facilito y permitió desarrollar este proyecto 
en sus instalaciones. 
 
 
 
Gracias 
 
 
2 
 
Nota de aceptación 
 
 
 
_________________________________ 
_________________________________ 
_________________________________ 
_________________________________ 
_________________________________ 
 
 
 
 
 
 
_________________________________ 
Firma Director de Programa 
 
 
 
 
_________________________________ 
Firma de Jurado 
 
 
 
__________________________________ 
Firma de Jurado 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C, 30 de mayo de 2019
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 10 
1. ASPECTOS GENERALES ..................................................................................................... 2 
1.1. Título del Proyecto ........................................................................................................... 2 
1.2. Descripción del Problema ................................................................................................ 2 
1.1. Formulación del Problema ............................................................................................... 3 
1.2. Justificación ...................................................................................................................... 4 
1.3. Objetivos .......................................................................................................................... 6 
1.3.1. Objetivo General ....................................................................................................... 6 
1.3.2. Objetivos Específicos................................................................................................ 6 
1.4. Alcance ............................................................................................................................. 7 
2. RESUMEN DEL PROYECTO ............................................................................................... 9 
3. MARCO REFERENCIAL .................................................................................................... 10 
3.1. Antecedentes Teóricos ................................................................................................... 10 
3.2. Marco Teórico ................................................................................................................ 16 
3.2.1. Cloración ................................................................................................................. 16 
3.2.2. Tipos de Dosificación ............................................................................................. 17 
3.2.3. Decaimiento del Desinfectante y Variables que Afectan su Concentración ........... 18 
3.3. Marco Conceptual .......................................................................................................... 21 
3.4. Marco Legal ................................................................................................................... 22 
3.5. Marco Contextual ........................................................................................................... 24 
3.5.1. Generalidades .......................................................................................................... 24 
3.5.2. Uso del Suelo .......................................................................................................... 25 
3.5.3. Población................................................................................................................. 25 
3.5.4. Pisos Climaticos ...................................................................................................... 25 
3.5.5. Climatologia ............................................................................................................ 26 
3.5.6. Actividades Económicas de la Región .................................................................... 26 
3.5.7. Oferta Hídrica ......................................................................................................... 27 
3.5.8. Condiciones Actuales del Sistema de Acueducto del Casco Urbano de Fortul ...... 27 
4. METODOLOGÍA .................................................................................................................. 37 
4.1. ETAPAS O FASES DEL PROCESO INVESTIGATIVO ............................................ 37 
 
 
4.2. MATERIALES, EQUIPOS, REACTIVOS YSOFTWARE ......................................... 40 
4.2.1. Materiales ................................................................................................................ 40 
4.2.2. Equipos ................................................................................................................... 40 
4.2.3. Reactivos ................................................................................................................. 40 
4.2.4. Software .................................................................................................................. 41 
4.3. Descripción Técnica y Manejo de los Equipos .............................................................. 41 
4.3.1. Mini fotómetro para alcalinidad HI 775 ................................................................. 41 
4.3.2. Mini fotómetro para Cloro Libre HI 701 ................................................................ 44 
4.3.3. Tester Medidor de PH / CE / TDS / temperatura, HI 98129................................... 48 
5. TRABAJO INGENIERIL...................................................................................................... 51 
5.1. ANTECEDENTE HISTÓRICO DEL COMPORTAMIENTO DEL CLORO EN LA 
PLANTA DE TRATAMIENTO ............................................................................................... 51 
5.2. REGISTROS DIARIOS EN LA PTAP Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL 
MUNICIPIO DE FORTUL ....................................................................................................... 64 
5.3. MONITOREO EN TANQUES ELEVADOS DOMICILIARIOS Y PUNTOS DE 
MUESTREO EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN .................................................................... 65 
5.3.1. Comportamiento del Cloro Durante el Monitoreo Realizado ................................. 66 
Características Principales de las Viviendas ......................................................................... 67 
5.3.2. Comportamiento del Cloro Libre Residual en Función de la Temperatura en las 
Viviendas Monitoreadas ........................................................................................................ 86 
5.3.3. Variación del Residual de Cloro Libre en Función de las Variables Monitoreadas 86 
5.4. MODELACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA ...................................................... 129 
5.4.1. Programa Computacional EPANET ..................................................................... 129 
5.4.2. Fundamento Teóroco de la Reacción .................................................................... 129 
5.4.3. Comportamiento de la Reacción ........................................................................... 130 
5.4.4. Sectorización del Municipio en Función del Comportamiento de la Concentración 
de Cloro Libre Residual ....................................................................................................... 133 
...................................................................................................................................... Conclusiones
..................................................................................................................................................... 147 
6................................................................................................................................................... 147 
7. Recomendaciones ................................................................................................................ 150 
8. Bibliografía .......................................................................................................................... 151 
 
 
 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 
 
Ilustración 1: Tanques Elevados de Vivienda en el Municipio de Fortul de Asbesto Cemento 
(Eternit) y Plástico. Fuente: El Autor ............................................................................................. 3 
Ilustración 2: Tanque Elevado de Vivienda en el Municipio de Fortul de Plástico. ..................... 4 
Ilustración 3: Vista Aérea de la Zona Urbana del Municipio de Fortul, departamento de Arauca 8 
Ilustración 4: Localización Geográfica del Municipio de Fortul, Departamento de Arauca ...... 24 
Ilustración 5: Planta de Tratamiento de Agua Potable ................................................................ 30 
Ilustración 6: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función del 
Diámetro Sector Inicial ................................................................................................................. 32 
Ilustración 7: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función del 
Diámetro Sector Final ................................................................................................................... 33 
Ilustración 8: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función de la 
Longitud ........................................................................................................................................ 34 
Ilustración 9: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución de Presión ................. 35 
Ilustración 10: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución de Presión ............... 36 
Ilustración 11: Componentes del Equipo HI 775 ........................................................................ 42 
Ilustración 12: Modo de Empleo “Encendido” Fuente: (Hanna Instruments) ........................... 42 
Ilustración 13: Modo de Empleo “Introducción de la Muestra sin tratar” .................................. 43 
Ilustración 14: Modo de Empleo “Indicación para la Introducción de la Muestra con el 
Reactivo” Fuente: (Hanna Instruments)........................................................................................ 43 
Ilustración 15: Modo de Empleo “Preparación de la Muestra con el Reactivo” Fuente: (Hanna 
Instruments) .................................................................................................................................. 43 
Ilustración 16: Componente del Equipo HI 701 ......................................................................... 45 
Ilustración 17: Modo de Empleo “Encendido” ........................................................................... 46 
Ilustración 18: Modo de Empleo “Introducción de la Muestra sin Tratar” Fuente: (Hanna 
Instruments) .................................................................................................................................. 46 
Ilustración 19: Modo de Empleo “Indicación para la Introducción de la Muestras con el 
Reactivo” Fuente: (Hanna Instruments)........................................................................................ 46 
Ilustración 20: Modo de Empleo “Preparación de la Muestra con el Reactivo” Fuente: (Hanna 
Instruments) .................................................................................................................................. 47 
Ilustración 21: Componentes del Equipo HI 98129 Fuente: (Hanna Instruments) ..................... 48 
Ilustración 22: Valores Registrados en Pantalla Primaria Fuente: (Hanna Instruments) ............ 50 
Ilustración 23: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 1 Fuente: El Autor ................ 68 
Ilustración 24: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 2 Fuente: El Autor ................ 69 
Ilustración 25: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 3 Fuente: El Autor ................. 70 
Ilustración 26: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 4 Fuente: El Autor ................. 71 
Ilustración 27: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 5 Fuente: El Autor ................. 72 
Ilustración 28: Registro de Datos Tanque Elevado Vivienda N° 6 Fuente: El Autor ................. 73 
Ilustración 29: Localización de las Viviendas Monitoreadas ..................................................... 74 
Ilustración 30: Modelación Hidráulica Red de Distribución Municipio de Fortul ...................131 
Ilustración 31: Plano del Tramo Inicial y Red de Distribución Municipal Exportado a EPANET
..................................................................................................................................................... 131 
 
 
Ilustración 32: Modelación Hidráulica Tramo Inicial y Red de Distribución Municipal ......... 132 
Ilustración 33: Distribución de los Puntos de Muestreo Monitoreados en la Red Principal..... 133 
Ilustración 34: Curva de Consumo adoptada para el Municipio de Fortul Fuente: Modelación 
Epanet. Adaptado: Autor .......................................................................................................... 141 
Ilustración 35: Curva de Evolución Temporal del Cloro en el Punto de Muestro 10 Fuente: 
Modelación Epanet. Adaptado: Autor ...................................................................................... 141 
Ilustración 36: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Demanda Base Municipal Sector 
Inicial .......................................................................................................................................... 142 
Ilustración 37: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Demanda Base Sector Final ...... 143 
Ilustración 38: Variación en la Concentración de Cloro en el Sector 1 .................................... 144 
Ilustración 39: Variación en la Concentración de Cloro en el Sector 2 .................................... 145 
Ilustración 40: Variación en la Concentración de Cloro en el Sector 2 .................................... 146 
Ilustración 41: Variación en la Concentración de Cloro en el Sector 3 .................................... 146 
Ilustración 42: Variación en la Concentración de Cloro en el Sector 3 .................................... 147 
 
ÍNDICE DE GRÁFICAS 
 
 
Gráfica 1: Influencia de la Temperatura Sobre la Concentración de Cloro a lo largo del Tiempo
....................................................................................................................................................... 11 
Gráfica 2: Comportamiento del Residual de Cloro Libre – Etapa I Ciudad de Machala ............ 12 
Gráfica 3: Comportamiento del Residual de Cloro Libre – Etapa II Ciudad de Machala ........... 12 
Gráfica 4: Perdidas de Cloro Libre en Reacción con Tanque, agua y Pared de Tubería ............ 13 
Gráfica 5: Decaimiento del Cloro en Función del Tiempo de Residencia del Agua en la Red .. 14 
Gráfica 6: Comportamiento del Cloro Libre Residual en Función del Tiempo .......................... 15 
Gráfica 7: Variación de la Concentración del Cloro a lo Largo de la Tubería ............................ 16 
Gráfica 8: Comportamiento Modelado de la Concentración del Cloro Libre Residual en un 
Nodo .............................................................................................................................................. 16 
Gráfica 9: Curva de Ionización del HOCL en Función del pH ................................................... 19 
Gráfica 10: Curva de Demanda de Cloro. ................................................................................... 19 
Gráfica 11: Histograma de Variación Mensual del Cloro Residual en el Periodo Registrado 
Disponible ..................................................................................................................................... 59 
Gráfica 12: Diagrama Climatológico (Climograma) del Municipio de Fortul (CLIMATE-
DATA.ORG, 2018) ....................................................................................................................... 60 
Gráfica 13: Comportamiento Mensual del Cloro Residual en los Límites Establecidos ............ 63 
Gráfica 14: Variación Mensual en la Temperatura del Municipio de Fortul .............................. 64 
Gráfica 15: Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la Vivienda 1 – Tanque 
A-C ................................................................................................................................................ 75 
Gráfica 16: Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la Vivienda 1 – Tanque 
PVC ............................................................................................................................................... 76 
Gráfica 17: Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la Vivienda 1 – Tanque 
Autoconstruido .............................................................................................................................. 77 
Gráfica 18: Comportamiento de la Temperatura en Tanques de Diferente Material Vivienda 1 79 
 
 
Gráfica 19: Comportamiento del C.L.R. en Función de la Temperatura – Tanques de Material 
Diferente Vivienda 1 ..................................................................................................................... 79 
Gráfica 20: Comportamiento de la Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la 
Vivienda 2 - Tanque PVC ............................................................................................................. 81 
Gráfica 21: Comportamiento de la Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la 
Vivienda 3 – Tanque PVC ............................................................................................................ 82 
Gráfica 22: Comportamiento de la Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la 
Vivienda 4 – Tanque PVC ............................................................................................................ 83 
Gráfica 23: Comportamiento de la Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la 
Vivienda 5 – Tanque PVC ............................................................................................................ 84 
Gráfica 24: Comportamiento de la Concentración del Cloro Residual Libre en el Tiempo para la 
Vivienda 6 – Tanque PVC ............................................................................................................ 85 
Gráfica 25: Comportamiento de la Concentración del Cloro Libre Residual en Función de la 
Temperatura Para las Viviendas Monitoreadas ............................................................................ 87 
Gráfica 26: Efecto de la Temperatura sobre el Cloro Residual ................................................... 89 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
Figura 1: Variación Diaria Mensual (Julio – Octubre) Año 2016 ............................................... 53 
Figura 2: Variación Diaria Mensual (Noviembre – Diciembre) Año 2016 ................................. 54 
Figura 3: Variación Diaria Mensual (Enero – Abril) Año 2017.................................................. 56 
Figura 4: Variación Diaria Mensual (Mayo – Agosto) Año 2017 ............................................... 57 
Figura 5: Variación Diaria Mensual (Septiembre – Diciembre) Año 2017 ................................ 58 
Figura 6: Gráficas De Precipitaciones Totales Y Caudales Medios Mensuales En Estaciones 
Aledañas Al Municipio De Fortul................................................................................................. 61 
Figura 7: Relación De La Concentración Del Cloro Libre Residual El Función De Las Variables 
Registradas (Valores Medios) ....................................................................................................... 92 
Figura 8: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ........................................................................................................ 94 
Figura 9: Relación De La Concentración Del Cloro Libre Residual El Función De Las Variables 
Registradas (Valores Medios) ....................................................................................................... 96 
Figura 10: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valoresmedios) ........................................................................................................ 98 
Figura 11: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 100 
Figura 12: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 102 
Figura 13: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 104 
Figura 14: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 106 
 
 
Figura 15: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 108 
Figura 16: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 110 
Figura 17: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 112 
Figura 18: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 114 
Figura 19: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 116 
Figura 20: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 118 
Figura 21: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 120 
Figura 22: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 122 
Figura 23: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 124 
Figura 24: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 126 
Figura 25: Relación de la Concentración del Cloro Libre Residual el Función de las Variables 
Registradas (valores medios) ...................................................................................................... 128 
Figura 26: Comportamiento Diario del Cloro Libre Residual Teórico y Monitoreado – Sector 1
..................................................................................................................................................... 137 
Figura 27: Comportamiento Diario del Cloro Libre Residual Teórico y Monitoreado – Sector 2
..................................................................................................................................................... 138 
Figura 28: Comportamiento Diario del Cloro Libre Residual Teórico y Monitoreado ............. 139 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1: Composición de la Red de Distribución de Agua Potable del Municipio de Fortul ..... 31 
Tabla 2: Especificaciones técnicas Mini fotómetro para Alcalinidad ......................................... 41 
Tabla 3: Especificaciones Técnicas Mini Fotómetro para Cloro Libre ....................................... 45 
Tabla 4: Especificaciones Técnicas Tester Medidor de PH / CE / TDS / temperatura, HI 98129 – 
HI 98130 ....................................................................................................................................... 49 
Tabla 5: Localización Georreferenciada de las Viviendas Monitoreadas ................................... 66 
Tabla 6: Localización Georreferenciada de las Puntos de Muestreo Monitoreados .................... 67 
Tabla 7: Concentración de Cloro Residual Libre y Combinado en Función del pH ................... 90 
Tabla 8: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ............................................. 91 
Tabla 9: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ............................................. 93 
Tabla 10: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ........................................... 95 
Tabla 11: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ........................................... 97 
 
 
Tabla 12: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ........................................... 99 
Tabla 13: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ......................................... 101 
Tabla 14: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ......................................... 103 
Tabla 15: Registro Diario Promedio Tanque Elevado Domiciliario ......................................... 105 
Tabla 16: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 01 ...................................................... 107 
Tabla 17: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 02 ...................................................... 109 
Tabla 18: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 03 ...................................................... 111 
Tabla 19: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 04 ...................................................... 113 
Tabla 20: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 05 ...................................................... 115 
Tabla 21: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 06 ...................................................... 117 
Tabla 22: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 07 ...................................................... 119 
Tabla 23: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 08 ...................................................... 121 
Tabla 24: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 09 ...................................................... 123 
Tabla 25: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 10 ...................................................... 125 
Tabla 26: Registro Diario Promedio Punto de Muestreo 11 ...................................................... 127 
 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El agua es el recurso más importante que requieren los seres humanos y las demás formas 
de vida en el planeta, por tanto, su consumo se ve incrementado de forma directamente 
proporcional al aumento de las poblaciones, lo cual ha obligado la explotación de todo tipo de 
fuentes hídricas, muchas veces ignorando el contenido de elementos y/o agentes patógenos 
presentes en ésta, por consiguiente, se acentúa la morbilidad y mortalidad asociada al consumo del 
líquido en condiciones no salubres en sectores donde no se realiza ningún tipo de estudio que 
permita identificar las características físico químicas y biológicas del agua explotada. 
La identificación de las condiciones preliminarescaracterísticas del agua captada, facilita 
la selección del método apropiado para el tratamiento de la misma y el proceso que debe seguir en 
cada etapa; pretratamiento (desarenación y conducción a la PTAP), aireación, floculación, 
sedimentación, filtración y desinfección, siendo esta última concluyente en el proceso de 
potabilización y calidad. La medición de la calidad del agua tratada hace referencia entre otros 
factores a su contenido de cloro, no obstante, este depende directamente del tratamiento que ha 
tenido el recurso una vez es captada. 
En Colombia el Decreto 1575 de 2007 instaura frecuencias y numero de muestras para el 
control de la calidad física y química del agua en función del número de habitantes atendidos, las 
cuales debe efectuar el prestador del servicio de abastecimiento y la autoridad sanitaria en la red 
de distribución; la norma establece que el cloro libre residual debe encontrarse en un rango 
comprendido entre 0,3 y 2,0 mg/L, esto garantiza que el desinfectante ha eliminado la mayor 
cantidad de organismos peligrosos para la salud (World Health Organization, 2008). 
 
 
El presente estudio permite identificar el comportamiento del Cloro Libre Residual en el 
tanque de almacenamiento, red de distribución y tanques residenciales (seleccionados) del 
municipio de Fortul en el departamento de Arauca y su correlación con otros parámetros como 
temperatura, pH, alcalinidad, tiempo de permanencia y conductividad, sumado a las condiciones 
que disminuyen la concentración del desinfectante y las alternativas para contrarrestar el fenómeno 
que causa el decaimiento. 
2 
 
1. ASPECTOS GENERALES 
 
1.1. Título del Proyecto 
Seguimiento de la concentración de cloro residual en tanque de almacenamiento, red de 
distribución y tanques residenciales en el Municipio de Fortul, Departamento de Arauca. 
 
1.2. Descripción del Problema 
El cloro es un componente del agua potable indispensable para garantizar su pureza desde 
la PTAP hasta el usuario final al evitar la proliferación de carga biológica que pueda ser nociva 
para la salud humana. El cloro es un químico que en el agua presenta una condición de decaimiento 
que depende entre otras variables, del pH del agua, la temperatura, el tiempo de contacto y las 
características de las tuberías. 
En sitios con altas temperaturas (como es el caso del municipio de Fortul), la exposición 
de los tanques de almacenamiento públicos y domiciliarios a la radiación solar generan un aumento 
de la temperatura del agua, hecho que afecta la concentración de cloro que sumado a las 
condiciones de pH, alcalinidad y tiempos de permanencia inciden en el comportamiento del 
desinfectante. Para conocer este efecto, se seleccionó el Municipio de Fortul, considerando que 
cuenta con un registro de temperaturas que varía desde 14°C la mínima y una máxima que alcanza 
los 38,6°C debido a su posición geográfica. En el Municipio la entidad prestadora del servicio es 
la Empresa Comunitaria de Acueducto, Alcantarillado y Aseo Urbano y Rural del Municipio de 
Fortul (EMCOAAAFOR E.S.P), en el cual se realizó un monitoreo de las concentraciones de cloro 
a la salida de la planta, en el tanque de almacenamiento, puntos dentro de la red de distribución de 
agua potable y en tanques de almacenamiento domiciliario. 
3 
 
Se logró identificar el comportamiento de las concentraciones de cloro residual a lo largo 
de la red de distribución principal las cuales se encontraron dentro del rango establecido de acuerdo 
con la normatividad nacional vigente, además se monitoreó las concentraciones de cloro en el agua 
durante las horas de mayor exposición a la radiación solar (9:00 am – 4:00 pm) en los tanques de 
almacenamiento domiciliarios seleccionados para el caso de estudio, con lo cual se evidenció 
cambios en las concentraciones y su relación con la temperatura ambiente. 
 
Ilustración 1: Tanques Elevados de Vivienda en el Municipio de Fortul de Asbesto Cemento (Eternit) y Plástico. 
Fuente: El Autor 
 
1.1. Formulación del Problema 
¿Cuáles son las concentraciones de cloro residual en el tanque de almacenamiento, red de 
distribución y tanques elevados residenciales en el Municipio de Fortul, Departamento de Arauca 
y las variables que inciden en sus valores? 
 
4 
 
 
Ilustración 2: Tanque Elevado de Vivienda en el Municipio de Fortul de Plástico. 
Fuente: El Autor 
 
1.2. Justificación 
El municipio de Fortul debido al cambio climático y a su posición geográfica presenta altas 
temperaturas que alteran la concentración y a su vez la efectividad del cloro como método de 
desinfección en la planta de tratamiento de agua potable, la decadencia del cloro va en aumento 
conforme se incrementa la temperatura, por tanto, la relación tiempo-concentración varía, así 
mismo se tienen en cuenta otras variables como el pH, alcalinidad y conductividad. La degradación 
del cloro puede afectar a la población servida, ya que el agua podría no cumplir los índices mínimos 
de calidad física, química y microbiológica para el consumo humano dispuestos en la ley. 
(Resolución No. 2115 de 2007. Ministerio de la Protección Social y Ministerio de Ambiente, 
Vivienda y Desarrollo Territorial). 
5 
 
La decadencia del cloro puede ser generalizada en toda planta de tratamiento a partir de 
ciertos niveles de temperatura de acuerdo a su localización geográfica, la cual puede causar 
problemas de salud en sus usuarios si no es identificada y controlada. Con este marco descrito el 
propósito de esta investigación pretende establecer una serie de medidas con el fin de contrarrestar 
las altas temperaturas que afecten la concentración de cloro residual al interior del tanque de 
almacenamiento de la planta de agua potable, tanques domiciliarios y red de distribución, teniendo 
en cuenta la localización de las mismas y la vegetación arbórea y arbustiva presente, así mismo 
identificar la ubicación óptima de los tanques de almacenamiento de la población servida. 
Para evaluar y monitorear el impacto de la temperatura en la decadencia del cloro, en la 
planta de tratamiento del municipio de Fortul se tomaron muestras en la salida del tanque de 
almacenamiento, de la misma manera en once (11) puntos de la red de distribución y en seis (6) 
viviendas ubicadas en el casco urbano municipal que cuentan con tanque elevado para su 
abastecimiento, considerando las características de cada uno como material y localización zonal al 
interior del predio. 
Considerando la importancia que tiene el cloro como agente de desinfección, el cual al 
entrar en contacto con el agua elimina la gran mayoría de organismos causantes de enfermedades 
(World Health Organization, 2008), es necesario monitorear el contenido de éste una vez es 
aplicado en la planta de tratamiento, así mismo identificar su comportamiento en la red de 
distribución y tanques de almacenamiento domiciliario, debido a que es consumido a medida que 
elimina microorganismos, por esta razón, al encontrar presencia del desinfectante durante el 
análisis de una muestra de agua indicaría que han sido destruidos la mayoría de organismos 
peligrosos haciendo más seguro su consumo (World Health Organization, 2008), de lo contrario 
señalaría que el agua no es totalmente potable, adicionalmente, si el cloro supera el máximo 
6 
 
contenido establecido en la normatividad vigente, existe la posibilidad que al reaccionar con 
materia orgánica incremente la formación de trihalometanos (THMs), compuesto nocivo para la 
salud (Ramírez Quirós, 2005). 
Esta investigación permite identificar el comportamiento del cloro libre residual a lo largo 
de la conducción del agua hasta el consumidor final y tanques de almacenamiento domiciliario en 
el municipio de Fortul, Arauca, en función de la cantidad de desinfectante introducido, 
considerando parámetros como son, pH, alcalinidad, conductividad y temperatura. 
 
1.3. Objetivos 
1.3.1. ObjetivoGeneral 
 
Realizar el seguimiento a la concentración de cloro residual en tanque de almacenamiento, 
red de distribución y tanques elevados en el Municipio de Fortul, Departamento de Arauca. 
 
1.3.2. Objetivos Específicos 
 
 Realizar el seguimiento de la concentración de cloro residual en el Municipio de Fortul en 
el tanque de almacenamiento durante un periodo de 3 días y paralelamente toma de los 
indicadores de pH, temperatura, alcalinidad y conductividad. 
 
 Realizar el monitoreo de la concentración de cloro residual en 11 puntos de la red de 
distribución durante un periodo de 3 días. 
 
7 
 
 Realizar el modelamiento por EPANET de la red con relación a cloro residual para 
identificar la relación hidráulica y concentración de cloro en la red de distribución del 
municipio. 
 
 Realizar el seguimiento de la concentración de cloro residual en seis (6) viviendas que 
cuenten con tanque elevado (eternit, autoconstruidos y plástico), durante un periodo de 3 
días y paralelamente toma de los indicadores de pH, temperatura, alcalinidad y 
conductividad. 
 
 Realizar una comparación de resultados teóricos y resultados de las mediciones de campo 
de cloro residual, identificando posibles situaciones que afectan los valores y alternativas 
para reducir la temperatura en tanques de almacenamiento de agua. 
 
1.4. Alcance 
El monitoreo de la concentración de cloro residual fue realizado en el Municipio de Fortul, 
localizado en el Departamento de Arauca, limitando con los municipios de Saravena, Tame, 
Arauquita y Guican – Boyacá. 
El Municipio de Fortul cuenta con la empresa de Acueducto y Alcantarillado comunitario 
Empresa Comunitaria de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Fortul (EMCOAAAFOR), la cual 
administra y potabiliza el agua según la normatividad vigente por los diferentes entes de control 
garantizando la calidad del agua para el consumo de la población del municipio. 
8 
 
 
Ilustración 3: Vista Aérea de la Zona Urbana del Municipio de Fortul, departamento de Arauca 
Fuente: Google Earth. Fecha de Imagen: 01/10/2014. Fecha de Captura: 12/05/2016 
 
Las zonas de monitoreo definidas para realizar el estudio en mención corresponden a once (11) 
puntos de muestreo distribuidos a lo largo y ancho de la red de distribución, definidos según el 
Esquema de Ordenamiento Territorial (EOT) del municipio, además de la salida del tanque de 
almacenamiento de la planta de tratamiento para agua potable y seis (6) viviendas donde se tomó 
registro del contenido de desinfectante en los tanque de almacenamiento domiciliarios ubicados al 
interior de estas, teniendo en cuenta el material y condiciones particulares de los mismos, como 
hábitos de consumo de los hogares servidos. De acuerdo a lo anterior, se realizó un monitoreo en 
cada punto por un periodo de tres (3) días, con el propósito de lograr identificar variaciones en el 
comportamiento del cloro, así como la influencia ante la oscilación de otros parámetros 
característicos del agua como: pH, alcalinidad, conductividad y temperatura. 
 
9 
 
2. RESUMEN DEL PROYECTO 
 
En las plantas de tratamiento de agua para el consumo humano se pueden emplear 
diferentes técnicas de tratamiento y de desinfección. El cloro es un químico que se emplea para la 
inactivación de diferentes microorganismos y su efectividad está influenciada por la concentración 
aplicada, tiempo de contacto, temperatura, componentes y pH del agua. 
En el país, existen dificultades con el monitoreo y seguimiento del Cloro Residual en los 
acueductos, siendo un tema de relevancia al garantizarse la calidad del agua potable en el sistema. 
Según la Resolución 2115 de 2007 del Ministerio de la Protección Social y Ministerio de 
Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (Resolución No. 2115 de 2007, MPS-MAVDT) se 
establece un rango entre 0,3 – 2,0 mg/litro para el contenido de cloro residual en el agua potable 
para consumo humano, rango que se debe cumplir y verificar en cualquier punto de la red de 
distribución. 
Como caso de estudio se definió el municipio de Fortul, el cual cuenta con una planta de 
tratamiento de agua potable (PTAP) diseñada y operada según lo establecido en el RAS2000 y 
demás normatividad vigente. La planta emplea en el proceso de desinfección el Hipoclorito de 
Sodio, dosificado según la eficiencia del proceso de filtración, y teniendo en cuenta la temperatura 
y el pH del agua. 
 La investigación se enfocó en medir la decadencia del cloro en una red de distribución de 
un municipio colombiano, considerando como variable relevante la temperatura y la configuración 
de la red de acueducto. Para ello se tomaron datos de calidad del agua a la salida de la PTAP (pH, 
cloro residual y temperatura) en la salida del tanque de almacenamiento, en diferentes puntos de 
la red de distribución (11 puntos) y en tanques elevados (8 tanques domiciliarios) de diferentes 
domicilios . Además, se realizó el modelamiento de la red con EPANET y se comparó los 
10 
 
resultados obtenidos con los valores de las muestras a lo largo de la red. Por último, se valoró la 
condición del desinfectante en los tanques domiciliarios monitoreados en seis (6) viviendas del 
municipio. 
 
Palabras Clave 
Cloro residual, Planta de tratamiento de Agua Potable PTAP, Temperatura, Alcalinidad, 
Conductividad y pH (Potencial de Hidrogeno). 
 
3. MARCO REFERENCIAL 
 
3.1. Antecedentes Teóricos 
 Estabilidad de la solución de hipoclorito de sodio producido in situ en la ciudad de 
Lima (Rojas Vargas & Guevara Vásquez, 2000) recuperado de http://www.bvsde.ops-
oms.org/tecapro/documentos/agua/iEstabilidad.pdf. Esta investigación es el resultado de una 
serie de pruebas realzadas para analizar el comportamiento del hipoclorito de sodio in situ, 
teniendo en cuenta diferentes factores como la iluminación, el tipo de frasco y pH. Uno de los 
resultados demuestra que la concentración de cloro disminuye conforme aumenta la 
temperatura a lo largo del tiempo de estudio (ver Grafica 1). 
 
11 
 
 
 
Gráfica 1: Influencia de la Temperatura Sobre la Concentración de Cloro a lo largo del Tiempo 
Fuente: (Rojas Vargas & Guevara Vásquez, 2000) 
 
 Disminución de la Calidad del Agua por Variaciones del Cloro Libre Residual entre 
la Red de Distribución y la Red Interna de los Usuarios en Urbanización Ciudad Verde de la 
Ciudad de Machala, Provincia de El Oro (Cepeda Granda, 2015). En este trabajo de grado 
realizado en la ciudad de Machala (Ecuador), establece que existe una disminución en la 
concentración de cloro debido al almacenamiento del agua en cisternas al interior de las 
viviendas en la primera etapa de las dos definidas para la zona de estudio. Sin embargo, en la 
segunda etapa, cuya distribución de agua depende del aprovisionamiento en un tanque general, 
se evidencia un comportamiento más estable del desinfectante dentro de los límites instaurados 
por reglamentos que rigen el sector. 
 
 
 
12 
 
 
 
Gráfica 2: Comportamiento del Residual de Cloro Libre – Etapa I Ciudad de Machala 
Fuente: (Cepeda Granda, 2015) 
 
 
Gráfica 3: Comportamiento del Residual de Cloro Libre – Etapa II Ciudad de Machala 
Fuente: (Cepeda Granda, 2015) 
 
 Modelación Hidráulica y de Calidad del Agua en Redes de Agua Potable (Comisión 
Nacional del Agua, 2007), en este manual se alude un trabajo realizado por Rossman (1993), 
donde se establece la existencia de tres diferentes tipos de pérdidas en la concentración del 
cloro, debidas a la reacción del desinfectante en tanques de almacenamiento, en contacto con 
el agua y en las paredes de la tubería, donde se destaca esta última como la que produce las 
mayores pérdidas. 
13 
 
 
Gráfica 4: Perdidas de Cloro Libre en Reacción con Tanque, agua y Pared de Tubería 
Fuente: (Comisión Nacional del Agua, 2007) 
 
 Modelo Experimental para Evaluar Cloro Residual en el Agua de las Redes de 
Distribución del Acueducto Metropolitanode Bucaramanga S.A. ESP (amb). (Barragan 
Cardozo, 2010) Universidad Industrial de Santander. El autor formula dos modelos 
experimentales para la red de distribución de estudio. Este modelo le permite finalmente 
graficar el decaimiento del cloro residual según los tiempos de residencia del agua en la red. 
 
 
 
14 
 
 
Gráfica 5: Decaimiento del Cloro en Función del Tiempo de Residencia del Agua en la Red 
Fuente: (Barragan Cardozo, 2010) 
 
 Decaimiento de la Calidad del Agua por Variaciones del Cloro Residual entre la 
Red de Distribución Distrital y la Red de Distribución Interna de los Usuarios (Diaz Merchan, 
2002) Universidad de los Andes. En esta tesis estudia el decaimiento del cloro residual que 
existe entre la red de distribución distrital hasta la red interna de cada usuario. Se encuentra 
que el comportamiento del cloro no describe un patrón determinado, sin embargo, se asegura 
que la calidad del agua en la ciudad es muy alta, ya que, de acuerdo con los registros, el cloro 
no estuvo por debajo del límite establecido por el decreto 475. Adicionalmente establece como 
recomendación disminuir el volumen de los tanques con el propósito de reducir el Tiempo de 
Retención Hidráulica considerando que el caudal de consumo es constante. 
 
 
 
 
 
15 
 
 
Gráfica 6: Comportamiento del Cloro Libre Residual en Función del Tiempo 
Fuente: (Diaz Merchan, 2002) 
 
 Modelación para Evaluar Cloro Residual en la Red Principal del Sistema de Agua 
Potable de Buenavista, Cantón Pasaje, Provincia de El Oro (Aguilar Siguenza, 2015). En este 
estudio el autor, a partir de las lecturas del Cloro Libre Residual, medido en el muestreo 
realizado, demuestra que la concentración del desinfectante expone un comportamiento 
inversamente proporcional en función de la longitud de tubería, considerando el tramo 
comprendido entre la planta potabilizadora y el centro poblado, así mismo de acuerdo a la 
modelación presenta una gráfica que representa la variación del cloro en uno de los nodos 
estudiados, la cual exhibe una conducta cíclica con concentraciones que varían desde los 0,12 
mg/L hasta 0,43 mg/L, debido a la dosificación constante en la planta de tratamiento. 
 
 
 
 
16 
 
 
Gráfica 7: Variación de la Concentración del Cloro a lo Largo de la Tubería 
Fuente: (Aguilar Siguenza, 2015) 
 
 
Gráfica 8: Comportamiento Modelado de la Concentración del Cloro Libre Residual en un Nodo 
Fuente: (Aguilar Siguenza, 2015) 
 
3.2. Marco Teórico 
3.2.1. Cloración 
 
17 
 
La cloración es sin lugar a dudas uno de los sistemas de desinfección más utilizado en 
plantas de tratamiento para agua potable, debido a su acción germicida y alta capacidad de 
oxidación (Pérez López & Espigares García, 1995), sumado a su versatilidad de almacenamiento 
ya que se encuentra disponible en forma granular, liquida y gaseoso, fácil aplicación producto de 
su alta solubilidad, conserva un remanente en su concentración conocida como residual de cloro 
que mantiene su acción germicida al interior de la tubería de distribución y es un producto 
relativamente económico en relación con otros agentes desinfectantes (Quispe Lozano & Torres 
Esparta, 2018). 
Con el fin de mantener un residual de cloro libre en la red de distribución y tanques de 
almacenamiento, que mitigue o elimine la proliferación de microrganismos y demás agentes 
patógenos en el agua, es necesario disponer de un sistema de dosificación para conservar una 
concentración constante de desinfectante. 
 
3.2.2. Tipos de Dosificación 
 
En la actualidad existe un sin número de sistemas de dosificación los cuales dependen 
estrictamente del desinfectante a utilizar, dentro de los más implementados se encuentra: 
Dosificación de Cloro en Pastillas: que como su nombre lo indica depende de la 
disolución de una cantidad constante de cloro en tableta al entrar en contacto con el 
agua. 
Dosificación Empleando un Vénturi: de acuerdo con Chauca Chicaiza & Orozco 
Cantos (2012) el vacío generado al cruzar el agua a través del vénturi acciona una 
válvula anti retorno y posteriormente abre una válvula que permite la entrada del gas, 
la cual es aplicada como disolución una vez se mezcla con el agua en un dispositivo 
eyector eyector. 
18 
 
Dosificador Automatizado de Hipoclorito de Calcio: a partir de un sensor que capta 
el contenido de cloro residual de una muestra captada, la señal es enviada a un 
controlador que de acuerdo a su programación determinará la cantidad de hipoclorito 
de calcio a suministrar (Chauca Chicaiza & Orozco Cantos, 2012). 
Dosificador Automatizado de Cloro Gaseoso: según el estudio de Chauca Chicaiza & 
Orozco Cantos (2012), se realiza una dosificación inicial la cual depende del caudal de 
ingreso, la señal captada por el sensor de cloro residual es enviada al analizador que de 
acuerdo a su programación permitirá la apertura de la válvula automática que permite 
el ingreso de cloro gaseoso al sistema, se realiza una medición de forma periódica 
durante el día para garantizar las condiciones de calidad en el agua. 
 
3.2.3. Decaimiento del Desinfectante y Variables que Afectan su Concentración 
 
La desinfección del agua por el método de cloración, presenta un decaimiento en el 
remanente residual del desinfectante, debido a diferentes reacciones desde el tanque de 
almacenamiento en la planta de tratamiento hasta el usuario final una vez pasa por la red de 
distribución principal. 
El cloro es un desinfectante que reacciona con el agua y se disocia en función del pH y la 
temperatura (ver gráfica 2), teniendo en cuenta esta condición se estima la cantidad de cloro 
necesario para la inactivación y reducción de microrganismos u otras sustancias orgánicas 
presentes en el agua que transmiten virus y enfermedades al ser humano (World Health 
Organization, 2008). 
19 
 
 
Gráfica 9: Curva de Ionización del HOCL en Función del pH 
Fuente: (Pinzón Jiménez, 2013) Feria Industrial del Pacifico 2013 Recuperado de 
http://www.servicloro.com/ 
 
 
La demanda de cloro se define según su reacción, es decir, la cantidad de cloro que 
reacciona con otras sustancias orgánicas se denomina cloro combinado, el cloro total es la cantidad 
de cloro residual que incluye cloraminas y derivados orgánicos, y el cloro libre es la cantidad de 
cloro residual disponible en el agua, la cual será medible y garantizará la eficacia del proceso 
(Pinzón Jiménez, 2013). 
 
Gráfica 10: Curva de Demanda de Cloro. 
Fuente: (Pinzón Jiménez, 2013). Feria Industrial del Pacifico 2013 Recuperado de http://www.servicloro.com/ 
20 
 
 
Sin duda alguna, la temperatura es un factor importante para la dosificación del cloro y 
que, mediante la curva de demanda del cloro, es que se calcula la cantidad de cloro necesaria para 
el tratamiento garantizando un residual total libre. El valor aceptable para el consumo humano está 
entre 0,3 y 2,0 mg/L en cualquier punto de la red de distribución. Asimismo, el pH del agua para 
el consumo humano debe estar entre 6,5 y 9,0 para que se cumpla efectividad esperada del cloro. 
(Resolución No. 2115 de 2007, MPS-MAVDT) 
El deterioro de la calidad del agua desde la PTAP hasta el consumidor final se debe a la 
relación existente entre tiempo-concentración del cloro en el agua y de las reacciones que ocurren 
mientras el agua permanece en la red de distribución; en este tiempo de permanencia el agua sufre 
un decaimiento en el cloro residual lo que significa una activación de microrganismos y la 
generación de subproductos trihalometanos (THM) que se representan principalmente por el 
cloroformo. 
Para el análisis de la calidad del agua y su decaimiento en las redes de distribución se han 
diseñado diferentes métodos de modelación del comportamiento del agua en las redes de 
distribución. La modelación de la calidad del agua permite determinar la variación de los diferentes 
parámetros que miden la calidad del aguaen el tiempo en la red de distribución. 
Desde hace varios años se han venido desarrollando software que permiten realizar análisis 
hidráulicos y de calidad de agua como lo es EPANET. Esté software fue diseñado por la USEPA 
(U.S. Enviromental Protection Agency) con el objetivo de simular el comportamiento hidráulico 
del agua y de su calidad en una red de suministro. 
 
 
21 
 
3.3. Marco Conceptual 
 Cloro Residual: Es aquella parte residual que queda después del periodo de 
contacto en el agua y que desarrolla reacciones químicas y biológicas. Este permite obtener la 
curva de demanda de cloro. (Resolución N° 2115, MPS-MAVDT, 2007). 
 Potencial de Hidrogeno (pH): Es un indicador del agua que nos permite conocer 
la acidez y no acidez de la misma, ya sirve para comparar alguno de los iones más solubles del 
agua. El pH del agua para el consumo humano debe estar entre el siguiente rango: 6,5 y 9,0. 
(Resolución N° 2115, MPS-MAVDT, 2007). 
 Medio ambiente: Es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y 
sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los 
seres vivos y las actividades humanas. 
 Población Servida o Atendida: Es el número total de personas abastecidas por un 
sistema de suministro de agua potable. (Resolución N° 2115, MPS-MAVDT, 2007) 
 Tratamiento o Potabilización: Es el proceso que realiza el ser humano sobre el 
agua cruda para hacer la apta para el consumo humano modificando sus características físicas, 
químicas y microbiológicas para evitar problemas de salud pública. (Resolución N° 2115, 
MPS-MAVDT, 2007). 
 Tiempo de Contacto para el Desinfectante: Es el tiempo que requiere el 
desinfectante desde su aplicación en el agua cruda hasta la formación residual del mismo, este 
tiempo-concentración debe causar la inactivación de microorganismos. (Resolución N° 2115, 
MPS-MAVDT, 2007) 
22 
 
 Temperatura: Es la unidad de medida utilizada para las nociones de calor, frio, 
templado o tibio. Se mide mediante un termómetro y actualmente se da en Grados Celsius o 
Grados Fahrenheit. 
 Degradación Ambiental: Es un proceso, en el cual su desarrollo se da en el tiempo 
e implica la perdida y alteración de los recursos naturales principalmente causada por la 
intervención del ser humano. 
 Oxígeno Disuelto (DO): Es el oxígeno que esta disuelto en el agua. Esto se logra 
por difusión del aire del entorno, la aireación del agua que ha caído sobre saltos hidráulicos. 
El alto contenido de este en el agua potable le daría un mayor gusto al agua, pero aumentaría 
la velocidad de corrosión de las tuberías. 
 
3.4. Marco Legal 
 
La legislación tenida en cuenta para el desarrollo de este trabajo son las siguientes: 
CONSTITUCION POLITICA DE COLOMBIA. 1991. ARTICULO 366. El bienestar 
general y el mejoramiento de la calidad de vida de la población son finalidades sociales del Estado. 
Será objetivo fundamental de su actividad la solución de las necesidades insatisfechas de salud, de 
educación, de saneamiento ambiental y de agua potable. 
CONSTITUCION POLITICA DE COLOMBIA. 1991. ARTICULO 370. Corresponde 
al Presidente de la República señalar, con sujeción a la ley, las políticas generales de 
administración y control de eficiencia de los servicios públicos domiciliarios y ejercer por medio 
de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, el control, la inspección y vigilancia 
de las entidades que los presten. 
23 
 
LEY 142 DE 1994. CONCGRESO DE COLOMBIA. Servicio público domiciliario de 
acueducto. Llamado también servicio público domiciliario de agua potable. Es la distribución 
municipal de agua apta para el consumo humano, incluida su conexión y medición. También se 
aplicará esta Ley a las actividades complementarias tales como captación de agua y su 
procesamiento, tratamiento, almacenamiento, conducción y trasporte. (Ley 142, 1994, art.14) 
REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y 
SANEAMIENTO BASICO RAS - 2000. TITULO C, MINISTERIO DE DESARROLLO 
ECONOMICO. En este reglamento se resume toda la legislación nacional e internacional que 
adopta el gobierno para el sector de agua potable y saneamiento básico, mediante el titulo C se 
reglamentan los sistemas de potabilización. En el capítulo C.8 se describen los aspectos principales 
a tener en cuenta en la desinfección del agua y los diferentes procesos. 
DECRETO 1575 DE 2007, PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA. 
Mediante el cual se establece el sistema para la protección y control de calidad de agua para el 
consumo humano, con el objetivo de monitorear y controlar los riesgos posibles que puedan surgir 
por su consumo y que sea suministrada por personas prestadoras del servicio. 
RESOLUCIÓN 2115 DE 2007, MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN SOCIAL. 
MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Mediante 
esta resolución se establecen las características e instrumentos básicos que se deben tener en cuenta 
en un sistema de control y vigilancia para la calidad del agua en los sistemas de potabilización y 
suministro para el consumo humano. Establece los rangos mínimos y máximos de las 
características físico-químicas que debe cumplir una planta de tratamiento de agua potable para el 
consumo, como lo son el pH, el cloro residual, la turbiedad, el color aparente, fluoruros, alcalinidad 
y entre otros. 
24 
 
3.5. Marco Contextual 
 
3.5.1. Generalidades 
 
La zona donde se desarrolló el presente estudio se encuentra ubicada en el casco urbano 
del municipio de Fortul, departamento de Arauca, en el sector oriental del país, sobre el extremo 
norte de la región Orinoquia. 
 
Ilustración 4: Localización Geográfica del Municipio de Fortul, Departamento de Arauca 
Fuente: (Instituto Geográfico Agustin Codazzi IGAC, 2019). Adaptado por: Autor 
 
El territorio donde se encuentra ubicado el municipio de Fortul está conformado 
principalmente por 6 distritos; 5 rurales y 1 urbano. Los cinco distritos rurales lo conforman 54 
veredas y el urbano está compuesto por 14 barrios y 5 asentamientos por legalizar, así mismo 
cuenta con 3 centros poblados de Palmarito, Nuevo Caranal y el Mordisco (Vereda el Tigre), el 
municipio cuenta también con dos resguardos indígenas Uwa cibariza y Cusay la colorada 
(Alcaldía Municipal de Fortul, 2018). 
25 
 
3.5.2. Uso del Suelo 
 
El uso del suelo del casco urbano se encuentra conformado por las siguientes zonas: 
domesticas cuya área corresponde al 86,6%, mixtas (vivienda y comercio) cuya ocupación es del 
3,8 %, oficiales o institucional con un 5,4% y zonas verdes que ocupan el 4,2% del sector urbano, 
cuenta además con un área residencial no legal equivalente a 16,33 hectáreas, sumado a 22,18 
hectáreas como zona de expansión (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial 
del Municipio de Fortul, 2016). 
 
3.5.3. Población 
 
El casco urbano del municipio de Fortul cuenta con una población de 6698 habitantes de 
acuerdo a la información obtenida por el Departamento Nacional de Planeación DNP en el año 
2015 y se considera que posee una población flotante equivalente al 10% (Plan Maestro de 
Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). 
 
3.5.4. Pisos Climaticos 
 
El municipio de Fortul posee alturas que van desde los 200 m.s.n.m. hasta los 3.500 
m.s.n.m. en la Sierra Nevada del Cocuy en la parte sur – occidental del municipio, las condiciones 
topográficas y geológicas del territorio han dado lugar a una variedad de climas y suelos que han 
generado a su vez zonas de vida (paramo pluvial sub andino o tundra aluvial; bosques tropical 
seco, húmedo pre montano, húmedo tropical, muy húmedo montano bajo, muy húmedo pre 
montano de transición cálida, esta diversidad climática nos hace herederos de una variedad de 
vegetación, especies animales y ecosistemas) (Alcaldía Municipal de Fortul, 2018). 
26 
 
3.5.5. Climatologia 
 
El régimende lluvias en el municipio de Fortul vería por encontrarse bajo la influencia del 
desplazamiento de la zona de confluencia intertropical, el cual exhibe un comportamiento 
monomodal, donde se presenta un periodo de estiaje entre los meses de diciembre a marzo y una 
temporada lluviosa desde finales de marzo hasta noviembre cuyas precipitaciones superan los 2900 
mm, su temperatura varía en un rango que va desde los 14° C hasta los 38,6°C; es clasificado como 
clima tropical lluvioso en la zona plana, montaña tropical y alta montaña en la parte alta del 
municipio (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 
2016). 
 
3.5.6. Actividades Económicas de la Región 
 
Las actividades económicas en el municipio están dadas por la venta de servicios básicos 
primarios y de bienes, como también por alguna transformación de materias primas. La localidad 
posee un comercio organizado de bienes y consumos (tiendas, almacenes, restaurantes, talleres, 
abastos y otros). Tres actividades humanas importantes en el poblado son la ganadería, la 
agricultura, y la producción de queso doble crema por parte de algunas micro-empresas lácticas. 
El área de influencia directa del casco urbano sobre el territorio se considera del 30% aproximado 
de su territorio, pues los municipios vecinos, Arauquita, Tame y Saravena, cubren la demanda de 
servicios y bienes restantes; así la dinámica urbana de este poblado es muy poca pues las personas 
del área rural acuden a los poblados anteriormente mencionados (Alcaldía Municipal de Fortul, 
2018). 
 
27 
 
3.5.7. Oferta Hídrica 
 
El municipio cuenta con una gran oferta hídrica conformada por 32 micro cuencas 
conocidas comúnmente como caños, que son vitales en la evacuación de agua en las épocas de 
invierno, reduciendo los impactos de inundación generadas por los grandes caudales producto de 
las altas precipitaciones en la zona. Así mismo cumplen una gran función al ser surtidores de agua 
en épocas de verano para las actividades agropecuarias. 
De igual manera el municipio cuenta con 4 sub cuencas entre las que se destaca el río 
Banadías en su parte alta, río Tigre, rio Cusay, río Caranal y río Ele; de los cuales sobresale el río 
Caranal y Banadías, que por su posición estratégica y condición topográfica facilitan el suministro 
por gravedad del agua al centro poblado Caranal y a la zona urbana del municipio respectivamente 
(Alcaldía Municipal de Fortul, 2018). 
 
3.5.8. Condiciones Actuales del Sistema de Acueducto del Casco Urbano de Fortul 
 
El sistema de acueducto municipal tiene sus inicios en los años 80´s época en la cual el 
municipio no se encontraba constituido legalmente; hacia el año 1982 es creado un comité con el 
propósito de crear el acueducto, del cual salieron los primeros recursos para la creación de la 
bocatoma, captando agua del rio Cusay y realizando el respectivo pre-tratamiento en un 
desarenador, se conducía el agua en tubería de 6” hacia un tanque de almacenamiento administrado 
por el Instituto Nacional de Salud (INAS). Para el año 1987 ya consolidada la junta administradora 
del acueducto recibió como donación una volqueta la cual transporto materia al sitio de obra del 
acueducto actual y fue utilizada con posterioridad para la recolección de basuras. Durante el año 
1995 la empresa de acueducto recibe la personería jurídica por parte de la alcaldía municipal y 
continuo su operación con normalidad hasta el 2007, año en el cual EMCOAAAFOR ESP empezó 
28 
 
a potabilizar el agua. Hacia el año 2010 en consorcio con la Empresa de Acueducto, Alcantarillado 
y Aseo de Saravena ECAAAS inicia su operación ofreciendo los 3 servicios (acueducto, 
alcantarillado y aseo) al municipio de Fortul hasta la actualidad. 
El sistema de acueducto que suministra agua potable al casco urbano del municipio de 
Fortul de forma continua, es administrado por La Empresa Comunitaria de Acueducto, 
Alcantarillado y Aseo de Fortul EMCOAAAFOR ESP, tiene como fuente de abastecimiento el río 
“Banadias”, del cual es captada el agua mediante una bocatoma de fondo en concreto con rejilla 
rectangular, y conducida por un sistema de aducción en tubería PVC RDE 41 con diámetro de 16” 
que conecta la captación con el desarenador, pasando previamente por 3 cámaras de aquietamiento; 
el acueducto cuenta con 3 desarenadores convencionales en concreto, dos realizan el 
pretratamiento del agua para las zonas veredales y uno para la zona urbana municipal, una vez 
tratada el agua es transportada por una red de conducción de 4897,94 m de longitud hasta la planta 
de tratamiento en tubería PVC RDE 41 de 10” y RDE 32,5 de 8” (Plan Maestro de Acueducto, 
Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). 
EMCOAAAFOR ESP de acuerdo con el Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado 
Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul (2016), cuenta con una planta de tratamiento de agua 
potable convencional la cual se localiza en la vereda “El Refugio”, esta dispone de un tanque de 
almacenamiento enterrado con una capacidad de 1645,95 m3 que entrega un caudal medio de 21 
l/s al municipio una vez finalizados los procesos de coagulación por mezcla rápida, floculación, 
sedimentación, filtración y desinfección. 
Según el Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de 
Fortul (2016), la coagulación por mezcla rápida a partir de la canaleta Parshall es realizada con la 
ayuda de dosificadores que aplican sulfato de aluminio amoniacal con una dosificación de 15,2 
29 
 
mg/s y transportado por tubería en PVC de 3” y desplegada en Tee de forma perpendicular a la 
canaleta Parshall. 
El sistema de floculación es de flujo vertical el cual cuenta con tres compartimientos de 
igual capacidad, cuenta con pantallas en fibra de vidrio ubicadas con el propósito de facilitar que 
el agua fluya sobre estas y por debajo de forma alternada (Plan Maestro de Acueducto, 
Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). 
El diagnóstico realizado para la elaboración del Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado 
Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul (2016), indica que el proceso de sedimentación consta 
de un sedimentador doble de tolva de flujo vertical tipo estático, cuenta con celdas de 
sedimentación con paneles en plástico tipo panal de abejas inclinados a 60° y su respectivo sistema 
de evacuación de lodos. 
El Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul 
(2016), muestra que la filtración es llevada a cabo por un sistema convencional tipo descendente, 
el cual cuenta con 4 unidades de filtrado en concreto, cuyo lecho filtrante es tipo medio dual y 
consta de 3 capas de material con diferentes granulometrías: material grueso tipo grava, arena fina 
y antracita. 
El sistema de desinfección es realizado con cloro gaseoso el cual es inyectado con un 
dosificador de cloro de solución al vacío, el cual cuenta con un regulador de vacío con venteo 
integrado, eyector, válvula de retención contra reflujo, boquilla y difusor, el agua clorada es 
almacenada en un tanque de almacenamiento enterrado en concreto reforzado y cuenta con una 
capacidad de 1645,95 m3 (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del 
Municipio de Fortul, 2016). 
30 
 
Al finalizar el tratamiento para potabilizar el agua, ésta es conducida por un tramo de 
tubería de 8” en PVC, que a su vez se vincula a la red de distribución compuesta por tubería PVC 
con diámetros que varían entre 2”, 3”, 4” y 6” a lo largo y ancho del casco urbano municipal 
(Corporinoquia, 2011), abasteciendo a una población de 1880 usuarios en la zona urbana (Empresa 
Comunitaria de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Fortul EMCOAAAFOR ESP , 2018). 
 
 
 
Ilustración 5: Planta de Tratamiento de Agua Potable 
Fuente: Autor 
 
 
La red de distribución del municipio de Fortul es unsistema compuesto por mallas cerradas, 
que cuenta con un total de 353 accesorios de los cuales se destacan: 46 válvulas de cierre, 13 
31 
 
hidrantes y 11 puntos de muestreo entre otros. En la siguiente tabla se puede observar la 
composición total de la red. 
 
Tabla 1: Composición de la Red de Distribución de Agua Potable del Municipio de Fortul 
 
TUBERIA LONG (m) 
Long. Tubería 2" 5404,20 
Long. Tubería 3" 13970,35 
Long. Tubería 4" 7240,84 
Long. Tubería 6" 239,56 
Long. Tubería 8" 20,42 
Longitud Total de 
Tubería (m) 
26875,39 
 
ACCESORIOS CANT (und) 
Tapones 31 
Tee´s 211 
Reducciones 7 
Codos 34 
Válvulas 46 
Hidrantes 13 
Puntos de Muestreo 11 
 
 
 
 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por Autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20.1%
52.0%
26.9%
0.9% 0.1%
Red de Distribución por 
Diametros (in)
Long. Tubería 2"
Long. Tubería 3"
Long. Tubería 4"
Long. Tubería 6"
Long. Tubería 8"
32 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 6: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función del Diámetro Sector Inicial 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por: 
Autor 
 
 
 
 
33 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 7: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función del Diámetro Sector Final 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por: 
Autor 
 
 
 
 
34 
 
 
 
 
Ilustración 8: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución en Función de la Longitud 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por: 
Autor 
 
35 
 
 
 
 
 
Ilustración 9: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución de Presión 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por: 
Autor 
 
 
 
 
36 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustración 10: Modelación Hidráulica Red de Acueducto – Distribución de Presión 
Fuente: (Plan Maestro de Acueducto, Alcantarillado Sanitario y Pluvial del Municipio de Fortul, 2016). Adaptado por: 
Autor 
 
 
 
 
37 
 
4. METODOLOGÍA 
 
4.1. ETAPAS O FASES DEL PROCESO INVESTIGATIVO 
En el desarrollo del proceso investigativo se consideraron las siguientes etapas: 
I. Teniendo en cuenta que uno de los aspectos a evaluar sobre la incidencia en el 
comportamiento del cloro es la temperatura, se realiza la caracterización del régimen de lluvias 
característico del municipio, de acuerdo a la información suministrada por el IDEAM. 
II. Una vez determinadas las temporadas secas y lluviosas, se determina el periodo con 
registros de temperaturas altas apropiado para realizar el estudio, que por lo general en el municipio 
se presentan entre febrero y marzo. 
III. Se realizó una inspección de la planta de tratamiento de agua potable, red de 
distribución y tanques domiciliarios, para verificar la operación y tratamiento en la planta, 
localización de puntos en la red y ubicación de tanques elevados domiciliarios. 
IV. Se monitoreó la concentración del cloro residual a la salida del tanque de 
almacenamiento, la información fue suministrada por la empresa EMCOAAAFOR ESP y 
consolidada para el estudio. 
V. Se realiza el monitoreo de las variables a estudiar en 11 puntos de muestreo 
distribuidos en el casco urbano del municipio de Fortul, distribuidos estratégicamente por la 
empresa EMCOAAFOR ESP para caracterizar las condiciones del agua de forma periódica. 
VI. Se realiza la selección de las viviendas a monitorear de forma aleatoria, 
considerando una distribución sectorial en función de la distancia al nodo inicial que recibe el agua 
proveniente del tanque de almacenamiento a la vivienda, para este caso se tuvo en cuenta 3 zonas, 
donde se eligieron dos viviendas de cada sector, adicionalmente, fue necesario contar con la 
38 
 
disponibilidad de tiempo del propietario de la vivienda, lo que obligo a tener alternativas de 
monitoreo. 
VII. Se realiza el monitoreo en tanques elevados (Asbesto Cemento – PVC – 
Autoconstruidos) al interior de 6 viviendas de la población servida llevando a cabo el muestreo 
para su respectivo seguimiento. Este monitoreo se realizó con equipos que permitieron la 
obtención de datos de cada una de las variables que inciden de forma directa e indirecta en el 
comportamiento del cloro. Durante la recolección de datos necesarios para este estudio se tuvo en 
cuenta la hora, época del año, temperatura y demás condiciones relacionadas con la degradación. 
VIII. Se realizó una comparación entre los valores registrados en campo con los 
resultados obtenidos con la modelación logrando identificar diferencias y dando soporte teórico a 
las mismas. 
IX. Se proponen algunas alternativas que mitiguen la incidencia directa de las altas 
temperaturas al tanque de almacenamiento de la PTAP, así como la ubicación óptima de los 
tanques de almacenamiento domiciliarios al interior de las viviendas que permitan disminuir la 
decadencia del desinfectante. 
Una vez obtenidos los datos se realizó un análisis cuantitativo de las diferentes variables 
que afectan el comportamiento del cloro, así como las condiciones físicas de la muestra y los 
factores climáticos durante el registro, para garantizar la confiabilidad de los resultados se tomaron 
la misma cantidad de registros para cada punto de muestreo y cada tanque, así mismo se consideró 
cada variable que incide en el comportamiento del desinfectante, lo cual permitió comparar y 
analizar los resultados obtenidos. 
Para el registro de datos se adoptó la Resolución No. 2115 de 2007, MPS-MAVDT y las 
consideraciones estipuladas en el Titulo C del RAS 2000; para cada punto de muestreo y cada 
39 
 
tanque donde se realizó la toma de datos se dispuso una planilla en la cual, además de las variables 
contempladas en el estudio contó con el espacio para registrar fecha y las condiciones climáticas 
entre otras observaciones, teniendo en cuenta que la temperatura de la zona varía según la época 
del año. 
La toma de datos en los puntos de control fue realizada con un medidor multiparamétrico 
marca Hanna Instruments portátil modelo HI 98129, el cual permite medir las variables pH, 
conductividad eléctrica (CE), solidos totales disueltos (por sus siglas en ingles TDS) y temperatura, 
así mismo para medir la alcalinidad y el contenido de cloro libre residual se dispuso de mini 
fotómetros apropiados para realizar las respectivas mediciones, cuyos resultados fueron 
registrados en una planilla diseñada para realizar la descripción general de todas las variables a 
medir y monitorear en este estudio. Estos equipos durante todo el estudio fueron sometidos a su 
respectiva calibración, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante para garantizar la 
exactitud de los datos recolectados y minimizar su factor de error. 
Los datos se evaluaron respectivamente con los criterios y resoluciones que aplican según 
la normatividad nacional vigente, de igual forma se realizaron anotaciones cuando los resultados 
obtenidos no se encontraron dentro del rango establecido que garantiza la calidad del agua para 
consumo humano. Los intervalos de tiempo que se manejaron para el monitoreo a la salida del 
tanque de almacenamiento fueron de 1 hora, considerando un periodo 6 horas durante el día, por 
33 días consecutivos respectivamente. La toma de estos datos se realizó en horas diurnas (9:00 am 
– 4:00 pm). En los 11 puntos de la red de distribución el monitoreo se realizó en horas puntuales 
durante un periodo de 3 días consecutivos para cada punto, una vez finalizados los registros en los 
tanques elevados (asbesto-cemento, autoconstruidos y plástico). 
40 
 
Con los resultados de las mediciones de cada punto control se estimaron las

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