Informe de I.a Planta de Calana

Año del Buen Servicio al Ciudadano Ciudadano

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

VISITA DE ESTUDIOS A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE DE CALANA

CURSO

:

IMPACTO AMBIENTAL EN OBRAS CIVILES

DOCENTE

:

Dr.Cs. NORIBAL ZEGARRA ALVARADO

ALUMNO

:

ALCA CAMPOS, FABIAN ERICK

CODIGO

:

2010038922

CICLO

:

X

Universidad Privada de Tacna

Escuela Profesional de Ingenieria Civil

Contenido 1

INTRODUCCION .......................................................................................................................... 4

2

COMPETENCIAS DEL CURSO ....................................................................................................... 4

3

MARCO TEORICO ........................................................................................................................ 5 3.1

¿Qué es una planta de tratamiento de agua potable?...................................................... 5

3.2

Esquema de funcionamiento de una Planta de Tratamiento de Agua Potable – Potable – PTAP PTAP ... 6

3.3

Plantas de Tratamiento Convencional (Potabilizadoras) .................................................. 8

3.4

Plantas de Tratamiento Modular (Potabilizadoras) ( Potabilizadoras) .......................................................... 8

3.5

Planta de Tratamiento de Agua Potable de Calana ......................................................... 10

3.5.1

Ubicación Ubicac ión Geográfica Geogr áfica ................................. ................ .................................. ................................... .................................... ............................ .......... 10

3.5.2

Generalidades sobre la Planta de Captación................ Captación......................... .................. .................. .................. .................. ......... 11

3.6

Proceso del tratamiento de agua en planta .................................................................... 12

3.6.1

Captación del recurso hídrico en la efluente del río Uchusuma ................. .......................... .............. ..... 12

3.6.2

Primer tanque dosificador dosifica dor ................................... ................. ................................... ................................... .................................... .................... 12

3.6.3

Proceso de Filtros Rápidos .................. ........................... .................. ................... ................... .................. .................. .................. ............... ...... 12

3.6.4

Cámara Cámar a de mezcla mezc la ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 13

3.6.5

Sistema de reservorio................................................................................................ reservorio................................................................................................ 14

3.6.6

Uso del laboratorio laborat orio .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 14

3.6.7

Limpieza Limpie za de filtros ................................... .................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 15

4

DESCRIPCION DE LA VISITA ...................................................................................................... 16

5

CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 18

6

RECOMENDACIONES A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA ........................................... 18

7

RECOMENDACIONES A LA UNIVERSIDAD ................................................................................ 18

8

PANEL FOTOGRAFICO ............................................................................................................... 19

Impacto Ambiental en Obras Civiles

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Indice de figuras figura 1: Planta de tratamiento de agua potable, Lambayeque- Perú................................................ 5 figura 2: Ciclo de produccion,distribucion,recoleccion y tratamiento del agua ................................. 6 figura 3:Procesos de una Planta de Tratamiento de A gua Potable – PTAP ........................................ 8 figura 4: Frontis principal de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de Calana ........................ 11 figura 5:Bolsa de arcilla activada y tanque dosificador..................................................................... 12 figura 6: Toma alta de filtros rapidos ................................................................................................ 13 figura 7: Camara de mezcla ............................................................................................................... 13 figura 8:Maquinaria de laboratorio y soluciones químicas usadas. .................................................. 14 figura 9: Tanque de reserva tipo INTZE de agua potable ................................................................. 15 figura 10: Zona de mezclado ............................................................................................................. 17 figura 11: Sala de maquinas .............................................................................................................. 17


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VISITA DE ESTUDIOS A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE DE CALANA

La necesidad de tener agua en nuestros domicilios nos ha llevado a utilizar medios industriales y poder captarlos de forma masiva directamente desde la fuente hídrica, logrando así su distribución previo tratamiento ya que el agua captada cuenta con presencia de materia orgánica, microorganismos patógenos, y demás contaminantes. En el presente trabajo se presenta el proceso de tratamiento de agua en la planta de Calana, donde se hace toma del canal del río Uchusuma abasteciendo así a parte de la ciudad de Tacna. Así mismo, se detallarán los procesos a los que se es sometida, antes y después de su tratamiento en beneficio de la sociedad, los factores intervinientes y las políticas de desarrollo. Hoy en día La Planta de Tratamiento de Agua Potable en Calana tiene que lidiar con su importante labor de brindar agua potable a la población con la desventaja de tener una infraestructura que data de los años 70, por ello actualmente se encuentran ampliando, así como en la elaboración de proyectos a futuro en favor de la comunidad tacneña.

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Como estudiantes de ingeniería civil debemos plantear alternativas de solución acerca de la mejora de la infraestructura con la que cuenta la planta de tratamiento de Agua. Asegurarnos que se cumplan los estándares de calidad del agua que recibe la ciudad de Tacna a travez de los limites máximos permisibles. Concientizar a la población tacneña acerca de la importancia del ahorro de agua potable ya que, debido al cambio climático, el agua es cada vez menos abundante de tal forma que es dificl actualmente encontrar grandes fuentes de agua.


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Una planta o estación de tratamiento de agua potable (ETAP) es un conjunto de estructuras y sistemas de ingeniería en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios: 

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Combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de alcanzar bajas condiciones de riesgo.

potabilización) para

Tratamiento integrado para producir el efecto e sperado. Tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).

figura 1: Planta de tratamiento de agua potable, Lambayeque- Perú

Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta. El tratamiento de aguas y las plantas de tratamiento de agua son un conjunto de sistemas y operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es que a través de los


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equipamientos elimina o reduce la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de ag uas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones.

figura 2: Ciclo de produccion,distribucion,recoleccion y tratamiento del agua

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TOMA DEL RIO : Punto de captación de las aguas; REJA. Impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.).

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DESARENADOR : Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas.

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BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión) : Toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la c ámara de mezcla.

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CAMARA DE MEZCLA : Donde se agrega al agua productos químicos. Los principales son los coagulantes (sulfato de alúmina), alcalinizantes (cal).


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DECANTADOR : El agua llega velozmente a una pileta muy amplia donde se reposa, permitiendo que se depositen las impurezas en el fondo. Para acelerar esta operación, se le agrega al agua coagulantes que atr apan las impurezas formando pesados coágulos. El agua sale muy clarificada y junto con la suciedad quedan gran parte de las bacterias que contenía.

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FILTRO : El agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable.

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DESINFECCIÓN : Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas.

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BOMBEO DE ALTA : Toma el agua del depósito de la ciudad.

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DEPÓSITO : Desde donde se distribuye a toda la ciudad.

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CONTROL FINAL : Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema.


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figura 3:Procesos de una Planta de Tratamiento de Agua Potable – PTAP

Es un sistema de tratamiento integrado que incluye todos los procesos para la obtención de agua potable, como los son: coagulación, mezcla rápida, floculación, sedimentación, clarificación, filtrado y desinfección. Dependiendo de las características del agua podemos obtener un sistema de filtración simple o doble el cual es recomendable cuando el agua tiene alto color o contenidos altos de hierro y manganeso. Cada planta se debe diseñar de acuerdo al análisis de agua y trazabilidad y se debe hacer c on sistema modular que incorpore las etapas del tratamiento. Estas debe tener su tanque en acero o fibra de vidrio y contener lechos filtrantes para la grava, arena, antracita, carbón activado y/o resinas especializadas. Si el agua tiene alto contenido de hierro se requiere un tratamiento de oxidación previo hecho mediante torres de aireación o pre-cloración.

La planta modular es un sistema integrado de tratamientos en varias etapas que incluye todos los procesos requeridos para obtener agua potable. Ocupan poco espacio y se pueden ampliar fácilmente añadiendo módulos de calrificación y de filtración. Adecuadas para: aguas de pozo profundo con alto contenido de color, hierro y manganeso; y muy eficientes con aguas de quebradas de montaña con parámetros que van de mediano a bajo contenido de sólidos en suspensión (SST) y con contenidos de color, que presentan picos pasajeros de alta turbiedad y color cuando hay lluvias fuertes. De acuerdo con las características del agua a tratar, se incorpora procesos de pre-aireación y oxidación, arenas especiales para eliminar hierro y manganeso o post-tratamiento con carbón activado cuando hay elementos o rgánicos.


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Pueden operar por gravedad, sin necesidad de tener energía eléctrica disponible o pueden ser automatizadas para operación virtualmente autónoma.

Las etapas del proceso de purificación del agua son: 

Pre tratamiento: Torre de aireación natural o forzada, preoxidación y/o de-alcalinización.

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Coagulación.

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Mezcla rápida.

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Clarificación por adsorción-neutralización ascendente en lechos porosos granulares.

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Filtración descendente en lechos profundos.

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Desinfección con cloro, UV u ozono.

Ventajas de las plantas de tratamiento de agua modulares: 

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La clarificación por adsorción no requiere cal o soda para elevar el pH. Funciona bien a pH bajo. Reducen el consumo de floculantes y polímeros al 10% de lo que consume una planta convencional o compacta. Eliminan los tanques de sedimentación, lo cual da plantas de menor tamaño y peso. Se pueden colocar normalmente sobre el tanque de almacenamiento, evitando tener que adquirir predios adicionales.

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Menor costo de mano de obra para operación y supervisión.

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Servicio de postventa y repuestos.

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Menor costo inicial.

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Modulares: Se puede aumentar el número de tanques cuando se requiera. Fáciles de ampliar/complementar.

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Fáciles de automatizar, sistematizar y monitorear.

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Versátiles.

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Fáciles de mantener.

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Calidad y larga vida.

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Rapidez de instalación.


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3.5.1 Ubicación Geográfica El pueblo de CALANA, capital del distrito del mismo nombre, está situado a 850 m.s.n.m. Su clima

es templado, seco y estable, el pueblo esta merodeado de una campiña pintoresca, hay abundancia de árboles y variadas hortalizas. El pueblo de CALANA, capital del distrito del mismo nombre, está situado a 850 m.s.n.m. Su clima es templado, seco y estable, el pueblo esta merodeado de una campiña pintoresca, hay abundancia de árboles y variadas hortalizas.

Localización Geográfica País

:

Perú

Región

:

Tacna

Provincia

:

Tacna.

Distrito

:

Calana

:

17º56’22”

Longitud Oeste :

70º11’09”

Altitud

875 msnm

Coordenadas Latitud Sur

:

Superficie 124.45 km2

Limites Este

:

Distrito de Pachia

Sur y Sur-Oeste

:

Distrito de Pocollay

Nor-Este y Norte

: Distrito de Ciudad Nueva y Pachia


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3.5.2 Generalidades sobre la Planta de Captación La planta de tratamiento inicia operaciones en el año 1979, actualmente capta 400 litros por

segundo. Debido a las necesidades se han construido e implementado estructuras durante los años de actividad. Se propone su ampliación de 400 a 800 l/s y actualmente se esta realizando la ampliación de la planta. Para la captación de agua se hace la toma en el río Uchusuma, según el muestreo realizado se sabe que el PH de esta fluente toma valores de 8 a 8.4, por lo que se hace uso de soluciones para llegar a un PH Básico con un valor de 7. En época de venida el caudal toma mayor turbidez (época de verano) mientras que época de friaje el agua baja los niveles de turbidez, en época de sequía se cuenta con agua almacenada en la reserva pero esta no satisface la demanda. En Paucarani se encuentra una de las principales represas que alimentan a las plantas de tratamiento en caso de escases, estas represas tienen una capacidad de almacenaje para satisfacer una demanda anual, actualmente no está llena en su capacidad total debido a que gran parte es destinada a actividades de agricultura.

figura 4: Frontis principal de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de Calana


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3.6.1 Captación del recurso hídrico en la efluente del río Uchusuma Se toma como fuente principal al río U chusuma que posibilita la captación de agua para abastecer

ciertas zonas urbanas de Tacna. Por el o rigen del agua se registra niveles de arsénico, minerales, microorganismos de carácter patógeno y coliformes debido al recorr ido y actividades humanas cercanas al canal. Se usan tubos de 24’’ pulgadas para dirigir el curso del agua hacia la pl anta de tratamiento, este recorrido inicia en el partido de “Cerro Blanco”. Por causas geográficas no es necesario el uso de bombas de extracción de agua para impulsarla, sino que por efectos de gravedad y pendiente. 3.6.2 Primer tanque dosificador El primer contacto con la planta es el tanque dosificador en el cual se aplica arcilla activada para

regular los componentes con los que llega el agua, también se hace uso del sulfato de aluminio, sulfato férreo y dosis de clorato para convertir el arsénico en arsenato y sea más fácil de tratar. Hay dos tanques de sulfato férreo de una capac idad de 250m3, estos dosificadores ayudan a cambiar el PH del agua regulándolo a un PH Básico. Este tanque ha sido modificado por las nuevas necesidades por lo que muestra algunas estructuras precar ias.

figura 5:Bolsa de arcilla activada y tanque dosificador

3.6.3 Proceso de Filtros Rápidos En esta fase, el agua captada pasa al área de filtros (04) en los c uales se sigue con el proceso de

separación de sólidos, en este caso las rendijas son más pequeñas para separar sólidos que en primera instancia no fueron removidos. Estos cuatro filtros están interconectados y son operados por un maquinista que modifica las características de los mismos según la necesidad que se presente.


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figura 6: Toma alta de filtros rapidos

3.6.4 Cámara de mezcla En este proceso, después de la filtación, es donde se produce la coagulación y floculación que con

acción del peso produce una sedimentación y formación de floculos. Para esto existen paletas que giran para fomentar la formación de flóculos. Algunas canaletas de la base cuentan con agujeros que colectan e l agua decantada para una mayor operatividad. Es importante resaltar los procesos de coagulación, floculación y decantación que existe en este proceso.

figura 7: Camara de mezcla


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3.6.5 Sistema de reservorio El reservorio dentro de la planta se encuentra bajo metros del nivel de piso para que exista un efecto

de pendiente y sea más fácil el almacenjae. Para el reservorio en el cerro intiorko es necesario el uso de hidrobombas puesto que está metros sobre el nivel de la planta y a varios kilómetros de distancia. Este uso de hidrobombas es considerado un mal necesario-

3.6.6 Uso del laboratorio Dentro del laboratorio se llevan pruebas de jarras y simulaciones en proporción para determinar la

cantidad de coagulantes, además se procura que tenga una mejor floculación y menor turbidez. Estas muestras son estudiadas y se aplica a la planta de tratamiento la que mejor resultados muestre. No existe un promedio estándar de tomas de muestras, pero se estima que suelen ser de 3 a 4 veces al mes.

figura 8:Maquinaria de laboratorio y soluciones químicas usadas.


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3.6.7 Limpieza de filtros Para hacer limpieza de los filtros en la planta y que estos se encuentren debidamente operativos se

hace uso de agua potable, esta agua es almacenada en un tanque elev ado y que es de uso exclusivo para la planta de Calana, también se deriva cierto porcentaje para actividades sanitarias. En un inicio no existía dicho tanque pero por necesidad se t uvo que adecuar uno a la planta.

figura 9: Tanque de reserva tipo INTZE de agua potable


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Partimos el jueves 17 de noviembrel a las 08:15 am. Del campus capanique de la Universidad Privada de Tacna hacia dirección a La Planta de Tratamiento de Agua Potable en Calana, una vez llegados ahí nos dividimos en 2 grupos, debido a que éramos una gran cantidad de alumnos. Al ingresar fuimos recibidos por unos de los técnicos que ahí se encontraba y nos dio unas pautas de la realidad que vive Tacna con respecto al agua. “En la planta nosotros hacemos el tratamiento para consumo humano, tiene también sus normas y tenemos que regular los parámetros sobre todo cuando son tóxicos, en Tacna el agua del Uchusuma

tiene arsénico, es un compuesto toxico, y nosotros lo estamos tratando para llegar a los valores de la norma nacional” “Acá en el laboratorio nosotros controlamos los parámetros que nos exige el ministerio de salud y también la SUNAT, ahora lo importante acá que en la norma nacional el arsénico es la 0.05 mucho

se habla en la radio que esta fuera de norma, pero la norma internacional es 0.01, de todas maneras los estudios dela OMS dicen que si el arsénico tiene valores de 0.05 hacia arriba hay un riesgo de cáncer del 3% es por eso que la OMS lo ha bajado 5 veces más para evitar ese 3% nosotros estamos en un 0.03 a un 0.04 de promedio entonces anteriormente con la norma antigua estábamos en 0.1 que es el agua cruda hay prácticamente no requería tratamiento tan especializado, ahora si aparte de los insumos que le aplicamos como sulfato de aluminio y polímero ahora le estamos agregando la cal hidratada y el cloro para oxidar el arsénico”. En el laboratorio hacemos los análisis básicos de PH, conductividad por ejemplo estamos haciendo la conductividad del agua el cual es la capacidad del agua de transmitir la c orriente eléctrica esto se da por las sales, o sea mientras más sales más conductividad eléctrica tendrá, esto se mide con el conductimetro la norma es de 1500, la del uchusuma está por hay 1600 aproximadamente, también podemos medir el PH el cual está en 75 a 76 el agua potable tenemos otros equipos más especializados como el esquetrofotometro que utiliza unas sondas de luz a diversos longitudes de onda para poder medir diferentes parámetros.”

“He aquí el punto principal de cualquier operación de la pl anta, aqui se realiza la mezcla, si hay una

buena mezcla está garantizado el tratamiento”. “En el proceso de producción, cuando el agua se le bajo el PH se debe de elevarlo con un básico ara luego usar el sulfato de aluminio, se realiza las curvas de nivelación. Luego se usa el sulfato de

aluminio con esto vamos a eliminar el arsénico, además de eso se ralizara que se acumule para que sea pesado y se usara un polímero tipo G parecido a la gelatina como el “colapis” de alli se pasa a aumentar el agua para que sea más diluido, este polímero lo traemos e importación de Francia”. “Lo que aprecian ustedes es donde se va a recolectar todo el agua que ven encima que esta sedimentada lo cual va a pasar a los filtros”.


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figura 10: Zona de mezclado

“Acá abajo van a ver una bomba , esta bomba se prende para dar agua al t anque elevado de 250 m3, ese tanque elevado tiene agua cuando llueve se realiza un lavado profundo que entra por abajo

donde se remueve toda la arena para eso se tiene un control de válvulas para realizar ese proceso, para eso es esta sala de máquinas”. “El cloro en la noche , se cierra la valvula, ese cloro hace coaxion en la mañana el operador realiza una presión abriendo las válvulas que limpia las tuberías, aui tienen un reservorio enterrado , se encuentra enterreado por que siempre cuando se hace un diseño se debe de pensar en ahorrar energía, si en caso lo hubiéramos puesto encima hubiéramos tenido que poner una bomba para que bombee pero aca al estar enterrado no es necesario bomba lo cual ahorramos energía.

figura 11: Sala de maquinas


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Para que menos sectores de Tacna tenga carencia de agua la Planta debería de ubicarse en una zona más alta para que la pendiente sea favorable a esta y así las zonas que son perjudicadas y no lo sean. La planta de tratamiento de Agua en Calana no cuenta con la debida estructura e implementación que debería de tener considerando su importante labor que viene realizando, lo cual no es apoyada por el go bierno regional. Se ha logrado la capacidad y el entendimiento del proceso de tratamiento de agua en nuestra localidad, las actividades que son necesarias y las implicancias de las mismas.

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No se lleva a cabo el Plan Directivo, que es importante para que la EPS y el Gobierno Regional trabajen en conjunto y se lleve el cumplimiento de metas.

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Aún no se implementan válvulas de purga de aire, las cuales son necesarias para los domicilios, ya que de esta manera se garantiza el recorrido correcto de agua potable por las tuberías.

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No se ha alcanzado todavía la meta de 0.001% de arsénico en agua potable.

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Cambiar los equipos que actualmente tenemos ya que estos aun no son renovados.

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Mayor participación en las campañas de concientización acerca del uso racional del agua.

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Junto con la EPS fomentar información sobre el co nsumo de agua y su contaminación.

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Cambio de temario en los cursos que tengan relación con el estudio de agua para un mayor entendimiento de parte del estudiante.


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Informe de I.a Planta de Calana

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