INFORME DE VISITA A LA PLANTA DE EMDUPAR. S.A. E. S.P.
PEÑALOZA MERCADO SANDY P.
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGICAS PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIA TECNOL. DE PROCESAMIENTO AGROINDUSTRIAL I VALLEDUPAR 2015
1 INFORME DE VISITA A LA PLANTA DE EMDUPAR. S.A. E. S.P.
. PEÑALOZA MERCADO SANDY P.
INFORME DE VISITA DE CAMPO.
ING. SIRCARLOS MOLINA DOCENTE
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGICAS PROGRAMA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIA TECNOLOGÍA DE PROCESAMIENTO NO ALIMENTARIA I VALLEDUPAR 2015
INTRODUCCION
El día 23 de octubre del 2015, un grupo de 22 estudiantes del programa de ingeniería agroindustrial de la Universidad Popular del Cesar
visitó las
instalaciones de la Planta de tratamiento de agua de la empresa de servicios públicos de Valledupar EMDUPAR S.A. E.S.P. A través de esta actividad se pretende
aprender los procesos más usuales para conseguir agua de buena
calidad para bebida nuestra ciudad y a partir de estos procesos podremos deducir qué se entiende por agua potable.
El agua potable es imprescindible para el mantenimiento de la vida; mientras que las personas pueden pasar incluso meses sin comer, tan sólo pueden pasar algunos días sin beber agua. El desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, entre los que destacan las industrias, elaboración de alimentos, aseo diario, lavado, etc. De allí su importancia para el hombre el uso de agua potable; por tanto, el hombre se sirve del agua existente en la naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evidente que debido a determinadas características químicas, físicas y biológicas del agua, ésta no puede ser utilizada de forma directa, y es por eso que dicha agua requerirá de una serie de correcciones y tratamientos que eliminen aquellas partículas o sustancias perjudiciales para el hombre. De allí la importancia que tiene la potabilidad del agua, ya que agua en mal estado o simplemente con sustancias nocivas para el hombre pero inherentes en ella, pueden provocar, como ya se ha visto en numerosas ocasiones, enfermedades tales como la difteria. Entre los objetivo de esta visita fue la de conocer los procesos que se realizan en una planta potabilizadora; obtener
información sobre la importancia de la
potabilización del agua, y conocer algunos de los métodos utilizados actualmente para tal fin.
OBJETIVO
Objetivo general -
Aprender los procesos de potabilización del agua a través de una visita planta de tratamiento EMDUPAR S.A. E.S.P. ubicada en Valledupar.
Objetivos específicos -
Conocer los procesos que se realizan en una planta potabilizadora.
-
Asentar todos los conocimientos sobre potabilización del agua visto en las exposiciones documentadas en clases para que no quede en ideas sueltas y simples y así conseguir elaborar unos conocimientos sólidos.
-
Interpretar los esquemas descriptivos potabilización del agua.
JUSTIFICACIÓN
o etapas del proceso de
Para el Ingeniero agroindustrial como especialista en alimentos y siendo el agua una el agua una de las materias primas fundamentales en el procesamiento y transformación de estos, es de suma importancia contar con agua en condiciones adecuadas para su utilización, esto implica conocer todos los procesos necesarios para potabilizar el agua, al ingeniero corresponde no solo tener conocimientos básicos del proceso de potabilización del agua,
sino también
conocer los
parámetros que aseguran la calidad del agua para que sea considerada como potable, sus características y normatividad legal al respecto; así como aprender la importancia de esta en los procesos u operaciones agroindustriales.
MARCO TEÓRICO
EMDUPAR S.A. E.S.P. es una empresa de servicios públicos domiciliarios de Valledupar, de nacionalidad colombiana de carácter mixto, cuya misión es p restar servicios de acueducto y alcantarillado con productos y servicios de calidad, seguridad y la normatividad vigente, contribuyendo a la sostenibilidad Ambiental, Económica y social. Los procesos operativos del servicio público de acueducto de EMDUPAR desarrollan
técnicamente
en
los
sistemas
de
abastecimiento,
provisión
se y
procesamiento del agua cruda y de distribución, almacenamiento y suministro de agua potable. 1. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y TRATAMIENTO
Los procesos en el Sistema de Abastecimiento hacen referencia al proceso de preservación de las fuentes de abastecimiento, proceso de captación, transporte y tratamiento de agua cruda.
1.1.
Captación
La Captación es el conjunto de estructuras necesarias para obtener el agua de una fuente de abastecimiento y en ese orden de ideas, el proceso de captación incluye todas las actividades necesarias para obtener el agua de la fuente de abastecimiento superficial.
1.2.
Aducción
Corresponde al conjunto de estructuras, infraestructura, equipos, accesorios, instrumentos y tecnología necesarios para transportar el agua cruda entre fuentes de abastecimiento o desde la captación hasta la planta de tratamiento, a flujo libre o a presión, por gravedad o por bombeo. Así mismo, comprende estructuras de
lavado, accesorios y estructuras complementarias y especiales, de las que trata el reglamento técnico del sector.
2. TRATAMIENTO DE AGUA CRUDA El proceso de tratamiento corresponde al conjunto de acciones que se realizan sobre el agua cruda, con el fin de modificar sus características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas, para potabilizarla. Entre las etapas podemos nombrar:
2.1.
Desarenación.
Proceso para eliminar el exceso de material suspendido en el agua, que pueden interferir en los subsiguientes procesos de tratamiento. El material de exceso se elimina del agua gracias a la acción de la gravedad.
2.2.
Coagulación y Mezcla Rápida.
Los procesos que deben llevarse a cabo en esta etapa del tratamiento del agua potable son la dosificación y la mezcla rápida. Una vez adicionados los coagulantes y auxiliares de la coagulación deben dispersarse rápida y homogéneamente en el cuerpo de agua, para lo cual deben emplearse las unidades de mezcla rápida. Estos equipos pueden ser hidráulicos o mecánicos. Entre las unidades hidráulicas de mezcla rápida que pueden usarse se encuentran el resalto hidráulico, los vertederos, los mezcladores estáticos y los difusores; entre las unidades mecánicas de mezcla rápida que pueden emplearse se encuentran los mezcladores mecánicos.
2.3.
Floculación.
Este proceso hace referencia a la aglutinación de partículas inducida por una agitación lenta de la suspensión coagulada. En el proceso de floculación pueden emplearse los floculadores hidráulicos y mecánicos. Entre los floculadores hidráulicos que pueden ser implementados están los de flujo horizontal, flujo vertical, flujo helicoidal y Alabama
2.4.
Filtración.
Este proceso hace referencia a la remoción de las partículas suspendidas y coloidales del agua, al hacerlas pasar a través de un medio poroso. Este proceso se puede realizar por filtración rápida o filtración lenta. La filtración rápida se divide en filtración ascendente y descendente. Puede filtrarse por gravedad o por presión, el lavado puede ser intermitente o continuo. También puede emplearse la filtración lenta sola o con diversas etapas de prefiltración.
2.5.
Desinfección.
Este proceso hace referencia a la eliminación o destrucción de los organismos patógenos presentes en el agua.
Para su potabilización, es obligatorio desinfectar el agua sin importar el tipo de tratamiento previo que se haya realizado. Entre los procesos de desinfección que pueden realizarse esta la cloración, ozonación, desinfección con dióxido de cloro, y desinfección con rayos ultravioleta, entre otros.
3. SISTEMA DE CONDUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN
Los procesos de conducción y distribución comprende el transporte y suministro continúo de agua potable a los usuarios del acueducto, por gravedad o por bombeo.
La infraestructura requerida incluye el conjunto de estructuras, infraestructura, equipos, accesorios, instrumentos y tecnología necesarios para distribuir el agua potable a través del sistema matriz (la red matriz de distribución y el conjunto de conducciones y tanques), el sistema secundario (compuesto por la red secundaria y la red menor de distribución) y los sistemas independientes (los que no están interconectados con la red matriz o secundaria). Incluye los elementos especiales, utilizados para realizar el control de pérdidas técnicas.
4. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO El proceso consiste en el almacenamiento de un determinado volumen de agua con el objeto de cubrir los picos horarios y la demanda contra incendios en el municipio.
5. SISTEMAS HIDROGRÁFICOS DEL MUNICIPIO DE VALLEDUPAR El sistema hídrico del municipio de Valledupar está conformado por los drenajes de los Ríos Guatapurí y Cesar, que forman sus respectivas cuencas, desembocando el primero en el Río Cesar y éste a su vez en la Ciénaga de Zapatoza, la cual constituye un afluente del río Magdalena. Sin duda alguna, estos dos cuerpos de agua constituyen un soporte fundamental para el desarrollo urbano, industrial y agropecuario del municipio, pero también recae sobre estos,
un fuerte impacto provocado por las actividades económicas y por los asentamientos humanos subnormales adyacentes al cauce del Río Guatapurí.
La cuenca más importante del municipio es sin duda alguna, la del río Guatapurí, que nace en la parte oriental de la Sierra Nevada de Santa Marta, en el cerro Burinchucùa a 4.400 m.s.n.m. A pesar de su trayecto corto, recibe las aguas de los ríos Donachui, Curiba y los Mangos; abastece el 100% de la demanda de agua para consumo humano e industrial de la ciudad de Valledupar, con un suministro de 1.800- 2000 L/s, que se procesa en las plantas de tratamiento de EMDUPAR S.A.
Valledupar es una de las pocas ciudades del país que cuenta con un suministro de agua confiable, continuo y de excelente calidad para abastecer a la población; no obstante, preocupa el indiscriminado uso al líquido tratado y el acelerado crecimiento atribuido a los fenómenos sociales, que coadyuvan a la disminución progresiva del caudal del Río Guatapurí.
DESARROLLO DE LA VISITA.
El proceso de potabilización del agua en la planta EMDUPAR se inicia con la captación. El sistema de captación en Valledupar consiste en una bocatoma de tipo lateral, ubicada en las riberas del Río Guatapurí. El agua que se suministra a la ciudadanía es captada en el río mediante una estructura de encauzamiento conformada por un dique transversal y un muro pantalla con orificio calculado para un caudal máximo 5000 L/s. esta localizado en la derivación del canal de conducción del agua hacia la
planta potabilizadora. Esta estructura permite
aumentar la lámina de agua en épocas de sequía y regular las crecientes en periodos de invierno fuerte.
Partiendo de la estructura, el agua es conducida por un canal abierto de 2.700 m. de longitud, de los cuales 940 m están construidos en concreto rígido y 1760 m en tierra (3 Km aproximadamente). La sección promedia del canal es de 1.80 x 1.25 m. y una capacidad de 2.4 m3/s.
Al finalizar el canal, el agua es entregada a una estructura de toma (Boca Toma), que capta a través de un área de rejillas en sentido normal al flujo, el sistema de rejillas se compone de 6 módulos, con dimensiones cada uno de 1.0 x 1.4 m. Este sistema de rejas
atrapa cualquier elemento de gran tamaño (cadáveres de
animales, madera, ramas de árboles, basura). Este material flotante atrapado en las rejas se retira con unos grandes rastrillos de hierros. En esta estructura se regula el caudal mediante un juego de compuertas que vierten los sobrantes nuevamente al río Guatapurí y acequias.
El canal de aducción en el acueducto de Valledupar inicia aguas abajo del sistema de rejillas, es un canal de concreto armado de sección rectangular de 2 m de ancho por 1 de alto en una longitud de aproximadamente 80 m. El canal de aducción o Boca Toma conduce el agua a los tanques para desarenación del agua para someterla a tratamiento.
Las obras o componentes del sistema de potabilización en el acueducto de Valledupar que se pudieron evidenciar en la visita fueron: desarenadores, unidades de mezcla rápida, floculación, filtración, desinfección, estabilización, ablandamiento, tanque de almacenamiento del agua tratada, dispositivos de control de las unidades de la planta e instrumentación, laboratorio, y por último, sala de dosificación y almacenamiento de los productos. 1. Pre-decantación En el sistema de acueducto del municipio de Valledupar, la Boca Toma lleva el agua cruda a dos desarenadores o
a la etapa de pre-decantación.
Son
estructuras hidráulicas de concreto de forma geométrica (cono). EMDUPAR cuenta con 3 módulos pre-decantadores. En dichas estructuras se efectúa el proceso de decantación de las arenas y partículas no suspendidas con una gravedad específica mayor o igual a 2.65 gr./c.c.(arena, piedra, grava) que precipitan por su propio peso al fondo del desarenador de donde son evacuadas mediante operaciones de lavado semanal (el lavado variará dependiendo la turbidez del agua del periodo del año).
2. Coagulación y Mezcla Rápida. En el sistema de acueducto de EMDUPAR, la dosificación de químicos para coagulación se realiza de manera manual, se utiliza como coagulante policloruro de aluminio (PAC´s) ; la adición y mezcla rápida del coagulante, se realiza en un resalto hidráulico, aguas abajo del vertedero tipo Perfil de Creager (empleado para medir caudales).Aqui se combina el agente coagulante con el agua. Los coagulantes son materiales químicos que se adicionan al agua para lograr la descarga de todas las partículas coloidales dando origen a la formación de medios más grandes (flóculos), que sedimentan más rápidamente.
En la visita en ingeniero a cargo del recorrido
explicó que el proceso de
coagulación es el proceso de formación de pequeñas partículas gelatinosas mediante la adición del
coagulante al agua y la aplicación de energía de
mezclado, que desestabiliza las partículas suspendidas por neutralización de las cargas de coloides cargados negativamente.
3. Floculación. El agua después pasa a los tanques floculadores (zona roja), donde las partículas que trae el agua se unen entre si y van al fondo de los tanques sedimentadores (zona amarilla).
En el sistema de acueducto de EMDUPAR, la floculación se realiza en dos módulos floculadores con 15 y 12 compartimientos respectivamente; a través de un canal abierto se distribuye el agua desde el punto de dosificación de químicos hasta cada compartimiento de los tanques floculadores. Durante el recorrido se explicó que la
floculación es
el
proceso
mediante el
cual se juntan las
partículas
desestabilizadas o coaguladas para formar un aglomerado más grande llamado flóculo y se debe a un mecanismo de formación de puentes químicos o enlaces físicos. El objetivo de los modulos de floculadores es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento
de los flóculos y su conservación, hasta que la
suspensión de agua y flóculos salga de la unidad.
4. Filtración. Luego el agua pasa por el proceso de filtración. En el sistema de acueducto de EMDUPAR, la filtración se lleva a cabo en tanques filtros de la planta. El agua circula en ellos de abajo hacia arriba. Los filtros son construidos en arena, antracita y grava. En la filtración se eliminan los sólidos sedimentables, materiales suspendidos y solidos insolubles.
5. Desinfección. Por ultimo al agua se le aplica un desinfectante. En el sistema de acueducto de EMDUPAR, la desinfección se realiza mediante la aplicación al agua tratada de cloro gaseoso en la caseta de cloración que elimina las bacterias, virus y parasitos. La caseta de cloración es una estructura diseñada para el proceso de dosificación del cloro. Con las exigencias
de la calidad y seguridad de la
desinfección del agua. Conta de un sistema de detención de fugas de cloro y permite un control de la cantidad de cloro que se dosifica a las aguas. El proceso de cloración se realiza en el tanque de “Aguas Claras”, el cual recibe el agua proveniente de los módulos de filtración.
Se explicó que el agua destinada al consumo humano no debe contener microorganismos patógenos; explicó, además, que EMDUPAR que maneja una conentracion de cloro residual que va desde desde 0,3-2 mL /L de agua que garantizará una desinfección satisfactoria del agua tratada.
El tanque tiene una capacidad de 2000 m 3 construido en concreto, y ubicado subsuperficialmente a la salida de la planta de tratamiento. Al interior del tanque se construyeron tres tabiques de recorrido; así, el agua permanece en el tanque el tiempo necesario para garantizar la difusión del cloro. SISTEMA DE CONDUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN Debido a la topografía del municipio (pendiente promedio 2%) y a la ubicación de la bocatoma y planta de tratamiento en la zona de mayor altura de éste (260 msnm), la conducción y distribución del agua se lleva a cabo por gravedad, no se utilizan equipos de impulsión.
El municipio de Valledupar se encuentra sectorizado en 4
distritos, cada uno es
abastecido por una línea de conducción, el Distrito Norte, Distrito Sur, el Distrito Medio y Distrito Nevada. El agua se suministra a la red de manera directa en el Distrito Norte, en los otros 3 distritos, el agua es suministrada a través de dos tanques de compensación, el Tanque La Popa en el Distrito Sur y el Tanque la Pedregosa en el Distrito Medio.
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO El proceso consiste en el almacenamiento de un determinado volumen de agua con el objeto de cubrir los picos horarios y la demanda contra incendios en el municipio. En el municipio de Valledupar el agua se suministra a la red de manera directa en el Distrito Norte, y a través de dos tanques de compensación en el Distrito Sur (Tanque La Popa), y en el Distrito Medio (Tanque la Pedregosa). Los dos tanques mencionados, junto con el tanque de Aguas Claras en la Planta de Tratamiento, el cual funciona como tanque de distribución, conforman el sistema de almacenamiento en el sistema de acueducto EMDUPAR El tanque de Aguas Claras tiene una capacidad de 2.000 m 3, el Tanque La Popa (Distrito Sur) tiene una capacidad de 5.000 m 3, y el Tanque La Pedregosa (Distrito Medio) tiene una capacidad de 6.000 m3.
Los tanques de compensación tienen la función de almacenar agua y compensar las variaciones entre el caudal de entrada y el consumo a lo largo día en el sector de influencia. A demás el ingeniero responsable detallo que en la planta existen sensores que miden la turbiedad, el pH, conductividad y temperatura en los proceso de Boca Toma, desarenadores, sedimentadores, filtros y tanques de compensación, todos los datos son enviado en tiempo real a un monitor para medir la eficiencia de cada uno de estos procesos.
CONCLUSIONES
-
De manera general podemos concluir que en la visita a la
planta de
tratamiento EMDUPAR S.A. E.S.P. ubicada en Valledupar se aprendió
los
procesos de potabilización del agua a través.
-
Se pudo identificar y conocer los procesos y las etapas que se realizan en una planta potabilizadora.
-
Pudimos sentar nuestros conocimientos sobre potabilización del agua ya visto en las exposiciones documentadas en clases consiguiendo elaborar elaborar unos conocimientos sólidos acerca del tema.
-
Pudimos interpretar los esquemas descriptivos o etapas del proceso de potabilización del agua.
BIBLIOGRAFÍA
AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION. (2002). Calidad y tratamiento del agua. 1era Edición. Editorial McGraw-Hill. España.
MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUA. (2007). Unidad Potabilización de Agua. Formaselect. España. Consultado en: www.formaselect.com
FUQUENE, D. (2013). Sistemas De Abastecimiento De Agua. Módulo didáctico. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD .
PAGINAS WEB CONSULTADAS http://www.emdupar.gov.co/emd/
