UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INFORME DE PRÁCTICAS PRE – PROFESIONALES REALIZADO EN MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ORCOTUNA EN EL ÁREA DE GERENCIA DE SERVICIOS PÚBLICOS PRESENTADO POR: CANTURIN CABRERA, Carmen PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE: BACHILLER EN INGENIERÍA QUÍMICA HUANCAYO – PERÚ 2019 ÍNDICE RESUMEN 6 INTRODUCCIÓN 7 OBJETIVOS 8 OBJETIVO GENERAL 8 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 8 CAPITULO I 9 1. 9 RESEÑA DE LA EMPRESA 1.1. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA “SAN ANTONIO” 9 1.1.1. CAPTACIÓN 9 1.1.2. LÍNEAS DE CONDUCCIÓN 9 1.1.3. MURO PERIMETRAL 10 1.1.4. ROMPE PRESIONES 10 1.1.5. PLANTA DE TRATAMIENTO 10 1.1.5.1. FLOCULACIÓN 10 1.1.5.2. SEDIMENTADOR 11 1.1.5.3. FILTRACIÓN 11 1.1.5.4. DESINFECCIÓN (TANQUE DOSIFICADOR) 12 1.1.5.5. RESERVORIO 12 CAPITULO II 13 2. 13 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA EMPRESA 2.1. MUESTREO DE AGUA POTABLE 13 2.2. RECEPCIONES DE LAS MUESTRAS 13 2.3. TOMA DE MUESTRAS PARA EL ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO 13 2.4. PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERAS EN LA RED DE SAN ANTONIO. 14 2.5. DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO EN EL RESERVORIO Y REDES 14 CAPITULO III 15 3. 15 PLAN DE TRABAJO 3.1. IDENTIFICACIÓN 15 3.2. BASE LEGAL 15 3.3. CRONOGRAMA 16 CAPITULO IV 17 4. 17 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 4.1. ANTECEDENTES 17 4.1.1. A NIVEL INTERNACIONAL. 17 4.1.2. A NIVEL NACIONAL 18 REFERENCIAS TEÓRICAS 19 4.2. 4.2.1. AGUA 19 4.2.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA 19 4.2.3. PROPIEDADES DEL AGUA 19 4.2.3.1. PROPIEDADES FÍSICAS 19 4.2.3.2. PROPIEDADES QUÍMICAS 19 CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS 20 4.2.4. 4.2.4.1. SEGÚN SU CIRCUNSTANCIA 20 4.2.4.2. CLASIFICACIÓN POR EL CONTENIDO DE DUREZA 20 4.2.4.3. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTADO FÍSICO 20 4.2.4.4. CLASIFICACIÓN SEGÚN SUS USOS 21 4.2.4.5. SEGÚN LA MICROBIOLOGÍA 21 4.2.5. PROCESO DE TRATAMIENTO DEL AGUA 21 4.2.5.1. FILTRACIÓN 21 4.2.5.2. PRECLORACIÓN 21 4.2.5.3. COAGULACIÓN 21 4.2.5.4. FLOCULACIÓN 22 4.2.5.5. SEDIMENTACIÓN 22 4.2.5.6. POSTCLORACIÓN 22 4.2.6. PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS 22 4.2.6.1. PARÁMETROS FÍSICOS 22 4.2.6.2. PARÁMETROS QUÍMICOS 24 4.2.6.3. PARÁMETROS BIOLÓGICOS 25 4.2.6.4. PARÁMETROS BACTERIOLÓGICOS 26 4.2.7. CONTROL DE DESINFECTANTE 27 4.2.8. PASTILLAS DE ANÁLISIS (DPD) 27 CAPITULO V 29 5. 29 MÉTODOS Y MATERIALES 5.1. MÉTODO 29 5.2. MATERIALES Y EQUIPOS 29 5.2.1. MATERIALES Y REACTIVOS 29 5.2.2. EQUIPOS 29 5.3. PROCEDIMIENTO 5.3.1. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN BÁSICA 29 29 5.3.2. EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CLORO LIBRE RESIDUAL EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN 30 5.3.3. DIAGNOSTICO TÉCNICO, FÍSICO Y OPERACIONAL DEL SISTEMA DE CLORACIÓN. 32 5.3.4. CONCEPTUALIZACIÓN Y PLANTEAMIENTO DE DISEÑO DE CONTROL EN EL TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE 33 CAPÍTULO VI 35 6. 35 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1. RESULTADOS 35 6.1.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y DESINFECCIÓN 35 6.1.1.1. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS 35 6.1.1.2. ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA 35 6.1.1.3. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 36 6.1.1.4. Captación 36 CALIDAD DEL AGUA 37 6.1.2. 6.1.2.1. MONITOREO DE CLORO RESIDUAL CADA MES EN LOS TRES PUNTOS. 37 6.1.2.2. MONITOREO DE CLORO RESIDUAL PROMEDIO POR MES. 45 6.1.3. DEFICIENCIAS EN EL SISTEMA 45 6.1.3.1. EN LA INFRAESTRUCTURA DEL RESERVORIO 45 6.1.3.2. EN EL SISTEMA DE CLORACIÓN 46 6.1.4. PROPUESTA DE DISEÑO MEJORADO PARA EL SISTEMA DE CLORACION DE CARGA CONSTANTE POR GOTEO 46 6.1.4.1. PROPUESTA DE DISEÑO MEJORADO 46 6.1.4.2. 6.2. ADECUACIÓN DE LA TUBERÍA DE INGRESO AL RESERVORIO DISCUSION 47 47 CONCLUSIONES 49 RECOMENDACIONES 50 BIBLIOGRAFÍA 51 ANEXOS 53 RESUMEN El presente informe de Prácticas pre–Profesionales se realizó en la MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE ORCOTUNA, en ÁREA DE SERVICIOS PÚBLICOS, bajo la supervisión directa de Sr Edith Diana Parra Guillón responsable de ATM. La municipalidad es la encargada de la planta de tratamiento de agua para consumo humano ubicada en el anexo de San Antonio distrito de Orcotuna, provincia de concepción. El informe es producto de las prácticas realizadas por un periodo de 07 meses del 01 de marzo del 2017 al 27 de octubre del 2017 en el AREA DE SERVICIOS PUBLICOS encargada del desarrollo de actividades de supervisión, monitoreo, control y análisis de los parámetros de cloro residual y PH del agua potable. Para lo cual se tuvo como objetivo principal monitorear, controlar, vigilar y analizar en forma permanente los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos del agua para consumo humano, consecuentemente llevado a cabo con el plan de trabajo en el que se especificó las actividades y el tiempo para su ejecución. Este informe colecciona los datos obtenidos durante los meses que duraron las prácticas, cuyos resultados ya reportan valores dentro de los límites mínimos y máximos permisibles que son exigidos y establecidos por las entidades encargadas de fiscalizar dicha calidad como la Dirección General de Saneamiento Ambiental (DIGESA) y el Reglamento de la Calidad de Agua para Consumo Humano (Decreto Supremo N° 0313-2010-SA) respectivamente. También se muestra los análisis y bacteriológicos realizados en laboratorios certificados. Que se realizaron para constatar y verificar el cumplimiento de los parámetros con las que debe cumplir el agua para consumo humano suministrada por JASS-San Antonio. 6 INTRODUCCIÓN El agua es un recurso natural importante para la supervivencia de los seres vivos, (DIRESACajamarca, 1993-1997) menciona que el líquido elemento se encuentra en promedio del 97%, sin embargo, solo el 0.4% está distribuida en los ríos, lagos, manantiales y subsuelos. El tratamiento que se le da depende de los recursos económicos propios del lugar, el consumo puede ser: directa (extraídos de los ríos, lagos, puquios); tratamiento convencional o por sistemas de tratamientos avanzados (adsorción, osmosis inversa, etc.); las comunidades campesinas, anexos integran una organización llamada JASS en la que se abastece de agua de manera autónoma, las que tienen por finalidad conservar, operar, mantener y mejorar el sistema de agua potable y son fiscalizadas por la DIRESA o SUNASS. El DS N° 031-2010 establece una serie de parámetros de control obligatorio la que debe ser analizada de manera frecuente por la JASS para realizar el seguimiento de estos y poder verificar su eficacia del suministro y evitar enfermedades en la población. El informe aborda, en el Capítulo I, los aspectos generales de la JASS – San Antonio en la que se incluye: reseña histórica de la Empresa, descripción del proceso productivo, plan de trabajo. En el Capítulo II se da a conocer el marco teórico. En el Capítulo III se da a conocer los métodos y materiales empleados para el seguimiento del cumplimiento de los estándares fisicoquímicos y bacteriológicos del agua. En el Capítulo IV se muestran los resultados obtenidos al finalizar el periodo de las prácticas pre-profesionales y las discusiones de los resultados. Luego se muestran las conclusiones y recomendaciones respectivamente. 7 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Monitorear, controlar, vigilar, analizar en forma permanente los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos del agua para consumo humano, suministrada por la JASS-San Antonio del Distrito de Orcotuna, Provincia de Concepción, Departamento de Junín. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Reconocer los reglamentos internacionales y nacionales relacionados con el tratamiento y calidad de agua potable. Monitorear y controlar los PCO de calidad del agua para consumo humano. Analizar las posibles causas que originan las variaciones sobre o debajo de los límites máximos admisibles de los PCO. Proponer soluciones para corregir las posibles causas que originan las variaciones de los parámetros controlados. Supervisar el cumplimiento adecuado de la limpieza, dosificación y control de los componentes hidráulicos, de los reactivos, PCO respectivamente. 8 CAPITULO I 1. RESEÑA DE LA EMPRESA 1.1. PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA “SAN ANTONIO” La planta de tratamiento de agua potable de San Antonio se encuentra ubicado al Oeste de la provincia de Concepción, departamento de Junín, distrito de Orcotuna, en el Centro poblado de San Antonio. 1.1.1. CAPTACIÓN El lugar de captación se encuentra ubicado a 343,75m del reservorio, aquí se reúne el agua proveniente de la filtración freática, aledañas al paraje Cocha lado izquierdo, el caudal promedio en verano es de 4 L/s y en invierno 30 L/s aproximadamente. Imagen 1.1: Ojo de toma Fuente: Propia 1.1.2. LÍNEAS DE CONDUCCIÓN Con respecto a la línea de conducción, el agua es transportada a través de canal de riego, desde la captación hasta la planta de tratamiento. Imagen 1.2: Línea de conducción Fuente: Propia 9 1.1.3. MURO PERIMETRAL Se cuenta con un cercado provisional con parantes de palo e hileras de alambre púas. La altura promedio es de 2 m. Imagen 1.3: Muro Perimetral Fuente: Propia 1.1.4. ROMPE PRESIONES El objetivo principal es de reducir la presión con la llegada a la planta de tratamiento; ya que, si el caudal es muy grande y no se reduce, provocaría un desembalse de la planta de tratamiento y provocando perjuicios en la planta, es por eso que es necesario reducir la presión cuando el caudal es muy elevado. Imagen 1.4: Rompe presiones Fuente: Propia 1.1.5. PLANTA DE TRATAMIENTO 1.1.5.1. FLOCULACIÓN Se realiza mediante un flujo lento de agua en la que se van formando flox para su posterior sedimentación. 10 Imagen 1.5: Floculación Fuente: Propia 1.1.5.2. SEDIMENTADOR Se realiza mediante flujo lento de agua con ayuda de rejillas prefabricadas en las que se sedimenta solidos suspendidos a su vez existe atascamiento de hojas, pepas, en las rejillas, cuya capacidad es de 15 m3 y su funcionamiento es normal en épocas de verano e invierno. Imagen 1.6: Sedimentador Fuente: Propia 1.1.5.3. FILTRACIÓN Aquí se da la filtración de grava y arena y se les llama así precisamente porque es un lecho de grava y arena el que retiene las partículas suspendidas en el agua, cuya capacidad es de 45 m 3 y su funcionamiento es normal en épocas de verano e invierno. Imagen 1.7: filtración Fuente: Propia 11 1.1.5.4. DESINFECCIÓN (TANQUE DOSIFICADOR) Se dosifica una solución de cloro como desinfectante para eliminar los microorganismos, dejando el agua apta para el consumo humano. Imagen 1.8: tanque dosificador Fuente: Propia 1.1.5.5. RESERVORIO El agua potable producida en la planta de san Antonio es almacenada en un reservorio con capacidad de 100 m 3 que abastece a todo el Centro Poblado de san Antonio. Imagen 1.9: reservorio de 100 m3 Fuente: Propia 12 CAPITULO II 2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA EMPRESA 2.1. MUESTREO DE AGUA POTABLE El objetivo fundamental de la recolección de muestra de agua consiste en que esta sea representativa del sistema del cual se capta. En la toma de las muestras para los diferentes tipos de análisis se debe tomar las precauciones debidas para evitar contaminación de las muestras de agua que se ha de analizar. Los puntos que deben hacer un seguimiento continuo los practicantes son los puntos de la red que DIGESA generalmente considera crítico, además los puntos por las diferentes redes de distribución son distintos dividiéndose de esta manera en dos bloques de lugares al que se va continuamente 2.2. RECEPCIONES DE LAS MUESTRAS Los frascos con las muestras a analizar deberían contener en su rotulado lo siguiente: Procedencia. Punto de Muestreo. Fecha y hora de muestreo. Temperatura del agua. Nombre del muestreador 2.3. TOMA DE MUESTRAS PARA EL ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO La toma de muestra para su monitoreo se lleva acabo cada tres meses, se recogen muestras del reservorio, y sus redes para analizarlos en el laboratorio de la DIRESA. Las muestras se deben recoger en botellas de vidrios esterilizadas de por lo menos 1 L. Para la toma de muestra de agua de red se abrirá el grifo y se deja que el agua corra por lo menos 3 minutos de manera de tener purgada toda la cañería que llega desde el tanque. La muestra se lleva lo más antes posible al laboratorio para no cambiar las combinaciones del agua, se acepta hasta 48 horas como tiempo máximo que pueda haber entre el tiempo de recogida la muestra y la iniciación del análisis. En las redes: De grifos de agua, se deja salir el agua por espacio de dos o tres minutos luego se toma la muestra para luego echar las pastillas de análisis (DPD). 13 Realizar la lectura Anotamos los datos para reportar. 2.4. PUNTOS DE MUESTREO CONSIDERAS EN LA RED DE SAN ANTONIO. En el actual sistema se realiza la cloración en forma permanente. Para el monitoreo de control de calidad, con referencia al parámetro de cloro residual, se identificaron los tres puntos de muestreo. Vivienda más próxima al reservorio (V1) ubicado en Av. Progreso S/N C.P. san Antonio Vivienda intermedia (V2) es la I.E. 31940 Av. Independencia C.P. san Antonio Vivienda más alejada de la red (V3) ubicado en Av. Nueva esperanza S/N C.P. san Antonio 2.5. DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO EN EL RESERVORIO Y REDES 14 CAPITULO III 3. PLAN DE TRABAJO 3.1. IDENTIFICACIÓN NOMBRE DE PRACTICANTE: CANTURIN CABRERA, Carmen NOMBRE DE LA ORGANIZACIÓN: JUNTA ADMINISTRADORA DE SERVICIO DE SANEAMIENTO-SAN ANTONIO ÁREA DE TRABAJO: Ingenierías RESPONSABLE: presidente de la JASS-SAN ANTONIO ASESOR: Ms. Manuel Nestares Guerra. PERIODO: 06 meses INICIO: 01 de marzo del 2016 FINALIZACION: 31 de octubre del 2017 3.2. BASE LEGAL Reglamento de la Ley de Recursos Hídricos Ley N° 29338. Ley Orgánica para el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales Ley N° 26821 Ley general de la Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS), Ley N° 26284. Ley General de Servicios de Saneamiento N° 26338 Decreto Directivo DIS-DI-035/A aprueba los estatutos para los servicios de agua potable. Resolución Directoral DIS-DI-041-80. reglamento de los estatutos de Servicio de agua potable Reglamento de la Calidad del agua para Consumo Humano (DS N° 031-2010-SA.) 15 3.3. CRONOGRAMA TAREAS MESES Mar. Revisión del reglamento de la Ab. May. Jun. Jul. Ago. Set. Oct. X Calidad del Agua para Consumo Humano (Decreto Supremo N° 031-2010-SA.) Reconocimiento de los sectores de X san Antonio para el adecuado monitoreo del agua apta para consumo humano. Reconocimiento de Equipos de campo para el monitoreo del agua X suministrada. Apoyo en la realización de X encuestas para la aprobación del proyecto de ampliación de plantas de San Antonio. Monitoreo de la turbiedad, pH, X X X X X X X X X X X X X X X X cloro residual, en las Planta de SAN ANTONIO Monitoreo de los parámetros de pH, cloro residual de las redes de distribución pertenecientes de a agua JASS-SAN ANTONIO, de Lunes a viernes y una vez por día. Supervisión e inventariado de la Planta de SAN ANTONIO X 16 CAPITULO IV 4. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 4.1. ANTECEDENTES 4.1.1. A NIVEL INTERNACIONAL. (Berdonces, 2008) La cloración de las aguas empezó a utilizarse a principios del siglo XX, hacia el año 1910, y fue en los años 40 y 50 cuando se extendió en gran parte de la población urbana. Hace ya muchos años que se conoce la relación entre la contaminación del agua y la aparición de numerosas enfermedades epidémicas. Las primeras investigaciones médicas al respecto se atribuyen al Dr. John Snow, quien en 1954 estableció una relación clara entre la salubridad del agua y la epidemia de cólera que en esa época asolaba Londres. Seis meses antes del estallido de cólera en América, se comentaba en un diario ecuatoriano que el 75% de las basuras de la ciudad de Guayaquil no se recogían e iban a parar a lugares que potencialmente podían contaminar el agua de bebida, obstruyendo los desagües municipales; mientras que después de la explosión del cólera, se tenía que ir a explicar a las barriadas pobres como eliminar los excrementos y las basuras sin contaminar los cursos de agua. Vemos pues que en estos casos es más importante la educación sanitaria y la inversión en infraestructuras sociales que el uso de medicamentos una vez que el problema se ha producido. (Christman, 1987) Después de un brote de tifoidea, Sims Woodhead usó “solución de lejía” como una medida temporal para esterilizar las tuberías de distribución de agua potable en Maidstone, Kent. La cloración continua del agua potable empezó a inicios del siglo XX en Gran Bretaña, donde su aplicación redujo grandemente las muertes por tifoidea. Poco después de este notable éxito, la cloración empezó en los Estados Unidos en la ciudad de Jersey, Nueva Jersey en 1908. Pronto la adopción por parte de otras ciudades y pueblos en los Estados Unidos dio lugar a la virtual eliminación de las enfermedades transmitidas por el agua, tales como el cólera, la tifoidea, la disentería y la hepatitis A. Antes que llegara la cloración para el tratamiento de agua potable, aproximadamente 25 de cada 100,000 personas morían anualmente en Estados Unidos a causa de la fiebre tifoidea. (OPS, 1999) La alta incidencia de las infecciones intestinales y las numerosas muertes prematuras atribuibles al funcionamiento inadecuado de los sistemas de abastecimiento de agua 17 y de las estructuras sanitarias exigen una acción urgente y cuidadosa. Estas deficiencias son responsables de que alrededor de 80,000 niños mueran cada año en América Latina. En América Latina y el Caribe, los riesgos epidemiológicos relacionados con el consumo de agua contaminada por gérmenes muy virulentos, como son los del cólera, las fiebres tifoideas o la hepatitis vírica; así como la existencia de otras enfermedades de origen hídrico resultante de la contaminación microbiológica de las aguas de consumo humano causan un gran impacto en la población. Por ejemplo, en 1991 surgió una epidemia de cólera que se extendió a 21 países, ocasionando 1207000 casos hasta 1997. 4.1.2. A NIVEL NACIONAL (OPS/CEPIS., 1999) Uno de los grandes retos que tienen los gobiernos de la Región de las Américas es proveer de servicios de abastecimiento de agua segura a la población rural, donde los déficits son significativos. En este contexto, el Perú hace denodados esfuerzos por aumentar la cobertura y a la vez brindar agua de calidad apropiada. En la necesidad de investigar los factores que afectan la calidad del agua en los sistemas rurales, especialmente aquellos que funcionan por gravedad y sin tratamiento. El Programa de Agua y Saneamiento de PNUD/Banco Mundial y el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente de la Organización Panamericana de la Salud/Organización Mundial de la Salud, con el auspicio de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE), efectuaron una investigación en 80 sistemas rurales de abastecimiento de agua en Ancash, Apurímac, Cajamarca y Cusco. (OPS/COSUDE, 2007) Actualmente, el objetivo de la desinfección del agua es asegurar que el consumidor reciba agua esencialmente saludable mediante la destrucción de los agentes patógenos y que mantenga una barrera protectora contra los gérmenes dañinos a la salud humana que se podría introducir en el sistema de abastecimiento, suprimiendo de esta manera la posterior contaminación microbiológica. (Mendoza, 2013) Antes de la aparición del cólera en el Perú en 1991, casi todos los países de América Latina y el Caribe concentraban su atención en la cantidad antes que en la calidad del agua. Hoy en día, existe un mayor interés de las autoridades en el mejoramiento de la calidad del agua para el consumo humano y se presta mayor atención a los aspectos de vigilancia y control. Muchos países se han visto motivados para ejecutar programas de vigilancia y control de la calidad del agua para consumo humano como parte de las intervenciones de la salud destinadas a prevenir la transmisión de las enfermedades gastrointestinales. 18 En el proyecto de investigación referente a la vigilancia de la calidad de agua para el consumo humano en zonas rurales desarrollado en la provincia de Moyobamba. Mendoza H. (2013), concluye que la gestión de los sistemas de abastecimiento de agua en las zonas rurales de la provincia de Moyobamba, es ineficiente dado que la responsabilidad de operación y mantenimiento no es uniforme en los niveles de responsabilidad que compete a la JASS, municipalidad y a la comuna local. Así mismo se debe al poco ingreso por aporte de los usuarios, falta de capacitación y la cobertura del servicio no es al 100%. 4.2. REFERENCIAS TEÓRICAS 4.2.1. AGUA (Alvarado, 2003) El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O). El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104, 5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. 4.2.2. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA (Norme técnica peruana NTP 214.003-2000, 2000) El agua químicamente pura es un líquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Los límites aceptables varían entre 5 y 15°C, pero la temperatura óptima debe considerarse la comprendida en el intervalo de 10 a 12°C. 4.2.3. PROPIEDADES DEL AGUA Según (Walter., 1979)Podemos calcificarlas en Físicas y Químicas. 4.2.3.1. PROPIEDADES FÍSICAS Es un cuerpo líquido, incoloro, inodoro e insípido. En grandes cantidades toma una coloración azul-verdosa. Su densidad es igual a 1 g/cm3 cuando se determina a 40°C y al nivel del mar. Hierve a la temperatura de 100°C al nivel del Mar. Su punto de solidificación es de 0°C (forma el hielo). Tiene gran poder disolvente por lo que se les llama "disolvente universal". 4.2.3.2. PROPIEDADES QUÍMICAS Se combina con metales y ametales dando oxido. 19 Se combina con óxidos metálicos y da bases. Se combina con óxidos no metálicos y de ácidos oxácidos. Se descompone por electrolisis de hidrógeno y oxígeno. Para descomponerse por otro procedimiento necesita temperatura superiores a 27°C 4.2.4. CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS 4.2.4.1. SEGÚN SU CIRCUNSTANCIA Agua de deshielo Agua inherente: la que forma parte de una roca Agua fósil Agua dulce Agua mineral: rica en minerales Agua salobre ligeramente salada Agua muerta: extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación. Agua de mar Salmuera: de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio. 4.2.4.2. CLASIFICACIÓN POR EL CONTENIDO DE DUREZA Aguas duras: Importante presencia de compuestos de calcio y magnesio, poco solubles, son los principales responsables de la formación de depósitos e incrustaciones. Aguas blandas: Se entiende por agua blanda al agua que posee muy poca cantidad de sales de Ca y Mg. Estas sales cuando se encuentran en altas concentraciones, se combinan con los ácidos grasos del jabón formando jabones de Ca o de Mg, los que son insolubles en agua e impiden la formación de espuma y por supuesto, el lavado. Aguas neutras: Componen su formación una alta concentración de sulfatos y cloruros. Aguas alcalinas: Provienen de la atmósfera de desprendimientos gaseosos de determinados subsuelos, y en algunas aguas superficiales de la respiración de organismos animales y vegetales. 4.2.4.3. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTADO FÍSICO Hielo (estado sólido) Agua (estado líquido) Vapor (estado gaseoso) 20 4.2.4.4. CLASIFICACIÓN SEGÚN SUS USOS Agua entubada Agua embotellada Agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud. Agua purificada: corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente. Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la ingeniería. Lo habitual son tres tipos: Agua destilada, agua de doble destilación y agua desionizada. 4.2.4.5. SEGÚN LA MICROBIOLOGÍA Agua potable Agua residual Agua lluvia o agua de superficie 4.2.5. PROCESO DE TRATAMIENTO DEL AGUA 4.2.5.1. FILTRACIÓN (Arboleda, 1981) Uno de los primeros pasos en tratamiento de agua es la filtración. La filtración es el proceso de pasar el agua a través de un medio poroso con la esperanza de que el filtrado tenga una calidad mejor que el afluente, para lo cual existen varios métodos, de acuerdo a principios de adsorción y absorción, y dependiendo de la carga de las partículas y el flujo requerido. Las opciones son las siguientes: Filtro de bolsa Filtro de arena Filtro multimedia (o multicapa) 4.2.5.2. PRECLORACIÓN Mejora la operación de los filtros a través de la reducción de la cantidad de bacterias y algas, mejora la coagulación, reduce la materia en suspensión causante de gusto y olor por oxidación; retardando su descomposición en sedimentadores. 4.2.5.3. COAGULACIÓN Es el resultado de la desestabilización de cargas eléctricas del coloide por la adición de productos químicos. 21 4.2.5.4. FLOCULACIÓN Es la formación de partículas sedimentables a partir de las partículas desestabilizadas. Las partículas coloidales, después de ser desestabilizadas, se reúnen para formar partículas mayores (coágulos) y más densas. 4.2.5.5. SEDIMENTACIÓN (Reynolds, 1982) La sedimentación es por definición la separación sólido-líquido una decantación por gravedad para separar los sólidos en suspensión. Para el tratamiento de aguas los procesos de sedimentación utilizados son: Tipo I: Para sedimentar partículas discretas no floculadas en una suspensión diluida. Esto puede presentarse debido a la simple decantación de aguas superficiales antes del tratamiento por filtración de arena. Tipo II: Para sedimentar partículas Floculadas en una suspensión diluida, donde a las partículas no discretas se les ayuda químicamente a coagular 4.2.5.6. POSTCLORACIÓN (Barraque, 1979) El agua ya está completamente limpia, pero para su total potabilidad y sobre todo por seguridad, se hace una última cloración, de manera que llegue en perfectas condiciones a los usuarios. A partir de aquí, el agua ya está en perfectas condiciones para su consumo en las ciudades o zonas industriales, pero antes de que podamos hacer uso de este recurso tan valioso, el agua ha de llegar hasta nosotros. Es por eso, que, al salir de la Planta potabilizadora, el agua es bombeada para su posterior almacenaje en los llamados depósitos de servicio. Estos depósitos están situados a determinadas alturas, las suficientes para que el agua, siguiendo el principio de los básicos comunicantes, llegue a todas las casas. 4.2.6. PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS (Gutiérrez, 2015) Analizar el agua implica conocer los diferentes parámetros físicos, químicos y bacteriológicos presentes en ella. La calidad del agua está determinada por un conjunto de valores límites de las propiedades físicas, químicas y biológicas, de acuerdo a su procedencia y uso. 4.2.6.1. PARÁMETROS FÍSICOS Sabor y olor Estos parámetros son determinaciones organolépticas y de determinación subjetiva, para dichas observaciones no existen instrumentos de observación, ni registro, ni unidades de medida. 22 Tienen un interés muy evidente en las aguas potables dedicadas al consumo humano y podemos establecer ciertas "reglas": Las aguas adquieren un sabor salado a partir de 300 ppm de Cl-, y un gusto salado y amargo con más de 450 ppm de SO4=. El CO2 libre en el agua le da un gusto "picante". Trazas de fenoles u otros compuestos orgánicos le confieren un olor y sabor desagradables. Color El color es la capacidad de absorber ciertas radiaciones del espectro visible. Existen muchas causas y por ello no podemos atribuirlo a un constituyente en exclusiva, aunque algunos colores específicos dan una idea de la causa que los provoca, sobre todo en las aguas naturales. El agua pura es bastante incolora sólo aparece como azulada en grandes espesores. En general presenta colores inducidos por materiales orgánicos de los suelos vegetales: Color amarillento debido a los ácidos húmicos. Color rojizo, suele significar la presencia de hierro. Color negro indica la presencia de manganeso. El color, por sí mismo, no descalifica a un agua como potable pero la puede hacer rechazable por estética, en aguas de proceso puede colorear el producto y en circuito cerrado algunas de las sustancias colorantes hacen que se produzcan espumas. Las medidas de color se hacen en laboratorio por comparación, y se suelen medir en ppm de Pt, las aguas subterráneas no suelen sobrepasar las 5 ppm de Pt pero las superficiales pueden alcanzar varios cientos de ppm de Pt. La eliminación suele hacerse por coagulación-floculación con posterior filtración o la absorción en carbón activo. Turbidez (Rojas, 2005) Es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o muy finos y que se presentan principalmente en aguas superficiales, en general son muy difíciles de filtrar y pueden dar lugar a depósitos en las conducciones. La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias, la medición en ppm de SiO2 ha sido muy utilizada pero se aprecian variaciones según la sílice y la técnica empleadas. Otra forma es mediante célula fotoeléctrica, existen numerosos tipos de turbidímetros. Se elimina por procesos de coagulación, decantación y filtración. 23 Conductividad y Resistividad La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad y la resistividad es la medida recíproca. Son indicativas de la materia ionizable presente en el agua. El agua pura prácticamente no conduce la electricidad; por lo tanto la conductividad que podamos medir será consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Es por lo tanto un parámetro físico bastante bueno para medir la calidad de un agua, pero deben de darse tres condiciones fundamentales para que sea representativa: No se trate de contaminación orgánica por sustancias no ionizables. Las mediciones se realicen a la misma temperatura. La composición del agua se mantenga relativamente constante. 4.2.6.2. PARÁMETROS QUÍMICOS Según (Gutiérrez, 2015) los principales parámetros químicos que se miden para determinar la calidad de agua son: pH Anteriormente ya hemos definido el valor pH, como la medida de la concentración de los iones hidrógeno. Nos mide la naturaleza ácida o alcalina de la solución acuosa. La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8. Dureza (Neira Gutiérres, 2006) Ya hemos profundizado con anterioridad sobre la dureza; la hemos definido e incluso tabulado en función de las sales que contiene el agua, hemos definido sus unidades de medida y las correspondientes equivalencias. La dureza, como ya sabemos, es debida a la presencia de sales de calcio y magnesio y mide la capacidad de un agua para producir incrustaciones. Afecta tanto a las aguas domésticas como a las industriales y desde el punto de vista de la ósmosis inversa es uno de los principales parámetros que se deben controlar. Las aguas con menos de 50 ppm de CO3Ca se llaman blandas. Hasta 100 ppm de CO3Ca, ligeramente duras. Hasta 200 ppm de CO3Ca, moderadamente duras. 24 Y a partir de 200 ppm de CO3Ca, muy duras. Lo frecuente es encontrar aguas con menos de 300 ppm de carbonato cálcico, pero pueden llegar hasta 1000 ppm e incluso hasta 2000 ppm. La estabilidad de las aguas duras y alcalinas se verá más adelante cuando tratemos el Índice de Langelier. La eliminación de la dureza se hace, principalmente, por descalcificación o ablandamiento por intercambio iónico con resinas. Alcalinidad (SUNASS, 1977) Es una medida de la cantidad total de sustancias alcalinas (OH-) presentes en el agua y se expresan como partes por millón de CaCO3 equivalente. También se hace así porque puede desconocerse cuáles son los álcalis presentes, pero éstos son, al menos, equivalentes al CaCO3 que se reporte. La actividad de un ácido o un álcali se mide mediante el valor de pH. En consecuencia, cuanto más activo sea un ácido, menor será el pH y cuanto más activo sea un álcali, mayor será el pH. Indicadores de contaminación bioquímica Oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno (DBO) (mg/L), Demanda química de oxígeno (DQO) (mg/L), Aceites y grasas (mg/L). Nutrientes Nitratos (mg/L), Nitrógeno Orgánico. Fosfatos, (mg/L) Cianuro, (mg/L) Amoniaco, (mg/L). Metales pesados (Fe, Al, Cu, Pb, Zn, Cr, Hg, SiO2, Mn, Ag, B, Br, CN, Mo, Ni, etc.) (mg/L). Ácido ascórbico, ácido cianúrico, cloro libre, cloro total, dióxido de cloro, cromo (hexavalente), Cromo VI rango alto, detergentes, fenoles, fluoruro, formaldehido, fósforo, glicoles, hidracina, hidróxido, hipoclorito, nitratos, nitritos rango alto, ozono, peróxido de hidróxido, yeso, yodo. 4.2.6.3. PARÁMETROS BIOLÓGICOS (Flores vásquez, 2016) Estos parámetros son indicativos de la contaminación orgánica y biológica; tanto la actividad natural como la humana contribuyen a la contaminación orgánica de las aguas: la descomposición animal y vegetal, los residuos domésticos, detergentes, etc. Este tipo de contaminación es más difícil de controlar que la química o física y además los tratamientos deben estar regulándose constantemente. 25 Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) (Mejia, 2005) Mide la cantidad de oxígeno consumido en la eliminación de la materia orgánica del agua mediante procesos biológicos aerobios, se suele referir al consumo en 5 días (DBO 5), también suele emplearse, pero menos el (DBO21) de 21 días. Se mide en ppm de O2 que se consume. Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm, un contenido superior es sinónimo de contaminación por infiltración freática. En las aguas superficiales es muy variable y dependerá de las fuentes contaminantes aguas arriba. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. En las aguas industriales puede alcanzar varios miles de ppm, como por ejemplo: fabricación de aceites, alcoholes, industria de la alimentación, etc. Demanda Química de Oxígeno (DQO) Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico, dicromato, permanganato, etc.. Por el total de materias oxidables orgánicas e inorgánicas. Es un parámetro más rápido que el anterior ya que es de medición casi inmediata, la unidad de medida son ppm de O 2. Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm. Hay un índice que nos indicará el tipo de vertido, aguas arriba que tenemos en el agua que estamos analizando y es la relación (DBO / DQO) si es menor de 0,2 el vertido será de tipo inorgánico y si es mayor de 0,6 se interpretará que aguas arriba tenemos un vertido orgánico. Carbón Orgánico Total (Berdonces, Problematica del tratamiento de agua potable, 2008) El COT es una medida del contenido de materia orgánica del agua. Es especialmente utilizable en pequeñas concentraciones. En presencia de un catalizador, el carbón orgánico se oxida a CO2; últimamente se está popularizando por la rapidez en la realización del análisis. 4.2.6.4. PARÁMETROS BACTERIOLÓGICOS (Castro de Esparza, 1987) De todo el mundo es conocido que el "gran enemigo" es la bacteria Escherichia coli y el grupo de los coliformes en su conjunto. Generalmente se emplea un grupo de bacterias como indicadores de contaminación, esto es una práctica generalizada en todo el mundo, se supone que la NO presencia de estas bacterias hace que el agua sea potable bacteriológicamente hablando. Son: 26 Escherichia coli Estreptococos fecales Clostridios (anaerobios y formadores de esporas). La medición se hace empleando técnicas estadísticas "número más probable" (índice NMP) en 100 ml de agua. Las aguas con un NMP inferior a 1 son satisfactoriamente potables. 4.2.7. CONTROL DE DESINFECTANTE (Cols, 2011) La desinfección tiene por objeto eliminar a los microorganismos patógenos y garantizar la ausencia de todo germen infeccioso (bacteria o virus) en las aguas distribuidas. Al contrario de la esterilización, que permite una destrucción total de los gérmenes presentes, la desinfección puede permitir la presencia de algunos gérmenes banales, sin riesgo para la salud pública. Los productos o métodos de desinfección elegidos deberán, según los casos, poseer un efecto bactericida y/o antivírico que les permitirá destruir gérmenes y, eventualmente, tendrán un efecto remanente que se basa en el mantenimiento de una concentración de desinfectante, garantizando así la continuidad de la desinfección en las redes de distribución de aguas potables o en los circuitos de aguas industriales, limitando al mismo tiempo los riesgos de un rebrote bacteriano. Para algunas aplicaciones, todavía se podrá encontrar un efecto bacteriostático, que impide la multiplicación de las bacterias sin destruirlas. Esta reducción de los gérmenes se puede obtener por métodos de eliminación física, como la coagulación floculación o la filtración (sobre arena, antracita, carbones activos, diatomeas o sobre membranas), o también por métodos químicos de inactivación, recurriendo a reactivos químicos, como los oxidantes (cloro, ozono, dióxido de cloro, etc.) o a distintas moléculas de carácter no oxidante. También se puede utilizar la inactivación por radiaciones UV. 4.2.8. PASTILLAS DE ANÁLISIS (DPD) (Peña, 1983) Las distintas sustancias empleadas como oxidantes y desinfectantes en el tratamiento del agua y presentes como residuales en ella, pueden ser determinados operando en diferentes condiciones de pH, empleando yoduro potásico y usando los adecuados enmascarantes que nos permitan una oxidación selectiva del dietil-p-fenilen-diamina (DPD) por parte de las distintas especies oxidantes que podemos encontrar en el agua. Podemos diferenciar 27 el cloro libre, el dióxido de cloro, el clorito y las cloraminas. El rango de concentración de 0 a 5mg/l. le hace muy apropiado para su empleo en el agua potable. Todos estos compuestos dan con el DPD una coloración rosa en su forma oxidada (el clorito y las cloraminas solo lo dan en presencia de iones yoduro) que puede ser medida colorimétricamente o valorada a punto final incoloro daría lugar a que el oxígeno disuelto de coloración rosa y un pH inferior podría originar que parte de las cloraminas se valorasen como cloro. El dióxido de cloro a ese pH pasa a clorito consumiendo solo 1/5 de su capacidad de oxidación (la correspondiente a la reducción de ClO 2 a ion clorito). Al acidificar la solución en presencia de ion yoduro, el clorito presente colorea la solución DPD. En las condiciones de la valoración, el cloro colorea instantáneamente la solución de DPD, para diferenciarlo del dióxido de cloro es necesario suprimir el cloro libre, añadiendo glicina a ácido malónico, antes de que la muestra reaccione con el DPD, de manera que la a glicina convierta instantáneamente el cloro libre en ácido cloroaminoacetico, pero esto no afecta a la determinación del ClO2. Si se adiciona tioacetamina después de la reacción del DPD y el ClO 2 se eliminará el clorito inmediatamente, y se previene el retroceso del punto final. Las cloraminas necesitan para su determinación la presencia de iones yoduro en el medio para colorear la solución de DPD, la diferencia en la determinación del clorito es que para la determinación de este el pH debe ser menor de 4 para oxidar el DPD. 28 CAPITULO V 5. MÉTODOS Y MATERIALES 5.1. MÉTODO El método general de la ciencia es el abstracto y concreto; el abstracto es teórico y el concreto es la práctica empírica; también a lo teórico se le identifica como lo general y lo empírico como lo particular, “por lo que la forma de captación entre lo general y lo particular nos lleva a la clasificación de los métodos.” El tipo de método es procedimental (General/particular, Particular/general), según (Campos & Pérez, 2010), ya que la vigilancia del agua para consumo humano se realiza siguiendo los procedimientos de análisis de cada parámetro de la calidad de agua. 5.2. MATERIALES Y EQUIPOS 5.2.1. MATERIALES Y REACTIVOS Recipiente de PVC de 20mL. Guantes quirúrgicos Franela Pastillas de análisis (DPD1, pH) Naranja de metilo 5.2.2. EQUIPOS Kit de medición del cloro 5.3. PROCEDIMIENTO Para lo cual en el presente proyecto de investigación se ha planteado un proceso metodológico que comprende de las siguientes etapas: 5.3.1. RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN BÁSICA Actividades: Identificación del actual sistema de abastecimiento de agua potable. La JASS – san Antonio, perteneciente al Centro Poblado de san Antonio, es la organización encargada de administrar, operar y mantener los servicios de saneamiento de su comunidad. 29 En coordinación con el presidente de la JASS, se realizó una trabajo de exploración, que concierne fundamentalmente a un trabajo de campo, realizando la identificación de los diferentes componentes del sistema de agua potable, principalmente el reservorio donde se encuentra instalado recientemente el sistema de cloración por goteo, por parte de la ATM de la Municipalidad Distrital de Orcotuna. Identificación del área usuaria del proyecto. Se priorizo una reunión con la junta directiva de la JASS – san Antonio, en donde se indago sobre el estado situacional en el que se encuentra la organización. Revisando la documentación existente, nivel de organización, capacitaciones con las que cuentan, el cumplimiento de las acciones de operación y mantenimiento, entre otros. 5.3.2. EVALUACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CLORO LIBRE RESIDUAL EN LA RED DE DISTRIBUCIÓN Actividades: Identificación de puntos de muestreo. La DIGESA mediante la R.D. N° 160-2015-DIGESA-SA. “Protocolo de procedimientos para la toma de muestras, preservación, conservación, transporte, almacenamiento y recepción de agua para consumo humano”, donde nos indican que los puntos de muestreo deben de ser identificados, para ello se utilizó el Sistema de Posicionamiento Satelital (GPS), registrándose en coordenadas UTM; utilizándose para el registro de la información. La ubicación de los puntos de muestreo para determinar el cloro libre residual, dentro del sistema de abastecimiento de agua potable sin planta de tratamiento del centro poblado, se consideró en base a la referencia que se tiene del sistema y a los siguientes criterios: a. Se ubicó un punto, localizando un grifo de la vivienda más cercana al reservorio que se abastece de la red de distribución, debido a que no se cuenta con un grifo a la salida de la tubería de la infraestructura de almacenamiento (reservorio). b. Se ubicaron dos puntos en las áreas intermedias y extremos más alejados de la red de distribución, considerando que área de estudio se encuentra en el medio rural y es una red abierta, el primer punto de muestreo se ubicó en las áreas intermedias de la red de distribución y el segundo punto en los ramales al final de ellas, teniendo en consideración el recorrido de agua más largo. 30 Medición de cloro residual. La DIGESA mediante el D.S. N° 031-2010-SA. “Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano”, nos indica que dentro de las obligaciones del proveedor esta controlar la calidad del agua que suministra para el consumo humano de acuerdo a lo normado en el reglamento. También establece los Límites Máximos Permisibles de los parámetros de control obligatorio para todos los proveedores de agua, dentro de uno de los 6 parámetros se encuentra el cloro libre residual, para ello se establece los rangos que son de 0.5 mg/l hasta 1 mg/l. Según la OMS el rango apto para consumo humano es hasta 5 mg/l, pero una vez superado los 1 mg/l en el cloro residual, son detectables por el olor y sabor, lo que hace que sea rechazada por el usuario o consumidor. El cloro residual se obtuvo mediante el método colorimétrico con DPD, el cloro libre reacciona instantáneamente con la DPD produciendo un complejo de color rosa, la intensidad de este es proporcional a la cantidad de cloro libre presente en la muestra. Para la toma de muestras y medición de cloro residual in situ utilizando el comparador de disco de cloro residual, se procedió de la siguiente manera: 1. Se determinó los 3 puntos de muestreo en la red de distribución: la primera vivienda más cercana al reservorio, la segunda en la I.E. y la tercera en la última vivienda más baja de la red. 2. Se abrió el grifo para dejar correr el agua por el periodo de 3 minutos, con el objetivo de limpiar la salida y descargar el agua que ha estado almacenada en la tubería. 3. Se enjuago 3 veces el comparador de cloro, para luego proceder a tomar la muestra de agua en el tubo del comparador dejando un centímetro libre. 4. Se procedió a echar un sobre de DPD a la muestra de agua contenida en el comparador, luego se tapó para poder agitar el comparador logrando una mezcla homogénea y se esperó 1 minuto para que se cumpla la reacción. 5. Transcurrido el tiempo de espera, se compararon los resultados con la escala de colores para cloro residual adherida al comparador, lo cual te indica la cantidad de cloro residual en el agua (coloración rosácea). 31 En el desarrollo del trabajo para el muestreo se tomó una (01) muestra diaria en cada punto de muestreo durante todo los meses de práctica, con un total de 20-23 muestras por punto. Para la interpretación de resultados se construyeron gráficas de control del cloro residual, mediante el software de Microsoft Excel 2017. 5.3.3. DIAGNOSTICO TÉCNICO, FÍSICO Y OPERACIONAL DEL SISTEMA DE CLORACIÓN. Actividades: Caracterización del actual sistema de cloración. En coordinación con el presidente de la JASS – san Antonio se realizó una visita in situ en donde se caracterizó el estado del actual sistema de cloración, realizando un diagnostico físico en función de los siguientes criterios: a. Se determinó el tipo de sistema de cloración con el que cuenta. b. Se identificó las partes conformantes del actual sistema. c. Se verificó el material y estado en el que se encuentran los componentes que conforman el sistema de cloración. Evaluar la operación del sistema de cloración. En coordinación con el responsable de la operación y mantenimiento del sistema de agua potable, se realizó la evaluación de los factores que influyen en la operación del sistema de cloración, en función de los siguientes criterios: a. Se evaluó las deficiencias con las que cuenta el actual sistema de cloración, en razón a su funcionalidad y operación, identificando las deficiencias en cuestión del diseño del sistema instalado, su vulnerabilidad en la operación y los inadecuados accesorios que imposibilitan un correcto funcionamiento del sistema. b. Se evaluó el conocimiento del personal encargado, referente a la operación y mantenimiento del sistema de abastecimiento de agua potable, realizando una encuesta para determinar si el personal encargado de la operación y mantenimiento se encuentra debidamente capacitado para cumplir eficientemente sus funciones. 32 5.3.4. CONCEPTUALIZACIÓN Y PLANTEAMIENTO DE DISEÑO DE CONTROL EN EL TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Actividades: Investigar sobre los sistemas de dosificadores de cloro por goteo. El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento mediante la R.M. N° 173-2016-VIVIENDA “Guía de opciones tecnológicas para sistemas de abastecimiento de agua para consumo humano y saneamiento en el ámbito rural”, nos indica que la desinfección se debe realizar obligatoriamente en el reservorio, ya sea este a nivel de una solución convencional o no convencional. Existen diferentes equipos dosificadores de cloro, dentro de ellos y de mayor uso habitual para los sistemas de abastecimiento de agua en el ámbito rural con poblaciones que no sobrepasen los dos mil (2,000) habitantes, son los hipocloradores por goteo. Tabla N° :descripción de sistemas de cloración por goteo con carga constante Equipos Dosificadores Descripción de la tecnología Hipoclorador de Goteo de carga constante de un recipiente Es un modelo de un solo recipiente, que funciona a la vez como tanque preparador y como dosificador. Al balde de volumen conocido, se instala un conducto flexible que termina en una boya, y dotado en su otro extremo de un cuentagotas que permite la regulación del caudal de ingreso. Requiere de mantenimiento constante. Se recomienda el uso para una población menor a 25 familias y un caudal menor a 0.25 l/s. Hipoclorador por goteo con flotador Hipoclorador de Goteo de carga constante de doble recipiente Al hipoclorador por goteo se le adiciona un flotador, constituido de tuberías y accesorios de PVC de 3/4”, se coloca dentro del tanque dosificador. Al penetrar en el orificio, la solución clorada fluye dentro de una manquera de plástico flexible que lo conduce hasta la salida del tanque y en secuencia gotea en el reservorio de almacenamiento. Se recomienda el uso para una población entre 26 a 100 familias y un caudal entre 0.26 y 1 l/s. El recipiente superior contiene la solución más concentrada de hipoclorito o “solución madre”, y en el segundo recipiente, más pequeño, se encuentra el dosificador, que cuenta con una salida por goteo de la solución de cloro. En el dosificador se mantiene una carga constante mediante una válvula flotador. Se recomienda el uso para una población mayor a 100 familias para caudales mayores a 1 l/s. Fuente: Elaboración Propia 33 Diseñar una alternativa eficiente para el sistema de cloración. Para el sistema de abastecimiento de agua potable del Centro Poblado de san Antonio, en función al padrón existente y caudal de aforo determinado, corresponde a un sistema de cloración por goteo de carga constante de doble recipiente. Recientemente se instaló el sistema de cloración que corresponde pero con varias deficiencias. Para el diseño de la alternativa propuesta mejorada se tomó en cuenta los siguientes criterios: a. Contar con un suministro de agua de flujo constante, de conexión directa al tanque superior para la preparación de la solución madre. b. Contar con un recipiente de dosificación de carga constante con válvula de cierre automático en el ingreso. c. Dotar de una válvula de precisión para la salida por goteo de la solución de cloro. d. Ubicar el ingreso de la solución clorada lo más próxima posible al ducto de inspección del reservorio, para que permita realizar el control del caudal por goteo según el diseño hidráulico que corresponda. e. Adaptar una válvula de cierre automático al ingreso dentro del reservorio, evitando la desinfección innecesaria cuando los usuarios no den uso al sistema. f. Adaptar el ingreso de agua de la línea de conducción al reservorio para lograr un nivel estático y así evitar la pérdida de agua desinfectada del reservorio. g. Evitar la vulnerabilidad con respecto a la manipulación de personas externas y deterioro de los materiales por agentes climatológicos, como el sol, la lluvia, el viento, las granizadas, entre otros. h. Realizar la instalación con los materiales y accesorios adecuados para un funcionamiento correcto. 34 CAPÍTULO VI 6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 6.1. RESULTADOS 6.1.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y DESINFECCIÓN Para la obtención de la información general tanto del sistema de abastecimiento de agua potable como del sistema de cloración, se elaboró un formato denominado “Información General sobre la Localidad y el Sistema”, que se adjunta en los anexos. Del cual se obtuvieron los siguientes datos. 6.1.1.1. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS Tabla N° 6.1: Caracterización del ámbito de estudio Criterios Resultados de la evaluación Beneficiarios 80 familias según padrón de beneficiario Antigüedad del Sistema El sistema se instaló en 2005 Abastecimiento de Agua Potable 80 conexiones domiciliarias Nivel de servicio de Saneamiento Letrinas Institución supervisora DIRESA Fuente: Elaboración propia 6.1.1.2. ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA Tabla N° 6.2: Gestión del sistema Criterios Resultados de la evaluación Tipo de administración JASS Permanencia en el cargo Menos de 2 años Instrumentos de gestión Padrón de usuarios, libro de caja, herramientas y libro de actas Pago del servicio S/. 10.00 (cuota familiar) Puntualidad de pago 20 – 30% Cloración del sistema Permanente Fuente: Elaboración propia 35 Mediante la Tabla N° 6.2, se puede ver que el encargado de brindar el servicio de agua potable es la JASS, quienes carecen de un plano de replanteo de la obra para la identificación de sus componentes, no cuentan con documentación de referencia para la Administración, Operación y Mantenimiento del sistema. También se puede ver la falta de sensibilización en la población sobre la importancia de la desinfección del agua como indicador de potabilización. 6.1.1.3. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO Tabla N° 6.3 : Gestión del servicio de agua potable Criterios Resultados de la evaluación Operación y condición salarial Existe y es remunerado Remuneración mensual S/. 600.00 Tareas del operador Reparación, mantenimiento, desinfección e inspección sanitaria Control de actividades de operación No se realiza y mantenimiento Continuidad de servicio Continuo Restricción del servicio Algunas partes Fuente: Elaboración propia Según la Tabla N° 6.3, se puede ver que el encargado de la operación y mantenimiento percibe una remuneración mensual por sus servicios, pero no se cuenta con la correcta administración por parte de la JASS, restringiéndose aun el acceso al servicio a una gran parte de la población del Centro Poblado. 6.1.1.4. Captación Tabla N° 6.4 : Conocimiento sobre operación y mantenimiento Criterios Resultados de la evaluación Institución capacitadora ATM de San Antonio de Orcotuna Operadores capacitados No capacitados Administradores capacitados Medianamente capacitados Oportunidad de capacitación Después de la entrega de obra Veces que se capacito 1 ves Fuente: Elaboración propia 36 En base a la Tabla N° 6.4, se evidencia una falta de capacitación al personal administrativo y técnico con el que cuenta la JASS, por un desconocimiento de sus deberes y funciones. La ATM y la DIRESA competentes sobre el sistema de abastecimiento de agua potable y saneamiento, deberían de capacitar correctamente a la JASS, para que puedan brindar un buen servicio y de calidad. 6.1.2. CALIDAD DEL AGUA En el actual sistema se realiza la cloración en forma permanente. Para el monitoreo de control de calidad, con referencia al parámetro de cloro residual, se identificaron los tres puntos de muestreo del cual se obtuvieron los siguientes datos: Tabla N° 6.5 : Ubicación de viviendas de muestreo Punto de muestreo Coordenadas UTM Norte Este Vivienda más próxima al reservorio 8343605 408503 Vivienda intermedia 8343226 408835 Vivienda más alejada de la red 8343277 409163 Fuente: Elaboración propia Para el monitoreo de la calidad del agua, se elaboró un formato denominado “Monitoreo del parámetro de cloro residual”, que se adjunta en los anexos. Del cual se obtuvieron los siguientes resultados:Monitoreo de cloro residual cada mes en los tres puntos. 6.1.2.1. MONITOREO DE CLORO RESIDUAL CADA MES EN LOS TRES PUNTOS. se construye un gráficos de control de las variables cuantitativas, para verificar si el proceso de cloración fue capaz de tener el agua con cloro dentro de los LMP, la que se muestra a continuación. 37 Figura N° 6.1: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Marzo. De la Figura N° 6.1, se observa que del total de las 23 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 57% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 43% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 26% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 74% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 0% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 100% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua de mala calidad no potable. 38 Figura N° 6.2: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Abril. De la Figura N° 6.2, se observa que del total de las 20 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 70% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 30% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 65% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 35% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 20% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 80% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. 39 Figura N° 6.3: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Mayo. De la Figura N° 6.3, se observa que del total de las 23 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 83% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 17% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 52% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 48% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 30% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 70% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían 40 consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. Figura N° 6.4: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Junio. De la Figura N° 6.4, se observa que del total de las 22 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 68% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 32% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 55% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 45% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 18% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 82% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. 41 Figura N° 6.5: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Julio. De la Figura N° 6.5 , se observa que del total de las 21 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 71% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 29% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 43% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 57% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 5% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 95% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo • agua de mala calidad no potable. 42 Figura N° 6.6: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Agosto. De la Figura N° 6.6, se observa que del total de las 23 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 65% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 35% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua medianamente potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 39% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 61% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 17% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 83% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. 43 Figura N° 6.7: Muestras diarias de cloro residual en el mes de Setiembre. De la Figura N° 6,7, se observa que del total de las 21 muestras tomadas en ese punto de muestreo. VIVIENDA MÁS PRÓXIMA AL RESERVORIO (V1): EL 81% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 19% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua potable. VIVIENDA INTERMEDIA (V2): EL 38% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 62% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. VIVIENDA MÁS ALEJADA DE LA RED (V3): EL 19% de las muestras están dentro del rango para el cloro libre residual de 0.5 a 1 mg/l y el 81% de las muestras están por debajo del LMP inferior de 0.5 mg/l. Lo que nos daría a entender que los usuarios estarían consumiendo agua con baja concentración de cloro que no se considera apta para consumo humano. 44 6.1.2.2. MONITOREO DE CLORO RESIDUAL PROMEDIO POR MES. Figura N° 6.8: Promedio por mes de cloro residual en los tres puntos de muestreo. Fuente: Elaboración propia En la Figura N° 6.8, se observa que conforme los puntos de consumo se van alejando del punto de cloración, la concentración de cloro disminuye. 6.1.3. DEFICIENCIAS EN EL SISTEMA Para la obtención de la deficiencia en el reservorio y en el sistema de cloración, también se tomó en cuenta parte del formato denominado “Información General sobre la Localidad y el Sistema”, que se adjunta en el Anexo 5. Del cual se obtuvieron los siguientes resultados. 6.1.3.1. EN LA INFRAESTRUCTURA DEL RESERVORIO En diseño y construcción: Falta cerco de protección que evite el acceso de personas y animales. Tapa de inspección sin seguro. Rebose y ventilación no protegidos. En operación y mantenimiento: Los accesorios están en mal estado. 45 se puede evidenciar que el reservorio se encuentra en mal estado, no cumpliendo con los criterios de protección que se establecen según norma. 6.1.3.2. EN EL SISTEMA DE CLORACIÓN En diseño y construcción: Falta caseta de protección. La verificación del caudal por goteo dentro del reservorio es inadecuada. Se instaló de manera empírica. Hay pérdida de solución madre por fuga en tubería de conexión y accesorios. Se desperdicia el agua clorada del reservorio por el rebose, por falta de consumo. En operación y mantenimiento: Es permanente pero ineficiente. Desconocimiento de componentes del sistema y su funcionalidad. Falta de capacitación. 6.1.4. PROPUESTA DE DISEÑO MEJORADO PARA EL SISTEMA DE CLORACION DE CARGA CONSTANTE POR GOTEO Para el Centro Poblado de san Antonio por tener una población mayor a 100 familias y un caudal de aforo mayor a 1 l/s, se recomienda el Hipoclorador de Goteo de carga constante de doble recipiente, como sistema de cloración adecuado. Que consta de un recipiente superior que contiene la “solución madre”, y un segundo recipiente, más pequeño, que cumple la función de dosificador, que cuenta con una salida por goteo de la solución de cloro. En el dosificador se mantiene una carga constante mediante una válvula flotador. En tal sentido a continuación se propone un diseño mejorado del sistema de cloración y la adecuación del reservorio para una potabilización de agua eficiente. 6.1.4.1. PROPUESTA DE DISEÑO MEJORADO El diseño de la alternativa mejorada propuesta, tomando en cuenta todos los criterios descritos más abajo, se plasmaron en los planos denominados “Diseño de sistema de cloración mejorado” y “Flujograma del Sistema de Cloración Mejorado”, que se adjunta en el Anexo de planos. Criterios considerados en el plano: 46 Suministro de agua de flujo constante, de conexión directa al tanque de la solución madre. Recipiente de dosificación de carga constante con válvula de cierre automático. Válvula de precisión para el suministro por goteo. Ingreso próximo al ducto de inspección del reservorio. Válvula de cierre automático al ingreso dentro del reservorio. Caseta de protección. Materiales y accesorios adecuados. 6.1.4.2. ADECUACIÓN DE LA TUBERÍA DE INGRESO AL RESERVORIO Se ha desarrollado una propuesta, para evitar la pérdida de agua desinfectada en el reservorio. Adaptando el ingreso de agua de la línea de conducción al reservorio para lograr un nivel estático y así evitar la pérdida de agua desinfectada del reservorio. Consiste en manejar una cierta presión de llegada al reservorio, de la línea de conducción, de tal manera que cuando se tenga el máximo nivel de agua dentro del reservorio, el agua deje de ingresar al reservorio y fluya a través del cono de rebose acondicionado como se observa y detalla en el plano de referencia “Adecuación de ingreso al reservorio”, que se adjunta en el Anexo de planos. A la propuesta se le conoce como diseño de un reservorio, trabajando con un nivel estático. 6.2. DISCUSION Aun se suscita la preocupación por el suministro mas no por la calidad del agua en el Centro Poblado de san Antonio. Al igual que antes de la aparición del cólera en el Perú de 1991, en donde todos los países se concentraban en la cantidad antes que la calidad del agua. El personal administrativo y técnico de la JASS – san Antonio. evidencian una falta de capacitación en la administración, operación y mantenimiento del sistema de agua potable que repercute para brindar un buen servicio y de calidad. Los pobladores del dentro poblado de san Antonio podrían estar contrayendo progresivamente enfermedades de origen hídrico por una deficiente desinfección. Así como el gobierno regional de Junín en el año 2010 dio a conocer sobre la problemática de saneamiento que existe por los bajos niveles de cobertura en los servicios de agua y saneamiento, relacionando las altas tasas de enfermedades con la falta de acceso y deficiencia de estos servicios sobre todo en el ámbito rural 47 El contenido de cloro libre residual varia en los puntos de consumo de la red de distribución, conforme los puntos de consumo se van alejando del punto de cloración, la concentración de cloro disminuye. En un estudio realizado por (Murillo, 2015) determina que la planta de tratamiento SEDA JULIACA. cumple con los parámetros de cloro libre residual establecidas por el Ministerio de Salud, pero en dicho trabajo de investigación solo se realizó el monitoreo dentro de la planta mas no en los puntos de consumo de la red de distribución, donde existe la probabilidad que no se cumpla con los parámetros para la calidad del agua. La cloración del agua es el último paso de tratamiento de potabilización antes de su distribución, por los cual es recomendable realizar un análisis físico, químico y bacteriológico del agua para ver si cumple con los parámetros que establece el Ministerio de Salud. Porque podría pasar como el estudio que realizo el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente en el año de 1999, en donde determino que de 80 sistemas rurales de abastecimiento de agua por gravedad sin tratamiento en los departamentos de Anchas, Apurímac, Cajamarca y Cusco; el 37.5% de los sistemas visitados realizaban la cloración del agua y a pesar de eso se encontraron coliformes termotolerantes en muestras tomadas en sus componentes, habiéndose encontrado un 12% en las redes de distribución y elevándose a un 67% en el nivel intradomiciliario. (Christman, 1987) hace referencia que la cloración continua del agua potable empezó a inicios del siglo XX en Gran Bretaña, donde su aplicación redujo gradualmente las muertes por tifoidea. Y antes que llegara la cloración para el tratamiento de agua potable, aproximadamente 25 de cada 100,000 personas morían anualmente en Estados Unidos a causa de la fiebre tifoidea. Es por eso que se debe de contar con un sistema de cloración adecuado, con una correcta capacitación, una población sensibilizada y un monitoreo permanente por parte de las ATM de cada municipalidad y así buscar la sostenibilidad del sistema de abastecimiento de agua potable. 48 CONCLUSIONES Se logró monitorear, controlar, vigilar, analizar en forma permanente los parámetros bacteriológicos del agua para consumo humano, suministrada por la JASS-San Antonio del Distrito de Orcotuna, Provincia de Concepción, Departamento de Junín. Se reconoció los reglamentos internacionales y nacionales relacionados con el tratamiento y calidad de agua potable, como el establecido en el DS Nª 031 en el cual establece los parámetros organolépticos, bacteriológicos máximos permisibles las cuales nos sirvieron de guía para poder realizar las actividades en la planta de tratamiento SAN ANTONIO. Logramos Monitorear y controlar los PCO de calidad del agua para consumo humano como: el cloro residual, pH tanto, tanto en la Planta como en las redes de distribución (domicilio). Analizamos las posibles causas que originan las variaciones sobre o debajo de los límites máximos admisibles de los PCO, específicamente de la turbiedad; los análisis bacteriológicos realizados nos indican que la tierra y grava contenidas en los prefiltros influyen de manera significativa. Se propuso soluciones para corregir las posibles causas que originan las variaciones de los parámetros controlados, las cuales fueron, proponer el cambio de grava y arena en los prefiltros, además de requerir de un nefelómetro para poder hacer el seguimiento de la turbiedad. Supervisamos el cumplimiento adecuado de la limpieza, dosificación y control de los componentes hidráulicos, de los reactivos, PCO respectivamente. Realizamos el análisis bacteriológico en laboratorios de la DIRESA-JUNÍN. 49 RECOMENDACIONES Se recomienda a las personas que conforman la JASS – san Antonio. tener un mayor cuidado y responsabilidad en el tratamiento con cloración del agua antes de distribuirlas a los domicilios. Ya que si el agua no se potabiliza podrían producirse problemas epidémicos y si se excede los límites máximos permisibles podría causar efectos nocivos sobre la salud. También promover y fortalecer la participación activa de los usuarios y sensibilizarlos en el cambio de comportamiento sanitario con programas de asistencia técnica, capacitación y educación sanitaria. Implementar el diseño del sistema de cloración de carga constante por goteo y la adaptación de la tubería de ingreso al reservorio propuesto en el presente trabajo de investigación. Luego evaluar los cambios generados por la implementación del sistema mejorado con el apoyo del Manual de Operación del Sistema de Cloración Mejorado que se encuentra anexado, para posteriormente poder implementarlos dentro de los proyectos de inversión pública referentes a agua potable y saneamiento. Debido a que ahora tanto el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, y la DIGESA por parte del Ministerio de Salud exigen contar dentro del proyecto la implementación del sistema de cloración para la potabilización del agua. También se recomienda a los estudiantes de la Facultad de Ingeniería Química, seguir realizando trabajos de investigación referentes a la calidad de agua, ya que el acceso al agua apta para el consumo humano sin poner en riesgo la salud del consumidor, es uno de los problemas relevantes que se viene suscitando año tras año en el medio rural. 50 BIBLIOGRAFÍA Alvarado, D. M. (Diciembre de 2003). Instituto costarricense de acueductos y alcantarillados laboratorio nacional de agua. “Conceptos básicos de aguas para consumo humano y disposición de aguas residuales”. Arboleda, J. (1981). Teoría, diseño y control de los procesos de clarificación del agua. Lima: CEPIS/OPS. Barraque, C. (1979). Tratamiento de las aguas de consumo. Degremont. Berdonces, J. (2008). Problematica del tratamiento de agua potable. España. Berdonces, J. (2008). Problematica del tratamiento de agua potable. España: Medicina Naturista. Berdonces, J. (2008). Problematica del tratamiento de agua potable. España: Medicina Naturista. Castro de Esparza, M. L. (1987). Parámetros físico-químicos que influyen en la calidad y en el tratamiento del agua. Lima: CEPIS. Christman, K. (1987). Cloro. Arglinton, Virginia. Englaterra. Cols, R. (2011). Análisis fisicoquímico de las aguas naturales. Flores vásquez, H. I. (2016). Determinación de parámetros físicos, químicos y basteriológico del contenido de las aguas del río mazán. Iquitos. Gutiérrez, C. (2015). Parametros fisicoquimicos y microbiologicos del agua. Mejia, M. (2005). Analisis de la calidad del agua para consumo humano y percepcion local de las tecnologias apropiadas para su desinfeccion a escala domiciliaria, en la microcuenca El Limon, San Jeronimo, Honduras. Costa Rica. Mendoza, H. (2013). Vigilancia para la calidad de agua para consumo humano en zonas rurales de la Provincia de Moyobamba - 2012, . Tesis de pregrado., Peru: Universidad Nacional de San Martin., Moyobamba, San Martin. Murillo, Y. (2015). Control estadistico de la calidad del agua respecto al cloro residual y turbidez en la Planta de Tratameinto SEDA JULIACA de 2015". Tesis de pregrado, Universidad Continental, Puno. Neira Gutiérres, M. (2006). Dureza en aguas de consumo humano y uso industrial, impactos y medidas de mitigación. Santiago de Chile. Norme técnica peruana NTP 214.003-2000. (2000). Agua para consumo humano, comisión de reglamentos y comerciales INDECOPI. 2° Edc. Lima, Perú. OPS. (1999). La desinfeccion del agua. Washington: D.C. OPS/CEPIS. (1999). Estudio de la calidad del agua en sistemas de Abastecimiento Rural. Lima, Perú. OPS/COSUDE. (2007). Guia para la instalacion de sistemas de desinfeccion. Lima, Perú. 51 Peña, J. L. (1983). Manual de la cloración. Reynolds. (1982). La sedimentación en el tratamiento de las aguas. Haiti. Rojas, R. (2005). Vigilancia de la calidad de agua para consumo humnano. Lima. SUNASS. (1977). Manual de Procedimientos para análisis de Agua " Análisis Físicos y Químicos". Walter., W. J. (1979). Control de calidad del agua procesos fisicoquimicos. Reverte S.A. 52 ANEXOS ANEXO 1: PARÁMETROS PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD DE AGUA DADOS POR LA DIGESA LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS PERMISIBLES MICROBIOLÓGICOS Y PARASITOLÓGICOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS DE CALIDAD ORGANOLÉPTICA ANEXO 2: VIGILANCIA DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO JASS SAN ANTONIO. ANEXO 3: EXAMEN BACTERIOLÓGICO REALIZADO EN LOS LABORATORIOS DE DIRESA ANEXO 4: FOTOS FOTOS DE LOS EQUIPOS DE TRABAJO FOTO 1: Kit de medidor de cloro residual con DPD1 Fuente: Propia Foto 2: Medidor de cloro residual Fuente: Propia Foto 3: Pastilla DPD1 Fuente: Propia FOTOS DEL PRÁCTICANTE EN EL LUGAR DE APLICACIÓN Foto 4: Captación y canal de entrada del agua que será tratada. Foto 5: Pre-filtro de la Junta Administradora de Servicio y Saneamiento JASS San Antonio. Fuente: Propia Fuente: Propia Foto 6: Reservorio de 500 m3 de la Junta Administradora de Servicio y Saneamiento JASS San Antonio. Fuente: Propia Foto 8: Presentación y explicación de la toma de muestra Fuente: Propia Foto 7: Tanque clorador en la planta San Antonio. Fuente: Propia Foto 9: Vista del cambio de color, oxidación del cloro con el DPD. Fuente: Propia ANEXO 5: FORMATOS EMPLEADOS PARA EL LEVANTAMIENTO DE INFORMACION INFORMACION GENERAL SOBRE LA LOCALIDAD Y EL SISTEMA MONITOREO DEL PARAMETRO DE CLORO RESIDUAL ANEXO 6: MANUAL DE OPERACION DEL SISTEMA DE CLORACION MANUAL DE OPERACION DEL SISTEMA DE CLORACION MEJORADO MANUAL DE CAPACITACION PARA JASS PRESENTACIÓN La problemática de saneamiento existente en el ámbito de la Región Junín, caracterizada por los bajos niveles de cobertura en los servicios de agua y saneamiento, altas tasas de enfermedades ligadas a falta de acceso y deficiencia de estos servicios, sobre todo en el ámbito rural, incide en las condiciones de salud y calidad de vida de la población. En tal sentido, se desarrolló el documento “Manual de Operación del Sistema de Cloración Mejorado”. Dicho manual dispone de un programa de capacitación dirigido a las Juntas Administradoras de Servicios de Saneamiento - JASS, orientado a la autogestión de los servicios, que comprende tres aspectos: organizativo, aspectos técnicos para la operación de la cloración del agua y la gestión de los servicios. Los integrantes de los Consejos Directivos de las JASS fortalecidos en sus capacidades, estarán en condiciones de asumir sus roles y competencias articulados a la gestión de los gobiernos locales, a través de las Áreas Técnicas Municipales (ATM) en mérito a la R.M. N° 108-2011-VIVIENDA, donde se plantea su institucionalización, la que facilitará el trabajo articulado entre el Estado (Gobierno Nacional, Regional y Local) y la comunidad usuaria. Esperamos que este material educativo, sirva para que los gobiernos locales asuman la responsabilidad de brindar la asistencia técnica a las JASS, así como también los mismos beneficiarios estén en la capacidad de operación de la desinfección del agua mediante la cloración, siguiendo los pasos que en el material se describe, lo que aportará al desarrollo del sector, al mejoramiento de las condiciones de salud y calidad de vida de la población. INTRODUCCION El presente Manual “OPERACIÓN DEL SISTEMA DE CLORACION MEJORADO”, tiene como propósito orientar la organización y funcionamiento de la JASS, como pautas o lineamientos a ser revisados, analizados y puede ser adecuado a cada realidad local. Contiene las funciones, responsabilidades y atribuciones de los miembros del Consejo Directivo, así como los derechos y obligaciones de los usuarios, quienes en la última instancia son responsables de la autogestión de servicios de saneamiento en su comunidad. La JASS (Consejo Directivo y Usuarios), con el apoyo de las Áreas Técnicas Municipales, deben de asumir el reto de analizarlo, adecuarlo a su realidad y dinámica propia, y aprobar los Estatutos y Reglamentos en la Asamblea General de Usuarios, para su vigencia y aplicación. Así, los servicios de saneamiento básico en la comunidad, tendrán las bases para una buena gestión, administración, operación, mantenimiento y contribuirán al mejoramiento de las condiciones de salud y calidad de vida de la población. Se tiene que tomar un conjunto de acciones adoptadas por las autoridades desde la comunidad de las Juntas Administradoras de Servicios y de Saneamiento, la municipalidad y el establecimiento de Salud que corresponda, para evaluar que las condiciones del sistemas de agua potable estén aptas para el consumo humano; así garantizar su inocuidad del agua, se desarrollara las siguientes acciones como: vigilancia sanitaria, vigilancia epidemiológica, control y supervisión, fiscalización sanitaria, autorización, registro y aprobación sanitaria, promoción y educación. Por ende el trabajo articulado por las autoridades competentes en el control y la vigilancia de la calidad de agua permitirá brindar el consumo de agua libre de microbios, gérmenes y metales. OBJETIVOS: Este manual tiene el objetivo de facilitar a los operadores de sistemas de agua potable, una serie de acciones rutinarias y criterios referentes a: Como prevenir las enfermedades de transmisión hídrica, protegiendo el agua de los diferentes factores de riesgo de la contaminación. Como realizar la aplicación de la cloración y lograr la dotación de agua potable. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Facilitar los conocimientos teóricos y prácticos, para que los operadores de los sistemas de agua potable apliquen los pasos para cloración del agua y por ende lograr la dotación de agua potable según la reglamentación vigente: Reconocer el riesgo que representa el consumo de agua contaminada para la salud de los habitantes. Conocer el diseño, construcción, operación y mantenimiento de los hipocloradores. Aforar el caudal de entrada al tanque. Realizar el estudio de demanda de cloro. Conocer el volumen del hipoclorador. Calcular la dosis de cloro que debemos aplicar. Ajustar, controlar la dosificación del cloro, el caudal de goteo del hipoclorador. Monitorear el cloro residual. Coordinar y trabajar estrechamente en la vigilancia del agua, con las autoridades locales de salud y sus establecimientos de salud. ¿Qué entendemos por cloración del agua? Es la aplicación de cloro al agua, con el propósito de eliminar los microorganismos que producen enfermedades y que se encuentran contenidos en el agua. Es tratar el agua y hacerla apta para el consumo humano. ¿Por qué es importante clorar el agua? 1. 2. Permite abastecer de agua potable, es decir curada por tanto segura para el consumo de la población. Ayuda a prevenir enfermedades como la diarrea, parasitosis, hepatitis, tifoidea y otras transmitidas por el agua. Desinfectar el sistema y clorar el agua es una función importante en la gestión de servicios de saneamiento, permite dotar agua de calidad. De este modo cuidarnos la salud de las familias y la comunidad. ¿Qué materiales necesitamos para la cloración? Equipos de protección personal Mascara. Lentes de protección. Botas. Guantes. Mandil PVC. Materiales y herramientas Cloro. Balde graduado. Medidor de cloro. Romana. Comparador artesanal de cloro residual. Pastilla DPD. Cuchara. Escalera manual . ¿Qué es el cloro? Es un elemento químico que se presenta en forma de gas y que viene unido a yeso o cal. Es desinfectante, bactericida, es decir que mata los microbios y bacterias. ¿Qué características tiene el cloro? Es un gas amarillo verdoso, más pesado que el aire. Soluble en agua. Tiene olor fuerte y característico a lejía. El olor y color se siente cuando está en una concentración de 1.0 mg./ litro. En concentraciones empleadas en la desinfección de agua no hace daño. Produce un residual en el agua desinfectada, es decir que una pequeña parte de cloro queda en el agua que ayuda a proteger el sistema de distribución contra la Re contaminación bacteriana. Es tóxico si se respira en forma directa, puede dañar las vías respiratorias e irritar los ojos. Generalmente se presenta en forma de hipoclorito de calcio al 30, 33 ó 70%. ¿Qué cuidados debemos tener con el cloro? Para garantizar su conservación debe de tenerse los siguientes cuidados: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Mantener la bolsa que contiene el hipoclorito cerrada en forma hermética y encima de una tarima de madera. Colocar la bolsa en lugares secos, áreas techadas, frescas y ventiladas porque cuando se calienta por encima de los 100°, el hipoclorito se vuelve explosivo. Mantener la bolsa lejos de materiales o productos inflamables como kerosene, gasolina, aceite. Evitar fumar, y prender fuego en el ambiente donde se almacena el cloro. No almacenarlo por mucho tiempo, máximo por 60 días. Observar el estado de conservación del hipoclorito de calcio antes de utilizarlo. Si se presenta grumos, indica que está alterada la composición del cloro, está pasado, por tanto debe desecharse. ¿Cómo protegernos para manipular hipoclorito de calcio? 1. 2. 3. 4. 5. Usar guantes de jebe y mandil. Manipular en lugares con suficiente ventilación e Iluminación. Los operadores deben cubrirse la nariz y la boca con mascarillas o trapos. Evitar contacto directo con la piel. Después del trabajo lavarse las manos con jabón y abundante agua a chorro. ¿Qué problemática existe en nuestro medio? Familias no acceden a servicios de agua potable, por falta de estos o deterioro de los mismos. Inadecuadas opciones tecnológicas para la cloración del agua a nivel rural. Los abastecedores (Gobierno Local o JASS), no han desarrollado capacidades para gestión adecuada de los servicios. Trabajo desarticulado entre los diferentes actores. Condiciones insalubres, inadecuados hábitos y prácticas de higiene ¿Cuál es el rol de las familias usuarias? Exigir a la Municipalidad o al comité Directivo de la JASS, agua clorada para el consumo. Cuidar, usar racionalmente el agua clorada. No desperdiciarla. Asumir conductas saludables Pagar puntualmente la cuota familiar ¿Cuáles son las responsabilidades de la JASS? Conformar su consejo directivo. Aprobar sus reglamentos y estatutos. Cobrar la cuota familiar. Administrar, Operar y Mantener los sistemas de saneamiento (agua potable y alcantarillado). Clorar el agua para consumo humano. Convocar a reuniones (asambleas y faenas). Rendir las cuentas de la Administración, operación y mantenimiento. ¿Información básica antes de clorar? Antes de clorar el agua debemos de tener presente la información básica e importante como: 1. 2. 3. EL INSUMO: Definir qué tipo de cloro se dispone en el mercado, si es al 33% o al 70% (HTH). LA CANTIDAD DE AGUA A CLORAR: Determinar y regular la cantidad de agua que necesita la población. ¿COMO DIFERENCIAR EL TIPO DE CLORO? El cloro al 33% se presenta como un polvo o como harina. El cloro al 70 % (HTH) es granulado como la quinua. PROCEDIMIENTO DE CLORACION A. ESTUDIO DE DEMANDA DE CLORO La dosis de cloro que debe aplicarse debe ser suficiente para satisfacer su demanda y dejar un residual óptimo de cloro de hasta 1mg/l, en cualquier punto de la red de distribución a un mínimo de 0.5 mg/l en los puntos extremos de la red. El volumen de cloro que se aplica al agua debe ser igual a la demanda de cloro más el cloro residual que se desee dejar, o sea: Volumen de Cloro = Demanda de Cloro + Cloro Residual Solamente existe garantía de desinfección en aquellas aguas en las que se determina presencia de cloro residual libre. El cloro se asumen a medida que entra en contacto con sustancias orgánicas disueltas en el agua oxidándolas para luego tomar acción en contra de los microorganismos patógenos, como bacterias, virus, protozoarios y otros, eliminándolos. Cuanto más limpia sea el agua, mayor eficiencia tendrá la cloración. Si una cantidad suficiente de cloro ha sido adicionada al agua habrá cloro sobrante en el agua. Este cloro puede dispersarse en el agua matando nuevos microorganismos que entren en contacto con el agua, a través de tuberías rotas, tanques de almacenamiento, reparaciones defectuosas y falta de mantenimiento en general. A este cloro se conoce como cloro residual libre o cloro residual y es el cloro remanente después de que el agua ha satisfecho su demanda de cloro (ha oxidado el cloro). Este cloro continua desinfectando a lo largo del sistema de agua por un periodo posterior a la aplicación de cloro al tanque. Si medimos y encontramos cloro residual en el agua, esto nos indica que los microorganismos patógenos (por ejemplo: bacterias) que pueden producir enfermedades han sido eliminados y por lo tanto, esto constituye un buen indicador de que el agua puede ser ingerida sin riesgos para la salud. Para determinar la demanda de cloro, se sugiere seguir la siguiente secuencia: Primero: Preparar una solución madre: a. b. c. Echar 30 gramos o dos cucharas soperas de Hipoclorito de Calcio al 70% a un Litro de agua destilada. Dejar reposar durante 2 a 3 horas para sedimentar los carbonatos. Trasvasar la solución verde (cloro líquido) a un gotero (1mg de cloro activo por gota). Segundo: Tomar 6 botellas de 2 litros con un volumen de un (1) litros del agua en estudio: Tercero: Anotar condiciones (si fuera posibles): Turbiedad 5 UNT pH = 7,5 Temperatura = 15°C Tiempo de Contacto = 20 Minutos. Cuarto: Dosificar una gota de forma secuencial a las 6 botellas con el agua en estudio. Quinto: Determinar el Cloro residual libre y escoger la dosificación cuya determinación es próxima a 0,5 mg/l. Sexto: De acuerdo a los resultados de la medición de Cloro Libre, se debe escoger la dosificación correspondiente; en este caso según la figura anterior es la Botella No. 3. (Dosificar 3 gotas para obtener un residual de 0,5 mg/l de cloro activo). Séptimo: Determinar el caudal de entrada al tanque de almacenamiento y dosificar el Cloro en función de los resultados. (Para la medición de caudal proceder de acuerdo a los pasos para el aforo de caudal de ingreso detallado más abajo). Octavo: Utilizar un tanque de 600 Litros para la preparación del Cloro a dosificar Ejemplos: o o o o o o o Se disuelve 18 Kg en 600 litros de agua. Se disuelve 6 Kg en 200 litros de agua. Se disuelve 5.1 Kg en 170 litros de agua. Se disuelve 4,5 Kg en 150 litros de agua. Se disuelve 4.2 Kg en 140 litros de agua. Se disuelve 3 Kg en 100 litros de agua. Se disuelve 1,5 Kg en 50 litros de agua Nota: Hacer reposar la solución en el tanque un día antes de su uso para sedimentar los carbonatos. Noveno: Regulación del caudal de goteo: Medir el cloro libre en pileta terminal en función a este regular el caudal de goteo. Debe haber en la pileta terminal un máximo de 1.0 mg/l de manera a que en su aplicación en el sistema genere un cloro residual mínimo de 0,5 mg/l en los puntos terminales de la red. AFOREMOS EL CAUDAL DE ENTRADA La cantidad de cloro que debemos agregar al agua depende directamente del caudal de entrada al tanque de almacenamiento, por eso necesariamente realizamos el aforo. Para medir el caudal se utiliza el método volumétrico, que consiste en: 1. 2. Recibir el agua en un recipiente de volumen conocido (un tacho, balde, etc). Medimos el tiempo en (segundos) que tarda el recipiente en llenarse totalmente. Por ejemplo, si en un aforo utilizamos un techo de 12 litros de capacidad y se llenó en 12 seg, el caudal (Q) será: 𝑸= 𝟏𝟐𝒍 = 𝟏𝒍/𝒔𝒆𝒈 𝟏𝟐 𝒔𝒆𝒈 Para determinar el caudal en litros por minuto (l/min) multiplicamos por 60 Para determinar el caudal en litros por hora (l/h) multiplíquese por 3,600 B. DOSIFICACION La dosificación está en función de los resultados del estudio de demanda de cloro y el caudal de entrada al tanque de almacenamiento. Ejemplo, En el caso que se hubiesen obtenido los siguientes datos: Caudal de ingreso al tanque de almacenamiento, es de 1 l/seg. 3 gotas por litro, para dejar un residual de 0.8 mg/l en el tanque de almacenamiento. Entonces la dosificación resulta C. AJUSTEMOS EL CAUDAL DE GOTEO Debemos ajustar el caudal de goteo cada vez que cloramos y verificar todos los días. El goteo lo podemos medir utilizando un vaso con la cantidad que necesitamos que gotee por minuto en cc (centímetros cúbicos) o mililitros (lo podemos medir usando una jeringa) y midiendo el tiempo que tarda en llenarse (utilizamos un cronometro). Ejemplo: Si el caudal es de 1 l/s y la dosificación es de 3 gotas por segundo para un cloro residual de 0,8 mg/l, el ajuste de dosificación será: 3 gotas/seg 210 gotas/minuto 210 𝑔𝑜𝑡𝑎𝑠 = 10.5 𝑚𝑙 20 𝑚𝑙 Nota: En 1 ml (mililitro) hay aproximadamente 20 gotas (en una jeringa, una rayita). D. FRECUENCIA DE LA CLORACION ACTIVIDAD FRECUENCIA Cloración Debe ser permanente y debe ser de acuerdo a los resultados de la medición de cloro residual, pudiendo ser semanal, quincenal o mensual. MEDICION DEL CLORO RESIDUAL EN EL AGUA Material necesario para medir el cloro residual: Comparador de cloro residual de disco o artesanal. Pastillas DPD: son una pastillas que producen una reacción al ponerse en contacto con el cloro, cambiando el color del agua (rosado). ¿Cómo medir el cloro residual? Para medir el cloro residual proceder de la siguiente manera: 1. Tomar la muestra en 3 sitios diferenciados de la red de distribución: Uno cerca del reservorio. Uno en la parte intermedia. Uno en la parte más baja o ultima conexión domiciliaria. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Enjuagar 2 veces el comparador de cloro residual. Tomar la muestra de agua hasta llenar el comparador. Echar el agua contenida en el comparador 1 o 1/2 pastilla DPD. Tapar el comparador. Agitar el comparador y esperar 60 segundos. Comparar los resultados con la tabla existente en el comparador, en base al cambio de coloración, lo que nos indicara la cantidad de cloro residual en el agua. La concentración de cloro residual debe de estar entre 0.5 mg/litro hasta 1 mg/litro, así se garantizara la calidad del agua. ANEXO 7: DISEÑO HIDRAULICO DEL SISTEMA DE CLORACION POR GOTEO ANEXO 8: PLANOS ANEXO 8.1. SISTEMA DE CLORACIÓN ANEXO 8.2. FLUJOGRAMA DE CLORACIÓN ANEXO 8.3. ADECUACIÓN RESERVORIO