INTRODUCCIÓN Ya que el agua es una de las necesidades y componentes esenciales para la vida de los seres vivos, en especial para el habitante puneño, que utiliza el agua para numerosos fines, siendo el que más destaca es el uso de agua potable. Para que el agua sea potable y apta para el consumo necesita de un tratamiento. Es por ello que el presente informe detalla el proceso proce so de potabilización de agua para la ciudad de PUNO y se referirá también al marco conceptual obtenido de la visita a la cap tación de “CHIMU” y la planta de tratamiento de agua “ AZIRUNI AZIRUNI ”, donde participaron dos grupos “A” y “B” del séptimo ciclo de Ingeniería Civil de la UNIVERISDAD PERUANA UNION, realizada el día 26 de septiembre del 2017. La planta de tratamiento de AZIRUNI se provee de aguas captadas directam ente de “LAGO TITICACA ”, donde se realizara el proceso de la mezcla rápida, floculación filtración, el almacenamiento respectivo, la impulsión a reservorios y el respectivo control de calidad. El Ingeniero Fernando Bravo Coaquira fue quien estuvo a cargo de la exposición y es el encargado de supervisar el proceso de tratamiento físico al agua; en diversas estructuras que van desde la captación hasta los filtros. El recorrido de la visita técnica fue la siguiente:
Se inició por el lugar de captación “CHIMU” Seguidamente se fue a la planta de tratamiento de “AZIRUNI”
El presente informe está constituido de la siguiente manera: primer punto se verán los objetivos (generales – específicos), en donde se reflejaran los logros que se desea adquirir. Segundo punto marco teórico, dentro de ello estará una breve descripción ambiental del lugar donde se desarrolló la visita, también se verá un concepto general de “proceso de potabilización de agua. Posteriormente se verán los materiales que se ha utilizado para dicha visita, para par a luego pasar a la descripción por pasos de la forma en que se ha desarrollado el recorrido y luego obtener los resultados finales. Es por eso, que en este informe, se tratará de aclarar dicho tema, el de la potabilización del agua, a partir de la visita hecha a la “Planta de Tratamiento de AZIRUNI - PUNO PUNO ”. Agua: “ AZIRUNI
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................
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ÍNDICE ...............................................................................................................................................
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1.
OBJETIVOS ..............................................................................................................................
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1.2
OBJETIVO GENERAL. .......................................................................................................
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1.3
OBJETIVOS ESPECÍFICO................................... ................. .................. .................. ......... 3
2.
MARCO TEÓRICO ..................................................................................................................
3.
MATERIALES UTILIZADOS .................................................................................................. 5
4.
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ................. .................. ................. .................. .................. ...... 5
5.
DESARROLLO DE LA VISITA .............................................................................................. 5
6.
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ..................................................... 11
7.
CONCLUSIONES ...................................................................................................................
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8.
RECOMENDACIONES .........................................................................................................
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9.
REFERENCIAS ......................................................................................................................
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ANEXOS ..............................................................................................................................
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10.
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1. OBJETIVOS 1.2 OBJETIVO GENERAL.
Conocer el proceso de potabilización de agua, las instalaciones y el funcionamiento de la Planta de Tratamiento de Agua "AZIRUNI - PUNO".
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICO.
Identificar las infraestructuras hidráulicas para el tratamiento de agua en la Planta "AZIRUNI". Conocer la función de las infraestructuras hidráulicas para el tratamiento de agua. Comprobar lo aprendido en clases sobre el proceso de potabilización de agua, mediante la visita. Afianzar nuestros conocimientos en base al procedimiento y diseño de estructuras hidráulicas así como el tratamiento del agua.
2. MARCO TEÓRICO CAPTACIÓN: Viene a ser una estructura, que sirve para reunir adecuadamente una cierta cantidad de agua, con fines aprovechables. Puede ser por bombeo o por gravedad, dicha estructura varía de acuerdo con la naturale za de la fuente de abastecimiento, su localización y su magnitud.
CANAL PARSHALL: Es una estructura hidráulica que permite medir la cantidad de agua que pasa por una sección de un canal. Consta de cuatro partes principales: Transición de entrada: El piso se eleva sobre el fondo original del canal, con una pendiente suave y las paredes se van cerrando ya sea en línea recta o circular. Sección convergente: El fondo es horizontal y el ancho va disminuyendo. Garganta: El pico vuelve a bajar para terminar con otra pendiente ascendente en la sección divergente.
FLOCULADOR: El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y flóculos salga de la unidad. La energía que produce la agitación del agua puede ser de origen hidráulico o mecánico.
DECANTACIÓN: Es un método físico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Es necesario dejarla reposar para que las partículas se sedimenten. La decantación se aplica con las finalidades: - Remoción de la arena. - Remoción de partículas sedimentables finas, sin coagulación. - Retención de flóculos: decantación después de la decantación.
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ALCALIS: Para prever y mantener la alcalinidad necesaria para el proceso (Cal, Hidróxido de Calcio, Carbonato de Sodio, etc.). El Sulfato de Aluminio Al (OH)3 es el coagulante más comúnmente empleado.
FILTRACION: Este proceso consiste en la remoción de las partículas que no alcanzaban a sedimentar (decantador), haciendo pasar el agua a través de un material poroso, la capa filtrante más común es arena sobre grava. Fenómenos que ocurren durante la filtración: - Acción mecánica de colado a través de los poros de la arena. - Sedimentación de las partículas sobre los gránulos de arena.
SEDIMENTACIÓN: Las aguas superficiales en su desplazamiento cargan material granular y partículas de todo tamaño. Para la sedimentación es necesario reducir la velocidad del agua hasta el punto de causar la deposición de las partículas en suspensión dentro de un determinado tiempo de detención.
DESINFECCIÓN. Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas.
BOMBEO DE ALTA. Toma el agua del depósito de la ciudad. DEPÓSITO. Desde donde se distribuye a toda la ciudad. CONTROL FINAL. Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema.
TIPOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química.
TRATAMIENTO BIOLÓGICO: se emplea de forma masiva para eliminar la contaminación orgánica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos físico-químicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica o su eliminación anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su reducción, acondicionamiento y destino final.
TRATAMIENTO QUÍMICO O BIOLÓGICO: desde el punto de vista conceptual no aplica técnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza técnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus características. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrícolas, industriales, e incluso para potabilización (reciclaje de efluentes).
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3. MATERIALES UTILIZADOS Cuaderno de notas Bolígrafos Banco de preguntas
4. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Celular (cámara) Equipos de protección (casco, chaleco, zapato de seguridad)
5. DESARROLLO DE LA VISITA La visita a esta planta se realizó el día martes 26 de septiembre. La exposición estuvo a cargo del Ingeniero Fernando Bravo Coaquira quien amablemente nos atendió, las experiencias obtenidas se describen a continuación:
Fotografía N° 1: Captación Chimú
CAPTACIÓN La Planta “ AZIRUNI” se abastece del LAGO TITICACA. Se abastece al 95% - 97% de la población de Puno. Se hizo un cambio de caseta de bombeo en el 2013, debido a que tenía excesivo golpe de ariete y solo se bombeaba 135 lts/s. y presentaba problemas seguidos. El proceso se inicia en chimú con la captación del agua desde una platafor ma metálica ubicada a 30 metros hacia el interior del lago Titicaca y dos tuberías tendidas a 435 metros al interior del lago. Al fondo del lago dentro de la estructura metálica se encuentran las tres toberas de succión que cuentan con una canastilla para retener materias orgánicas. La capacidad hidráulica de la línea de bombeo es de 450 lts/s. En la nueva caseta de bombeo modificado en el año 2013, es de estructura metálica de 6 x 7.20 metros y una altura de 4. 73 metros Fotografía N° 2: Caseta de bombeo 5
En la nueva caseta de bombeo se encuentran 3 motores eléctricos de eje vertical de 150 HP, Los motores giran a una velocidad de 1600 rpm. El sistema cuenta con reducciones, uniones bléiser, válvulas chek, medidores de presión, medidores de caudal que son sensores ultrasónicos que cuenta aproximadamente 55 000 soles, válvula de alivio, y válvulas de aire que son muy vitales para no crear golpes de ariete. Cuenta con tres tableros de control y mando de última generación.
Fotografía N° 4: Electrobombas
Fotografía N° 5: Tablero de control
El sistema opera las 24 horas, pero de 6 a 11 pm. Trabaja solo un motor y a partir de las 11 se enciende otro por el tema de ahorrar energía eléctrica Gracias a la variabilidad del tablero de velocidad modificado, cuando se corta el suministro eléctrico se cuenta con un grupo electrógeno que trabaja con diésel con 5,5 galones por hora de 10 000 voltios y convierte de 220 voltios a 340 voltios que hace trabajar solo 2 bombas, desde el 2013 no se hizo ninguna modificación. La cota de la planta de captación es de 3810 msnm.
Mantenimiento de captación Se hace una limpieza a los alrededores de la estructura metálica retirando algas y materias orgánicas que se acumulan realizada por los mismos pobladores de la zona por mutuo acuerdo. Se hace limpieza de las canastillas que son las entradas son colocadas en la toberas. Respecto a los motores como cuentan con un sistema automatizado se realiza una vez al año.
LÍNEA DE IMPULSIÓN Cuenta una línea de impulsión de hierro fundido dúctil de 600 mm, en el camino se divide en 02 líneas de 14” con capacidad de 300 lts/s. donde las líneas de impulsión mides 4.2 kilómetros. 6
Se piensa cambiar las líneas de aducciones para aprovechar la capacidad máxima de las electrobombas y se aspira llegar a bombear 1m3/s.
Fotografía N° 6: Línea de impulsión
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
Fotografia N° 7: Modulo 2 Se pasó por los siguientes procesos:
MEZCLA RÁPIDA - SALA QUÍMICA (Dosificación de insumos químicos) Es aquí donde llega el agua impulsada por las electrobombas, es el punto de mezcla gracias a la canaleta parshall de concreto ubicada en el segundo piso del edificio de control en donde se hace la difusión de coagulantes el prolicloruro de aluminio mediante una tubería de ¾ de PVC, aprovechando así la turbulencia producida por el resalto hidráulico.
Esta canaleta parshall también sirve para poder medir el caudal. -
Sulfato de aluminio: para reducir la turbidez, calcula las partículas sólidas disueltas que dan color o turbidez al agua (limo, arcilla, lodo, etc.)
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Hidróxido de calcio: suaviza, purifica, neutraliza la acidez y remueve impurezas, regula el pH del agua.
Fotografía N° 8: C. Parshall
Fotografía N° 9: Dosificación
FLOCULACIÓN Se realiza mediante flujo vertical con pantallas de concreto vertedero rectangular de concreto, produce agitación lenta para promover el crecimiento de flóculos Es decir el aglutinamiento de las sustancias coloidales disueltas o en suspensión presentes en el agua. Facilitando la decantación.
Fotografía N° 10: Celdas de floculación
FILTRACIÓN Está compuesto por medio de 7 unidades de filtración de flujo descendente y con tasa declinante, tienen una tasa de operación de 149 m3/día. Donde se drenan el agua por el lecho filtrante de arena, el lavado de los filtros es por flujo ascendente. Ingresa 0,011 mm de arsénico y se logra bajar hasta 0.01 mm de arsénico. Se eliminación todas las partículas que aún se mantienen en el agua. El filtro de agua está compuesto de diversas capas de granulometría de la más fina a la más gruesa, dejando atrás pequeñas algas, pequeños seres vivos que no son aptas para el consumo.
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Se utiliza sulfato de cobre para el pintado de las paredes con el fin de evitar el crecimiento de algas. Los filtros son lavados cada 12 horas de esta manera los filtros pueden cumplir con su capacidad de filtrado. Cada 5 moléculas de aluminio atrapas una molécula de arsénico.
Fotografía N° 11: Filtros
CLORACIÓN Se realiza la cloración en la cámara de contacto de cloro, donde se adiciona cloro en forma gaseosa de forma controlada con la finalidad de eliminar microrganismo patógenos. La dosificación en muy variable ya que depende de los ensayos que se realicen en los laboratorios. Se cumple con la adición de cloro, por debajo de la infraestructura existen un serpentín y una manguera de cloro. Se necesita 3 segundos para desinfectar y matar cualquier patógeno.
Fotografía N° 12: sistema de cloración Fotografía N° 13: Tanque de cloro
ALMACENAMIENTO El agua tratada se almacena en dos cisternas para asegurar su abastecimiento y antes de su salida pasa por un riguroso control de calidad en el laboratorio. Existen dos almacenamientos un de 1000 m3 y el otro de 1250 m3
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IMPULSIÓN Cada sistema de almacenamiento tiene un sistema de bombeo de 250 hp, que trabajan las 24 horas del día, que impulsan el agua hasta los reservorios de Huana Pucara y Chejoña. Y de estos reservorios se impulsa por otras electrobombas a diferentes reservorios de la ciudad. El gasto en fluido eléctrico es aproximadamente 1 000 000 soles.
Fotografía N° 14: Caseta de bombeo
CONTROL DE CALIDAD Se realiza atraves de los ensayos de laboratorio como la prueba de jarras que es una simulación para obtener la dosis perfecta, mediante placas, muy aparte se hace una post cloración, se recibe muestras en lugares públicos como colegios, grifos, mercados, tomando así 35 muestras al día y cada dos horas en planta de tratamiento, garantizando así la calidad del agua potable que se brinda a la ciudad de Puno mediante un permanente, control desde la planta de tratamiento, reservorios y redes domiciliarias: supervisados por la SUNASS, DIGESA y garantizado por laboratorios certificados.
Fotografía N° 15: Laboratorio
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DISTRIBUCIÓN Desde los reservorios hasta las conexiones domiciliarias de los diversos sectores de la población usuaria se extiende una red de tuberías primarias y secundarias con sus respectivos accesorios, se abastece a la parte baja de la ciudad y la zona de expansión urbana (aproximadamente el 95% de la población pueña).
6. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Actualmente la situación de la planta de tratamiento de agua de la ciudad de Puno se encuentra en perfecto funcionamiento, aunque con algunos deterioros de óxido, de paredes sulfatadas de infraestructuras hidráulicas. El agua que consume todo Puno es agua tratada que cumple con los parámetros de las normas que la rigen. El proceso de potabilización de agua para ciudad de Puno es muy costosa incluso más caro que Arequipa. El gasto mensual en energía eléctrica en la planta de captación es de 525 000 soles y en la planta de tratamiento bordea el 1 000 000 de soles. Se aspira transportar 1m3/s en el futuro se está haciendo nuevos estudios ya que las líneas de impulsión actuales no soportan dicha capacidad máxima de los motores. Fue muy productiva la visita ya que se pudo comprobar lo aprendido en clases.
7. CONCLUSIONES
Se logró conocer el proceso de potabilización de agua, las instalaciones y el funcionamiento de la Planta de Tratamiento de Agua "AZIRUNI - PUNO". Se identificó las infraestructuras hidráulicas para el tratamiento de agua en la Planta "AZIRUNI". Se Conoció cada función de las infraestructuras hidráulicas para el tratamiento de agua. Se comprobó lo aprendido en clases sobre el proceso de potabilización de agua, mediante la visita. Se afianzó nuestros conocimientos en base al procedimiento y diseño de estructuras hidráulicas así como el tratamiento del agua.
8. RECOMENDACIONES
Se debe utilizar mantas o techos en las celdas de floculación y filtros ya que sufre actualmente contaminación de polvo e insectos. Se debe dar mantenimiento a las diferentes válvulas de control ya que presentan oxido. Se recomienda usar megáfono ya que por causa del ruido de las electrobombas no es posible escuchar a totalidad por parte del expositor.
9. REFERENCIAS
https://www.datosperu.org/empresa-empmunicipal-de-saneamiento-basicopuno-sa-20163947693.php Regal A. (2008) abastecimiento teoría y diseño. Ediciones Ciencias S.R.ltda. 11
10. ANEXOS PREGUNTAS Y RESPUESTAS 1. ¿Cuál es el proceso filtración? Justamente en este proceso pintan las paredes con sulfato de cobre, sal y yeso ya que ayuda a disminuir el crecimiento de algas, y se hace cada tres meses.
2. ¿Cuál es el proceso de cloración? Una vez filtrada el agua pasa a una cámara especial, donde se le agrega “cloro gaseoso” que es una sustancia necesaria para eliminar los microorganismos, en la caseta de cloración existen varios tanques de cloro comprimido que se transportan mediante carriles hacia una balanza para poder controlar el peso. Estos tanques de cloro son recargados en Lima.
3. ¿Cómo se hace la desinfección y cuál es la dosis? Adicionando cloro gaseoso según la dosis estimada en laboratorio El ingeniero no nos dijo una dosis exacta pero si nos habló de los Valores permisibles 2.5 mg/litro Planta 1.5 mg/litro Reservorio 0.5 mg/litro Casa
4. ¿Cómo se realiza la prueba de jarras? Se realiza mediante 6 jarras que simula todo el proceso de tratamiento. El trabajador del laboratorio llena las jarras con la muestra de agua. Una jarra se utilizará como control mientras que los otros cinco contenedores se puede ajustar dependiendo de qué condiciones se encuentran en evaluación, el pH de los frascos se puede ajustar o variaciones de las dosis de coagulante se puede agregar a determinar las condiciones óptimas de funcionamiento. Se añade el coagulante a cada contenedor y se agita aproximadamente 100 rpm por 1 minuto. Y al final la jarra que cumple con los parámetros, esa será la indicada para la dosis que se aplicara.
5. ¿Cuenta con equipo de laboratorio? Si cuenta con equipo de laboratorio y sus respectivos personales encargados.
6. Reporte de monitoreo Es supervisado por la SUNASS, DIGESA y garantizado por laboratorios certificados.
7. ¿Hay reservorios enterrados? Hay una cisterna de almacenamiento subterránea y los demás son reservorios apoyados.
8. ¿Qué modificaciones hay actualmente? Actualmente no hay modificaciones pero si se aspira cambiar las líneas de conducción con uno de diámetro mayor hacia la planta de tratamiento que
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puedan transportar 1m3 por segundo ya que está en estudio y en gestión aun. Fotografía N° 16: Toma de apuntes
Imagen N° 1: Volante impartido por los encargado del proceso de potabilización de agua de la ciudad de Puno
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Imagen N° 2: Afiche impartido por encargados de EMSAP
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Imagen N° 3: Afiche impartido por encargados de EMSAP 15
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Imagen N° 4: Plano del proceso de potabilización de Puno
Imagen N° 5: Dosificación de Pilicloruro de Aluminio
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