Calculos en monorellenos

PROPUESTA METODOLÓGICA
PARA TRATAMIENTO DE LODOS PROVENIENTES DE
PLANTAS DE POTABILIZACIÓN EN LA SABANA DE BOGOTÁ
(ESTUDIO DE CASO MADRID, CUNDINAMARCA)
AUTOR:
JOSÉ NICOLAS RODRÍGUEZ TORRES
UNIVERSIDAD LIBRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C.
2013

PROYECTO NÚMERO
695-764
AUTOR:
JOSÉ NICOLAS RODRÍGUEZ TORRES
PROYECTO DE GRADO
PRESENTADO COMO PRERREQUISITO PARA OBTENER EL TÍTULO DE
INGENIERO AMBIENTAL
DIRECTOR PROYECTO
Ing. M.Sc. ERNESTO TORRES QUINTERO
UNIVERSIDAD LIBRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C. – 2013

PROYECTO 695-764
RESUMEN
Las actuales condiciones socio-ambientales obligan a plantear acciones que
mejoren los sistemas de tratamiento de agua potable y que mitiguen sus
impactos sobre el medio que las rodea. Para lo cual este proyecto ofrece una
metodología que proporciona alternativas para el diseño de un sistema
básico de tratamiento de lodos que incluye la información detallada de la
naturaleza, cuantificación, diseño, costos de implementación y uso o
disposición final de los lodos generados por las actividades de potabilización
del agua y la cual es fácilmente adaptable a las necesidades de diferentes
municipios con características similares a las de Madrid, Cundinamarca.
PALABRAS CLAVES
Agua, metodología, tratamiento, lodos, impactos, uso y disposición.
ABSTRACT
The current socio-environmental conditions obligate to propose actions that
improve treatment systems of potable water and to mitigate its impacts on the
surrounding environment. This project offers a methodology that provides
alternatives for the design of a basic system of sludge treatment, including
detailed information of the nature, measurement, design, implementation
costs and use or final disposal of sludge generated by the activities of water
potabilization and which is easily adaptable to the needs of different
municipalities with similar characteristics to those of Madrid, Cundinamarca.
KEYWORDS
Water, methodology, treatment, sludge, impacts, use and disposal.

Nota de aceptación:
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Firma del Jurado
___________________________
Firma del Jurado
Ciudad y Fecha (día/mes/año)

A Dios Todopoderoso quien me otorga
paciencia y fortaleza para cumplir todos mis
sueños.
A mi hermana Carol Rodríguez y a mi novia
Isabel C. Gómez porque gracias a su apoyo,
orientación, amor y consejo hoy veo llegar a
su fin una de las metas más importantes de
mi vida.
A mi madre Silvia y mi padre Alirio porque
siempre recibí de ellos ánimo y confianza para
terminar satisfactoriamente mis estudios
profesionales.
Nicolas Rodríguez Torres

AGRADECIMIENTOS
A Dios Nuestro Señor, que me brindó la paciencia y la sabiduría para poder
terminar satisfactoriamente mi carrera profesional, siendo este un motivo
para desempeñarme cada día mejor como ingeniero ambiental.
A mis padres porque gracias a su cariño, guía y ayuda he llegado a culminar
uno de los anhelos más grandes de mi vida, fruto del inmenso apoyo, amor y
confianza que en mi depositaron y por la cual he logrado terminar mis
estudios profesionales que constituyen el legado más grande que pudiera
recibir y por el cual viviré eternamente agradecido.
Este proyecto no se habría podido realizar sin la amable colaboración de la
Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid, Cundinamarca a la
cual le expreso mi más sincero agradecimiento.

i
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 1
1 OBJETIVOS 3
1.1 OBJETIVO GENERAL 3
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3
1.2.1 Identificar los procesos de potabilización de la PTAP e indicar cuáles
favorecen la generación de lodos residuales. 3
1.2.2 Con base en los requerimientos técnicos de la PTAP, seleccionar y diseñar
un sistema de tratamiento de lodos, proponiendo alternativas para su uso o
disposición final. 3
1.2.3 Establecer la guía metodológica para el diseño de sistemas de tratamiento
de lodos en municipios de escala media de la sabana de Bogotá. 3
2 VARIABLES 4
3 JUSTIFICACIÓN 5
4 PROBLEMA 6
4.1 DESCRIPCIÓN 6
4.2 FORMULACIÓN 7
4.3 SISTEMATIZACIÓN 8
5 DELIMITACIÓN 10
6 MARCO REFERENCIAL 13
6.1 ANTECEDENTES 13
6.1.1 Internacionales 13
6.1.2 Nacionales 14
6.2 MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL 15
6.2.1 Generalidades del tratamiento de potabilización del agua. 15
6.2.2 Origen de los lodos dentro de los sistemas de potabilización 17
6.2.3 Tratamiento de los lodos 20
6.3 MARCO NORMATIVO 21
7 PROCESOS DE POTABILIZACIÓN Y GENERACIÓN DE LODOS. 24
7.1 PRIMERA FASE CAPTACIÓN 26
7.1.1 Superficial 26
7.1.2 Pozos Profundos 29
7.2 SEGUNDA FASE POTABILIZACIÓN DEL AGUA 30
7.2.1 Aireación 30
7.2.2 Mezcla Rápida. 32
7.2.3 Floculación. 34
7.2.4 Sedimentación. 35
7.2.5 Filtración. 35
7.2.6 Desinfección. 36

ii
7.2.7 Transporte a Tanque Principal. 37
7.2.8 Distribución a la Red. 37
7.3 TERCERA FASE ANÁLISIS FISICOQUÍMICO Y MICROBIOLÓGICO 38
7.4 CÁLCULO Y CARACTERIZACIÓN DE LODOS PRODUCIDOS 40
7.4.1 Cálculo de cantidad de lodos producidos. 41
7.4.1.1 Volumen de tanques sedimentadores: 45
7.4.2 Caracterización de lodos producidos. 47
7.4.2.1 Resultados de la Caracterización 48
7.4.2.2 Comparación de los Resultados versus Normatividad Colombiana 50
8 SELECCIÓN DEL SISTEMA PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS.52
8.1 SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS52
8.1.1 Matriz Cualitativa. 55
8.1.2 Matriz de Valoración. 60
8.1.3 Selección de la alternativa de Tratamiento. 64
9 DISEÑO BÁSICO PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS. 66
9.1 DISEÑO DE EQUIPOS 67
9.1.1 Tanque Ecualizador. 67
9.1.1.1 Caudal a tubo lleno (Formula de Manning): 68
9.1.1.2 Velocidad a tubo lleno: 69
9.1.1.3 Fuerza tractiva (auto limpiante) a tubo lleno: 69
9.1.1.4 Volumen tanque ecualizador: 71
9.1.1.5 Caudal de bombeo: 71
9.1.2 Dosificación de polímero orgánico. 72
9.1.3 Tanque espesador. 73
9.1.3.1 Área y diámetro del espesador: 74
9.1.3.2 Volumen del espesador y tiempo de detención: 75
9.1.3.3 Caudal de alimentación del espesador: 76
9.1.3.4 Caudal de evacuación (Filtro prensa): 77
9.1.3.5 Caudal de recirculación (inicio PTAP): 79
9.1.4 Filtro prensa. 81
10 USO FINAL DE LODOS Y COSTOS DEL SISTEMA. 83
10.1 USO Ó DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS 83
10.2 ESTIMACIÓN DE COSTOS POR IMPLEMENTACIÓN DE ALTERNATIVA.92
11 GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE
TRATAMIENTO DE LODOS EN MUNICIPIOS DE ESCALA MEDIA 94
11.1 FASE I LÍNEA BASE 95
11.2 FASE II CÁLCULOS Y DISEÑO 96
11.3 FASE III DISPOSICIÓN Y ESTIMACIÓN DE COSTOS 98
11.4 VENTAJAS DEL USO DE LA METODOLOGÍA 99
11.4.1 Factor Técnico. 100
11.4.2.1 Recirculación de agua: 100
11.4.2.2 Cumplimiento de normatividad: 100
11.4.2.3 Recuperación de coagulante: 101

iii
11.4.2 Factor Económico. 101
11.4.2.1 Disminución por pago de tasas retributivas: 102
11.4.2.2 Evitar pagos por sanciones: 103
11.4.2.3 Atracción en inversión por mejoras paisajísticas: 103
11.4.2.4 Ahorro por los beneficios técnicos: 104
11.4.2.5 Ingresos por uso final de lodos producidos: 104
11.4.3 Factor Ambiental. 105
11.4.3.1 Mitigación sobre el impacto al Río Subachoque: 105
11.4.3.2 Mejoras Sociales: 105
11.4.3.3 Recuperación Edafológica de Suelos Erosionados: 106
11.4.3.4 Disposición de residuos: 106
12 CONCLUSIONES. 107
13 RECOMENDACIONES. 111
BIBLIOGRAFÍA. 113
INFOGRAFÍA. 117

iv
LISTA DE FIGURAS
Figura 5-1 Mapa de Localización 11
Figura 5-2 Mapa Topográfico 12
Figura 6-2 Etapas Involucradas en el Tratamiento de los Lodos 20
Figura 7-1 Punto de succión río Subachoque 28
Figura 7-2 Pozo profundo de Agua Subterránea “Pozo 7” 29
Figura 7-3 Tanque de aireación 31
Figura 7-4 Tanque de mezcla rápida y de sulfato de aluminio 32
Figura 7-5 Floculador Mecánico 34
Figura 7-6 Sedimentador 35
Figura 7-7 Tanques de Filtración 36
Figura 7-8 Unidad de Cloración 36
Figura 7-9 Caseta de Bombas 37
Figura 9-1 Área Disponible para la Planta de Tratamiento de Lodos 67

v
LISTA DE TABLAS
Tabla 2-1 Variables del Estudio 4
Tabla 7-1 Población Vs. Caudal Captado 25
Tabla 7-2 Volumen de agua tratada Vs. Dosis de insumos 33
Tabla 7-3 Volumen de agua Vs. Dosis de insumos aplicada al día 34
Tabla 7-4 Parámetros Analizados en la E.A.A.A.M.E.S.P. 38
Tabla 7-5 Cantidad Teórica de Lodos Generados según Caudal Tratado 41
Tabla 7-6 Volumen Total Teórico de Lodos Generados 42
Tabla 7-7 Volumen Total Experimental de Lodos Generados 44
Tabla 7-8 Masa Total Experimental de Lodos Generados 45
Tabla 7-9 Análisis de Resultados 48
Tabla 7-10 Comparación de Resultados 49
Tabla 8-1 Comparación Sistemas de Disminución del Agua 53
Tabla 8-2 Sistemas de Deshidratación Natural y Mecánico 54
Tabla 8-3 Matriz Cualitativa de Alternativas de Tratamiento de Lodos 56
Tabla 8-4 Valoración de Alternativas para Selección 62
Tabla 10-1 Alternativas para Uso o Disposición de Lodos 83
Tabla 10-2 Ventajas y Desventajas de Las Alternativas de Disposición 89
Tabla 10-3 Costos por Implementación de Alternativas 92

vi
LISTA DE ANEXOS
Anexo A Boletín Censo General 2005
Anexo B Reporte Inicial Visita de Campo
Anexo C Datos Iníciales de Operación de la Planta
Anexo D Esquema Sistema de Potabilización PTAP Madrid
Anexo E Procedimientos de la E.A.A.A.M.
Anexo F Ensayo de Jarras por Caudal Tratado
Anexo G Cálculo de Densidad con Picnómetro
Anexo H Resultados Analíticos
Anexo I Relaciones Hidráulicas para Tuberías Parcialmente Llenas
Anexo J Diseños Básicos de Sistema de Tratamiento de Lodos
Anexo K Diagrama de Flujo Metodología
Anexo L Proyección por Pago de Tasas Retributivas
Anexo M Guía Rápida Para El Uso de la Metodología

1
INTRODUCCIÓN
El agua es uno de los principales componentes de la oferta natural de
nuestro país, sin embargo, el proceso de deterioro y la disminución en la
calidad de las fuentes hídricas, acoplado al modelo de desarrollo imperante,
comenzó a poner en riesgo la capacidad de abastecimiento de agua para
consumo humano y la supervivencia de muchos ecosistemas que se tornan
especialmente vulnerables ante la reducción en la calidad de la oferta
hídrica.
La legislación ambiental nacional establece que las plantas de tratamiento de
agua potable (PTAP) no deben arrojar los lodos producto de los diferentes
procesos de tratamiento en los cuerpos de agua del cual se abastecen, esto
debido a que la práctica común de las plantas de potabilización consistía en
verter los residuos de los procesos de lavado y purga, directamente en los
cauces de los ríos, afectando su calidad, niveles y generando un impacto
sobre los mismos. Como ejemplo, tenemos el caso específico del río
Subachoque el cual disminuye dramáticamente su calidad hídrica por realizar
esta práctica y el cual es una de las fuentes de agua que abastece al
municipio de Madrid, Cundinamarca.
Por estas condiciones, se consideró necesario implementar sistemas de
aplicación ingenieril con el fin de dar un tratamiento adecuado encaminado a
tratar de una manera eficiente los lodos de los procesos de potabilización del
agua y el uso o la disposición final de estos con el fin de mitigar la
contaminación de las fuentes que aguas abajo abastecen a otros municipios

2
y a las familias que viven en las riveras y que de ellas, en algunos casos,
derivan su sustento.
La aplicación de este proyecto busco definir una metodología que se lograra
acoplar a la mayoría de municipios ubicados en la sabana de Bogotá con el
fin de guiar en la toma de decisiones a la hora de seleccionar el tratamiento
que brinde el mejor manejo a los lodos en las plantas de tratamiento de agua
potable, y de esta forma suministrar una herramienta que facilite el desarrollo
de estas alternativas con el fin de dar cumplimiento a la normatividad
satisfaciendo las necesidades hídricas, mejorando el entorno socio ambiental
de los diferentes municipios que apliquen la metodología y teniendo en
cuenta el nivel económico de los mismos.
En el presente trabajo de grado, se incluyen los pasos para seleccionar las
alternativas en el diseño básico de la planta de tratamiento de lodos
generados por el sistema de potabilización de agua, teniendo como caso de
estudio la Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid Empresa
de Servicio Público (E.A.A.A.M. E.S.P), la cual sirvió como base para
establecer la metodología para los municipios de características similares
ubicados en la Sabana de Bogotá. Se incluyen las pautas para el uso y/o la
disposición final de los lodos con el fin de incentivar un desarrollo integral de
las plantas con su entorno y mitigar de manera adecuada sus impactos sobre
los cauces que en la mayoría de los casos son los mismos que las
abastecen.

3
1 OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Proponer una metodología que brinde soluciones de carácter técnico,
económico y ambiental para el tratamiento de los lodos producto de los
diferentes procesos de una planta de tratamiento de agua potable en
municipios medianos, tomando como caso de estudio la del municipio de
Madrid, Cundinamarca.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.2.1 Identificar los procesos de potabilización de la PTAP e indicar cuáles
favorecen la generación de lodos residuales.
1.2.2 Con base en los requerimientos técnicos de la PTAP, seleccionar y
diseñar un sistema de tratamiento de lodos, proponiendo alternativas
para su uso o disposición final.
1.2.3 Establecer la guía metodológica para el diseño de sistemas de
tratamiento de lodos en municipios de escala media de la sabana de
Bogotá.

4
2 VARIABLES
Dentro de un objeto de estudio se encuentran elementos que pueden ser
atributos, propiedades o características, cambiantes dentro de la situación
problemática. Pueden ser de diferentes tipos, pero siempre deben estar
presentes: la variable dependiente, variables independientes e intervinientes.
En la Tabla No. 2-1 se han identificado las variables independientes, la
variable dependiente y la interviniente que servirán como base para la
realización del proyecto.
Tabla 2-1. Variables del Estudio.
Variable Independiente Variable Dependiente Variable Interviniente
•Calidad de agua de la
fuente.
•Cantidad de agua
tratada.
•Cantidad de lodos
producidos por m3
de
agua tratada.
•Naturaleza de los lodos
producidos.
•Metodología técnica,
económica y ambiental
para el tratamiento de
lodos.
•Normatividad vigente.
Fuente: Autor

5
3 JUSTIFICACIÓN
La práctica usual de las PTAP´s que tratan las aguas por medio de los
procesos de coagulación-floculación-sedimentación y filtración es eliminar los
lodos acumulados en los sedimentadores y en los filtros, descargándolos
directamente a los cursos de agua superficiales, sin considerar que las
características físicas y químicas de estos a menudo incumplen las normas
legales y afectan el recurso en el cual son vertidos.
A medida que la calidad de los recursos hídricos disminuye y que las normas
ambientales se tornan más estrictas, se evidencia el escaso conocimiento
técnico que poseen las entidades para mejorar sus procesos, lo que crea la
necesidad de realizar investigaciones orientadas a brindar bases que
incrementen el conocimiento sobre las prácticas a tener en cuenta en el
desarrollo de mejoras para procesos ya establecidos que aprecien los
distintos agentes involucrados.
Debido a este vacío investigativo es necesario el desarrollo de una
metodología para establecer pautas a la hora de querer incluir un sistema de
tratamiento de lodos en las PTAP desde el punto de vista técnico, económico
y ambiental. El proyecto a desarrollar se incluye en el grupo de investigación
TECNO AMBIENTAL de Ingeniería de la Universidad Libre como proyecto de
investigación en una PTAP, el cual destaca la importancia del recurso hídrico
y las investigaciones que promuevan los temas de abastecimiento,
tratamiento y gestión de aguas.

6
4 PROBLEMA
4.1 DESCRIPCIÓN
Las PTAP´s son necesarias para mejorar la calidad de vida de las personas y
su principal función es garantizar al consumidor un producto final que cumpla
con los estándares exigidos por las normas, pero qué pasa cuando se
identifica que los procesos que en ésta se llevan a cabo generan residuos
que al ser vertidos en la fuente, podrían impactarla al punto de poner en
peligro su uso a largo plazo.
Los lodos son residuos finales de algunos de los procesos de potabilización
de agua, más concretamente de la floculación, sedimentación y filtración, de
los cuales se creía que no generaban impactos ya que provenían de las
aguas naturales o aguas crudas, con compuestos generalmente inorgánicos,
como arcillas, arenas finas o limos, los cuales no son peligrosos para la salud
y pueden ser dispuestos libremente en el suelo e incluso en los mismos
cuerpos de agua.
Gracias a investigaciones como las del presente proyecto se ha logrado
evidenciar que al verter estos sólidos de forma indiscriminada en las fuentes
de agua, se tienden a formar depósitos de sedimentos, alterando de manera
significativa los cauces, haciendo que disminuya la actividad fotosintética de
las plantas acuáticas, aumentando la turbiedad, variando el color de las
aguas receptoras y en general ocasionando impactos ambientales de
consideración.

7
Por esta razón se propone desarrollar una guía metodológica para el
tratamiento de los lodos provenientes de los procesos de potabilización en
las PTAP´s de los municipios de mediana escala de la sabana de Bogotá, los
cuales no disponen de herramientas que faciliten el desarrollo de este tipo de
investigaciones en sus plantas lo que solo incrementa el desconocimiento
técnico y ambiental en la materia por parte de las empresas municipales que
en algunos casos ignoran la importancia de tratar los lodos y lo que pueden
hacer con estos.
Como en la mayoría de la problemática nacional en torno a las
investigaciones se debe tener en cuenta el factor económico, el cual es de
gran importancia a la hora de tomar decisiones sobre todo por los pequeños
presupuestos asignados a estos temas en los municipios de escala media.
Por esta razón se propuso desarrollar una propuesta teniendo en cuenta los
factores económicos, técnicos y ambientales.
Para el desarrollo del proyecto, se utilizó como caso de estudio la planta de
tratamiento de agua potable de la Empresa de Acueducto Alcantarillado y
Aseo de Madrid, Cundinamarca, Empresa de Servicio Público (E.A.A.A.M.
E.S.P).
4.2 FORMULACIÓN
Por medio de esta investigación se pretende desarrollar una metodología que
permita a los municipios medianos del área de la sabana de Bogotá
determinar las alternativas o diseños más apropiados para el tratamiento de
los lodos residuales de las PTAP´s; tomando como base la planta de
tratamiento de agua potable del municipio de Madrid, Cundinamarca, con el
fin de cumplir con las normas ambientales vigentes y mitigar los impactos
que se puedan causar sobre los recursos naturales y de esta forma

8
garantizar una mejor calidad de vida para las generaciones presentes y
futuras a través de un desarrollo sustentable.
Para ello se recurrió a la investigación de información secundaria sobre los
aspectos característicos del área de estudio. Seguidamente se llevaron a
cabo varias visitas de campo en las cuales se obtuvo información primaria
(identificando de procesos, lodos), adicional se complementó la información
secundaria con otra que se consultó en la gobernación de Cundinamarca, en
la CAR y en la E.A.A.A.M.E.S.P.
Posteriormente toda la información obtenida en campo y en las diferentes
fuentes bibliográficas se articuló, con el fin de desarrollar como producto final
la propuesta metodológica que permitió evaluar técnica, económica y
ambientalmente el tratamiento de lodos de diferentes plantas de tratamiento
de agua potable con características similares a las de los municipios de la
sabana de Bogotá para su posterior aprovechamiento y/o disposición final.
4.3 SISTEMATIZACIÓN
El problema anteriormente descrito implica una serie de inconvenientes los
cuales se vienen presentando en la mayoría de PTAP´s y que se reflejan en
un uso ineficiente del recurso agua y en el deterioro gradual del mismo. La
potabilización del agua en estos municipios genera impactos que pueden
poner en segundo plano la importancia del tratamiento de lodos.
Inquietudes sobre la calidad del agua potable en estos municipios hacen
necesario evaluar el funcionamiento de las PTAP´s. Por otra parte, si el
sistema de potabilización que posee determinado municipio produce agua de
buena calidad ¿Por qué debe tratar los lodos si estos no afectan
aparentemente el producto final?

9
La mayoría de especialistas en este tema coincide en que es necesario
realizar una inversión para garantizar la cobertura y el desarrollo de sistemas
de potabilización de agua pero ¿Es posible obtener un beneficio económico y
ambiental al tratar los lodos?

10
5 DELIMITACIÓN
Las instalaciones administrativas y operativas de la Empresa de Acueducto,
Alcantarillado y Aseo de Madrid E.S.P, se encuentran ubicadas en la
cabecera municipal, localizada a los 04º 44' 06" de latitud norte y 74º 15'
47.58" de longitud oeste (Ver figura 5-1), a una altura de 2,550 msnm,
correspondiente al piso térmico frio, temperatura media de 14 ºC y una
precipitación media anual de 587 mm, su topografía es de plana a
ligeramente ondulada (Ver figura 5-2), correspondiente a la mayoría de las
poblaciones de la Sabana de Bogotá; están regadas por el río Subachoque y
se encuentran dentro de la cuenca del río Bogotá.
Se desarrolló una metodología aplicable a los municipios con población
menor a 100,000 habitantes de la sabana de Bogotá. Tomando como planta
piloto para el desarrollo del proyecto la PTAP del municipio de Madrid, el cual
según el último censo del Departamento Administrativo de Estadística
(DANE) posee una población de 61,599 habitantes (Ver Anexo A).
La temática principal del proyecto será la Gestión Integral del Recurso
Hídrico y la Disposición de Residuos.

11
Figura 5-1 Mapa de Localización

12
Figura 5-2 Mapa Topográfico

13
6 MARCO REFERENCIAL
6.1 ANTECEDENTES
El tratamiento de lodos provenientes de plantas de potabilización es un tema
relativamente nuevo en el campo de la investigación a nivel ambiental, ya
que solo hace alrededor de dos décadas se iniciaron los primeros estudios
de los efectos de los lodos residuales de las plantas producto de la
potabilización del agua, en los distintos cuerpos de agua donde son
dispuestos. Pese al hecho de la escasa investigación del tema, a través de
los años, varios estudios han demostrado el efecto que pueden tener los
lodos sobre los cuerpos de agua en que se disponen y los sistemas que los
rodean.
6.1.1 Internacionales
En 2001, en Uganda un grupo de expertos japoneses estudió el efecto de la
descarga del lodo obtenido de un coagulante de aluminio en el lago Victoria y
encontraron anormalidades en las raíces de algunas plantas y deficiencia de
fósforo. Esto último se atribuyó a la presencia de aluminio, que impide la
correcta asimilación de fósforo por las raíces de la planta1
.
En cuanto a América Latina, México es uno de los países latinoamericanos
que más ha estudiado los problemas del no tratamiento de los lodos en la
potabilización del agua, demostrando con hechos la importancia del tema y
brindando las pautas para que el resto de países de la zona inicien con las
1
Kaggwa.R.C. Mulatelo.C.I., Patrick.D and Okurutu.T.O (2001) The impact of alum discharges on a natural tropical
Wetland in Uganda. Water Research. Vol. 35 p.795-807

14
respectivas medidas para la mitigación de los posibles impactos de la
acumulación de los lodos por la falta de tratamientos dentro de las cuales se
destaca el hecho que los recursos para la operación de sistemas de
tratamiento de lodos en las plantas potabilizadoras de América Latina son
escasos, punto que es de vital importancia a tenerse en cuenta al proponer
alternativas para aplicarlas en la región.
6.1.2 Nacionales
En cuanto al tratamiento de lodos a nivel nacional hay un inconveniente
principal, el cual es la poca información existente para guiar a las entidades
que manejan estos residuos y darles bases para iniciar una planeación en
torno al tema, la cual permita identificar las ventajas de aplicar este tipo de
tratamientos en las plantas de agua potable. Actualmente estos lodos son
dispuestos sin ningún tratamiento en represas, terrenos baldíos o en las
mismas fuentes de suministro ocasionando serios inconvenientes de
consideración ambiental, como es el caso de Cartagena, en donde varias
zonas, debido a la sedimentación, cerraban las ciénagas impidiendo la
aireación de las mismas.
Una causa para que en Colombia no existan registros sobre los sistemas de
tratamiento de lodos en plantas de purificación de agua es que la mayoría de
las PTAP no los poseen por la falta de recursos económicos y si se observa
que aún existen muchas personas sin acceso al agua potable, es lógico
pensar que solo se construyan sistemas de tratamiento con los procesos
básicos de potabilización y sin tener en cuenta los sistemas para tratar los
lodos.

15
6.2 MARCO TEÓRICO Y CONCEPTUAL
El avance tecnológico y el acelerado crecimiento demográfico, producen la
alteración del medio, llegando en algunos casos a atentar contra el equilibrio
biológico de la Tierra. Es necesario que el hombre proteja los recursos
renovables y no renovables y que tome conciencia que el desarrollo
sostenible es la práctica fundamental para establecer un equilibrio sobre la
vida del planeta.
6.2.1 Generalidades del tratamiento de potabilización del agua.
El tratamiento de potabilización de agua es el proceso de naturaleza físico-
química y biológica, mediante el cual se elimina, una serie de sustancias y
microorganismos que comunican un aspecto o cualidad organoléptica no
deseables y por medio del cual se transforma en agua apta para el consumo
humano. Antes de su tratamiento propiamente dicho las aguas crudas se
someten generalmente a un pretratamiento que comprende un cierto número
de operaciones físicas o mecánicas que tienen por objeto separar la mayor
cantidad de materias que por su naturaleza o tamaño crearían problemas en
los tratamientos posteriores. Las operaciones de pretratamiento son las
siguientes (una estación puede incluir una o varias de etas operaciones
según su importancia y la calidad del agua cruda): desbaste; desarenado;
pre-decantación; desaceitado y desengrase (de aguas de superficie)2
.
Las aguas naturales contienen sustancias tanto disueltas como en
suspensión; ambas pueden ser orgánicas e inorgánicas. Las materia en
suspensión pueden tener tamaño y densidad tales que pueden eliminarse del
agua por simple sedimentación, pero algunas partículas son de tamaño tan
pequeño y poseen carga eléctrica superficial que las hace repelerse
continuamente, impidiendo su aglomeración y formación de una partícula
2
DEGRÉMONT. Manual técnico del agua. Cuarta Edición. España. 1979. p. 111.

16
más pesada que pueda sedimentarlas con una dimensión que suele estar
comprendida entre 1 µm y 0.2 µm.
La coagulación en el proceso de tratamiento tiene por objeto agrupar estas
partículas coloidales dispersas en el agua en otras más voluminosas y
pesadas que pueden ser separadas más fácilmente del agua. Es así que la
coagulación es la adecuación química de los sólidos en suspensión para su
posterior remoción; este proceso juega un papel importante en el tratamiento
para potabilización y se usa para remover turbiedad, color, bacterias, virus y
algas, entre otros. En el proceso se presenta la desestabilización de las
partículas por adición de sustancias químicas coagulantes requiriéndose una
unidad para dosificación y mezcla rápida.3
A continuación de la etapa de coagulación continúa un segundo proceso
llamado floculación, que tiene lugar tras someter a los microflóculos a una
agitación lenta que permite la unión de estos en agregados mayores o
flóculos visibles ya a simple vista y con la suficiente cohesión y densidad
para someterlos a la siguiente etapa de sedimentación. La floculación
requiere un menor gradiente de agitación para impedir la rotura y
disgregación de los flóculos ya formados. Los flóculos rotos son difíciles de
retornar a su tamaño inicial.
Una vez floculada el agua, el problema radica en separar los sólidos del
líquido, o sea las partículas coaguladas del medio en el cual están
suspendidas. Esto se puede conseguir dejando sedimentar el agua o
filtrándola, o ejecutando ambos procesos consecutivamente que es lo
común. La sedimentación realiza la separación de los sólidos más densos y
que tienen velocidad de caída tal que pueden llegar al fondo del tanque
sedimentador en un tiempo económicamente aceptable.4
3
ACODAL. Curso de operación y mantenimiento de plantas de potabilización Bavaria S.A. Practica Nº 2: Dosis
optima de coagulante. Bogotá D.C., Agosto 2004. p. 9.
4
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y práctica de la purificación del agua. 2000. p. 184

17
El objetivo básico de la filtración es separar las partículas y microorganismos
objetables, que no han quedado retenidos en los procesos de coagulación y
sedimentación. En consecuencia, el trabajo que los filtros desempeñan,
dependen de la mayor o menor eficiencia de los procesos preparatorios.
El término residuales se utilizaba para describir todos los residuos producto
de los procesos de la potabilización, bien sean líquidos, solidos o gaseosos5
;
por lo que en el pasado los lodos eran vistos como los residuos semisólidos
de la potabilización del agua, pero actualmente la búsqueda de procesos
más sostenibles y mejores prácticas obligan a clasificar a los residuos más
como subproductos de los diferentes procesos que como residuos finales sin
ningún tipo posible de uso adicional, de esta manera incentiva a buscar
alternativas adicionales a las convencionales con el fin de obtener un
aprovechamiento de los mismos.
6.2.2 Origen de los lodos dentro de los sistemas de potabilización
Uno de los aspectos más críticos en la operación de las plantas de
potabilización es el manejo de los lodos producidos en los procesos de
sedimentación y filtración, según sean provenientes de coagulación con
sulfato de aluminio, o de compuestos férricos, para remoción de color o
turbiedad, ya que, tanto sus características fisicoquímicas como sus
volúmenes son distintos en cada caso, porque pueden también cambiar,
anual, estacional o diariamente, dependiendo de las condiciones climáticas
de la cuenca de donde es captada el agua para el tratamiento de
potabilización.
Los lodos que se producen en los sedimentadores constituyen entre el 60% y
el 70% de los sólidos totales y en los filtros entre el 30% y el 40%. Sin
5
AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION. Calidad y Tratamiento del Agua. Quinta Edición, España: 2002. p.
997

18
embargo, en las plantas que remueven hierro y manganeso los filtros
retienen la mayoría de los lodos: 50% al 90%. Los polielectrolitos tienden a
reducir los volúmenes de estos lodos.6
Los volúmenes pueden estimarse así:
los sedimentadores producen entre el 2% y el 4% del caudal que se procesa
y los filtros entre el 1% y el 2%. En total, el flujo de lodos de una planta no
debe ser mayor en promedio del 5%, pero hay casos en que es mayor.7
En general, los residuos de una planta de potabilización de agua provienen
de las operaciones y procesos que se describen a continuación:
6.2.2.1 Sedimentación simple.
En algunas plantas se utilizan tanques de sedimentación de agua cruda, sin
coagulación previa, para remover arena fina, limos, arcillas y residuos
orgánicos vegetales. Esta sedimentación, tiene lugar en los clarificadores o
sedimentadores y genera un manto de lodos que retiene la mayor parte de
estos materiales arrastradas por las aguas superficiales.
6.2.2.2 Remoción de hierro y manganeso.
En plantas de remoción de hierro y manganeso, los lodos están constituidos
principalmente por los precipitados de hidróxido de férrico y de óxidos
mangánicos. Generalmente el volumen de estos sólidos es menor que el que
se obtiene de plantas convencionales de coagulación.
6.2.2.3 Coagulación química.
Los residuos de coagulación están constituidos, básicamente, por el lodo de
los sedimentadores y es el que más carga genera al proceso. En la mayoría
de casos el lodo está compuesto por los precipitados de aluminio o de hierro,
provenientes del uso de alumbre o de sales de hierro como coagulantes, así
como por el material removido, arena, limo, arcilla y polímeros o coagulantes
6
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y Práctica de la Purificación del Agua. 2000. p. 705
7
ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Purificación del agua, Segunda Edición. Bogotá, p. 312

19
usados en la potabilización. Generalmente los lodos generados por los
proceso de potabilización son estables, no se descomponen rápido o causan
problemas de septicidad, debido a que la fracción orgánica del residuo
arrastrada o absorbida, es mínima.
6.2.2.4 Ablandamiento por separación
El ablandamiento con cal y soda ash produce un residuo de carbonato de
calcio, hidróxido de magnesio y cal no reactiva. Además, en algunas plantas
de ablandamiento también usan coagulación, produciendo un residuo de
hidróxido de aluminio o de hierro. El lodo es producto del reactor de
ablandamiento, pero también de la sedimentación de los coagulantes.
6.2.2.5 Adsorción.
Generalmente en las plantas de potabilización con problemas de olores y
sabores, es utilizado el carbón activado para su tratamiento, pero este
contribuye a la cantidad de sólidos de que hay que disponer.
6.2.2.6 Lavado de filtros.
Esta produce un agua con concentración baja en sólidos, la cantidad puede
ser del orden del 2 al 6% de agua filtrada, los sólidos son aquellos retenidos
durante la filtración. En plantas con aplicación de carbón activado en polvo,
además se retiene el carbón activado aplicado y el material absorbido.
6.2.2.7 Intercambio iónico.
En este tipo de proceso el residuo más importante lo constituye la salmuera
de NaCl, calcio y magnesio, proveniente de la operación de regeneración de
las resinas de ablandamiento. La salmuera puede representar entre el 3% y
10% del agua tratada.8
8
ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Purificación del agua, Segunda Edición. Bogotá, p. 312

20
6.2.3 Tratamiento de los lodos
El tratamiento de los residuos líquidos producidos en procesos de
tratamiento de agua implica la separación del agua y de los sólidos, al nivel
permitido por el método de disposición, por lo que el grado de tratamiento
requerido está en función directa del método de disposición final. El
tratamiento utilizado para los residuos líquidos generados en las plantas de
tratamiento consiste básicamente en la reducción del porcentaje de agua
contenido en ellos, haciéndolos más concentrados y minimizando por
consiguiente el volumen a ser dispuesto. Cabe señalar que los lodos
presentan un contenido de humedad superior al 95%.
En la Figura 6-2 se muestran las etapas involucradas en el tratamiento de los
lodos en las plantas de tratamiento de agua potable.
Figura 6-2. Etapas Involucradas en el Tratamiento de los Lodos
Fuente: ESCOBAR RIVERA, Juan Carlos. Gestión Integral del Manejo de Lodos de
Plantas de Tratamiento de Agua Potable. ACODAL. 2004
AGUA CRUDA POTABILIZACIÓN ACONDICIONAMIENTO
RESIDUOS
DISTRIBUCIÓN
ESPESAMIENTO
RESIDUO LÍQUIDO RESIDUO SÓLIDO
ACONDICIONAMIENTO
DESHIDRATACIÓN
MECÁNICA NATURAL
DISPOSICIÓN
FINAL
DISPOSICIÓN
FINAL
DISPOSICIÓN
FINAL
TRATAMIENTO DE
RESIDUOS

21
Dentro de los métodos de tratamiento de lodos podemos encontrar tanques
ecualizadores, lechos de secado, lagunas de deshidratación, deshidratación
mecánica y espesamiento, entre otros, y aunque existen varios métodos de
tratamiento, ninguno puede ser generalizado, ya que no existe una
composición típica para los residuos. Además, la disponibilidad de recursos
financieros es determinante en la selección del proceso que se adoptará para
soluciones a corto, mediano y largo plazo.
6.3 MARCO NORMATIVO
Constitución Nacional de Colombia de 1991, en la cual se
reglamentan los derechos colectivos y del ambiente; y por medio de la
cual el Estado planificará el manejo y aprovechamiento de los
recursos naturales, para garantizar su desarrollo sostenible, su
conservación, restauración o sustitución. Además, deberá prevenir y
controlar los factores de deterioro ambiental, imponer las sanciones
legales y exigir la reparación de los daños causados. Así mismo,
cooperará con otras naciones en la protección de los ecosistemas
situados en las zonas fronterizas.
La ley 99 de 1993 por la cual se crea el MINISTERIO DEL MEDIO
AMBIENTE, se organiza el Sistema Nacional Ambiental -SINA-, se
reordena el Sector Público encargado de la gestión del medio
ambiente y de los recursos naturales renovables, encomendado de
impulsar una relación de respeto y armonía del hombre con la
naturaleza y de definir, en los términos de la presente ley, las políticas
y regulaciones a las que se sujetarán la recuperación, conservación,
protección, ordenamiento, manejo, uso y aprovechamiento de los
recursos naturales renovables y el medio ambiente de la Nación a fin
de asegurar el desarrollo sostenible.

22
Decreto 1594 del 26 de junio de 1984, por el cual se reglamenta
parcialmente el Título I de la Ley 9 de 1979, así como el Capítulo II del
Título VI - Parte III- Libro II y el Título III de la Parte III -Libro I- del
Decreto - [Ley 2811 de 1974] en cuanto a usos del agua y residuos
Líquidos - Y en especial el Art. 70 el cual estipula que los sedimentos,
lodos y sustancias sólidas provenientes de sistemas o equipos de
control de contaminación ambiental,…. no podrán disponerse en
cuerpos de agua superficial, subterránea en materia de residuos
sólidos.
Resolución 2309 del 24 de Febrero de 1986, en la cual se
contemplan algunos lineamientos para el manejo de los residuos
especiales.
Resolución 1096 del 17 de Noviembre de 2000, por la cual se
adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable y
saneamiento Básico – RAS."
Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento
básico Ras – 2000 Sección II Título C sistemas de potabilización.
Decreto 475 de 1998, por el cual se expiden Normas Técnicas de
Calidad del Agua Potable.
Decreto 3100 de 2003, Reglamenta las tasas retributivas por la
utilización directa del agua como receptor de vertimientos puntuales.
Decreto 3440 de 2004, el cual modifica el Decreto 3100 de 2003

23
Decreto 3930 de 2010, por el cual se establecen las disposiciones
relacionadas con los usos del recurso hídrico, el Ordenamiento del
Recurso Hídrico y los vertimientos al recurso hídrico, al suelo y a los
alcantarillados.
Decreto 2667 de 2012, Por el cual se reglamenta la tasa retributiva
por la utilización directa e indirecta del agua como receptor de los
vertimientos puntuales, y se toman otras determinaciones.

24
7 PROCESOS DE POTABILIZACIÓN Y GENERACIÓN DE LODOS.
Para el reconocimiento de los procesos se efectuó una visita de campo a las
instalaciones de la PTAP de la E.A.A.A.M.E.S.P; en la cual se realizó una
entrevista al Sr. Germán Gómez quien cuenta con 20 años de experiencia y
se contó con la asesoría de la ingeniera Maria Jose Pinzón de la PTAP de
Madrid y de los cuales se obtuvieron los datos aquí mencionados, el reporte
inicial de la visita de campo se puede encontrar en el (Anexo B).
Desde 1993 el Municipio contaba con los servicios públicos domiciliarios,
administrados por Empocundi Ltda., denominada Empresa de Obras
Sanitarias de Cundinamarca y en esta época se planteó la interconexión de
Madrid, Funza y Mosquera por medio de la red del Acueducto de Bogotá,
para suministro, al igual que la creación de las empresas municipales
independientes. Posterior a esto y en cumplimiento del Decreto 77 de 1987
se originó la propuesta de la liquidación del Instituto de Fomento Municipal
(INSFOPAL) vendiendo a los municipios su participación accionaria en las
sociedades de acueducto y alcantarillado, lo que llevó a que en el año de
1994 el concejo municipal mediante Acuerdo 100 creara la actual Empresa
de Acueducto y Alcantarillado de Madrid Empresa de Servicio Público como
empresa comercial e industrial del Estado con autonomía administrativa y
presupuestal, la cual inició su funcionamiento a partir del primero de enero de
1997; en 1998 y mediante Acuerdo 063 se adicionó a su objeto social el
servicio de Aseo, pero este solo fue asumido por la empresa hasta el primero
de Julio de 1999 quedando como lo que actualmente es la Empresa de
Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid Empresa de Servicio Público
(E.A.A.A.M.E.S.P).

25
De acuerdo con la información suministrada por la Ingeniera Pinzón y el Sr.
Gomez de la planta de Madrid, debido a diferentes eventos y cambios en el
personal en la empresa de Madrid durante las diferentes administraciones no
existen documentos que brinden información técnica sobre el diseño
detallado y especifico inicial de la PTAP, para lo cual se realizaron visitas a
las entidades relacionadas con la administración y suministro de agua
potable entre ellas, el Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible
(MADS), la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR),
Gobernación de Cundinamarca, Alcaldía Municipal de Madrid, entre otros
pero no se encontró información de la PTAP, lo que limita bastante el
desarrollo del proyecto sobre todo en el aspecto de diseño ya que no se
cuenta con planos de la PTAP.
Sin embargo en el MADS se encontró información acerca de la densidad
poblacional con la que inició operaciones la planta (Ver Anexo C), en
colaboración del personal administrativo se recopilaron algunos datos de
suma importancia tales como caudales de operación tanto inicial, actual y
proyectado, los cuales se confrontaron con el número de habitantes
abastecidos, información recopilada por medio de la proyección realizada por
el DANE teniendo como base el Censo del 2005; para la proyección de los
caudales se tuvieron en cuenta las exigencias del RAS 2000.
Tabla 7-1 Población Vs Caudal Captado
Proyección9
Población (Nº Habitantes) Caudal captado (l/s)10
1997 25,314 40
2012 70,044 90
2042 106,293 185
Fuente: Autor
9
http://www.dane.gov.co/daneweb_V09/index.php?option=com_content&view=article&id=75&Itemid=72
10
LÓPEZ CUALLA, Ricardo. Elementos de Diseño para Acueducto y Alcantarillado. Segunda Edición. Bogotá, p 40-
41, 56 y 63.

26
Para describir el proceso de la PTAP es necesario dividirla en tres fases
importantes. La primera fase es la captación del agua cruda a tratar, la
segunda es el procesamiento de potabilización del agua y por último el
análisis físico y microbiológico que se le hace a la misma.
7.1 PRIMERA FASE CAPTACIÓN
En esta etapa, se toma el agua cruda que va a ser procesada de dos
fuentes:
7.1.1 Superficial
Corresponde al río Subachoque, como fuente de agua cruda para el proceso
de potabilización. El río Subachoque nace en el alto del Boquete a una
elevación de 3,450 msnm y después de recorrer 56 km llega a la entrada del
municipio de Madrid, con un área de drenaje de 376 km², y se une, al final de
su trayectoria, con el río Bojacá formando el corto río Balsillas que se
desemboca en el río Bogotá.
La CAR por medio del acuerdo 58 de 1987, dividió la cuenca de río
Subachoque, teniendo en cuenta su topografía y la ubicación de los sitio de
aforo de la siguiente manera:
• Primera Zona: Ubicada desde los límites de la cuenca en la parte norte
del nacimiento del río Subachoque en la vereda de la pradera Guamal,
puente piedra a una altura de 3,450 msnm. hasta la estación N° 1 de
aforo ubicada en la vereda Canica en una cota de 2,590 msnm. Esta zona
está caracterizada por un cañón angosto y por ser la parte más
montañosa de la cuenca.
• Segunda Zona: Ubicada desde la estación de aforos N° 1 hasta la
estación la Muralla ubicada en la margen izquierda de la carretera que

27
conduce de Bogotá a Subachoque a la altura de la Cresta, vereda el
Estanco.
• Tercera Zona: Ubicada desde la estación la Muralla hasta la entrada del
río a la población de Madrid. Estas dos últimas zonas se caracterizan por
estar en un valle amplio y por tener alturas menores a los 3,000 msnm.
Además de esta división de la cuenca, para el ordenamiento del Recurso
Hídrico, con base en los usos actuales y potenciales del agua y de las
aptitudes de las tierras en el área de las cuencas de su jurisdicción se
establecieron cuatro Clases de Calidad del Agua.
La Clase A, con los valores más restrictivos de los usos, Consumo Humano y
Doméstico con tratamiento convencional, Preservación de Flora y Fauna, uso
Agrícola y uso Pecuario, se le asigna a la cuenca del río Subachoque y sus
afluentes hasta el casco urbano de Madrid.
La Clase B, Con los valores más restrictivos para la preservación de la Fauna
y Flora, uso Agrícola y uso Pecuario, se le asignó a este río desde el casco
urbano de Madrid hasta su confluencia con el río Bojacá.
La Clase C, con los valores más restrictivos de los usos Agrícola y Pecuario,
no está asignada a la cuenca del río Subachoque.
La Clase D, para uso agrícola restringido, Generación de Energía y uso
Industrial restringido, tampoco ha sido establecida para la cuenca del río
Subachoque.
La principal ventaja de esta fuente de agua cruda sobre las fuentes de agua
subterráneas, es el costo de la energía por volumen extraído, además que el

28
bajo nivel de alcalinidad del agua extraída del río, permite nivelar la alta
concentración de alcalinizantes del agua procedente de los pozos profundos
que maneja la PTAP de Madrid.
El sistema de succión inició su funcionamiento en el año 2001 y contaba con
dos bombas que tenían una capacidad de 30 l/s cada una, pero el caudal
entregado a la planta entre las dos era de 40 l/s, porque el sistema de
conducción hacia la planta no permitía un caudal mayor a éste. Actualmente,
está compuesto por tres bombas cada una con capacidad para 35 l/s, éstas
se encuentran acopladas a tres motores que están anclados a una balsa
sujeta a un muelle que se desplaza conforme a la variación del nivel del río.
El uso de esta fuente depende de la época y las condiciones climáticas, ya
que durante la época de verano escasea afectando la calidad y la operación
del proceso, mientras que la calidad y cantidad del agua de esta fuente
superficial lo permita, el sistema de bombeo funcionará las 24 horas.
Figura 7-1. Punto de succión río Subachoque.
Fuente: El Autor.

29
7.1.2 Pozos Profundos
Debido al alto grado de contaminación ocasionado por los vertimientos
industriales y agrícolas aguas arriba de la PTAP y a prolongadas temporadas
de sequía se hizo necesaria la perforación de pozos profundos que hicieran
posible la captación de agua subterránea, es así como la planta llego a
contar con siete (7) pozos de los cuales solo se encuentran en
funcionamiento dos el “pozo 7” que aporta 38 l/s y Lusitania “pozo 4” con 20
l/s y cuyos acuíferos pertenecen a la formación Guadalupe.
Los pozos profundos son operados a través de equipos de bombeo
sumergibles que succionan el agua. Cada equipo está compuesto por una
bomba y un motor cuyas características están determinadas por la
profundidad, la producción, el diseño y el desarrollo de cada pozo. El caudal
que se toma de cada fuente depende de la calidad de la misma y de la
demanda del sistema; la decisión queda a criterio del operario de turno y bajo
la supervisión de la jefatura de planta.
Figura 7-2. Pozo profundo de Agua Subterránea “Pozo 7”.
Fuente: El Autor.

30
En la actualidad se piensa construir un nuevo pozo muy cercano al pozo 7,
ya que el mismo tuvo fallas de diseño y la tubería fue afectada por la calidad
del agua que contiene altas concentraciones de hierro, lo que generó que la
bomba se cayera y de esta forma se disminuyera el caudal de 60 l/s a solo 8
l/s.
Aunque es un factor que no influye en el desarrollo del proyecto y ya se
mencionó con anterioridad, existe una interconexión con el acueducto de
Bogotá el cual suple dependiendo la temporada los faltantes de agua para el
suministro a la población, dicha agua ya viene tratada y en la PTAP de
Madrid es mezclada con la tratada en el sitio y solo se le adiciona más cloro
debido a que un porcentaje del mismo ya se ha perdido durante su recorrido
desde de Bogotá.
7.2 SEGUNDA FASE POTABILIZACIÓN DEL AGUA
La planta de tratamiento es de tipo convencional, cuenta con una unidad de
aireación, dos sedimentadores y seis filtros, con una capacidad de 90 l/s. En
la planta está ubicado un tanque de almacenamiento desde donde se
bombea el agua potable hasta el tanque de almacenamiento principal en el
Cerro Casablanca. Donde se distribuye por gravedad el agua a la
comunidad.
7.2.1 Aireación
Procedente de cada punto de toma, el agua cruda llega hasta el sitio de
tratamiento y pasa por un sistema de aireación, el cual se realiza a través de
una torre a la que llega toda el agua cruda proveniente de las diferentes
fuentes, en una sola línea de aducción.

31
Figura 7-3. Tanque de aireación.
Fuente: El Autor.
La torre es confinada en fibra de vidrio reforzada; esta favorece la oxidación
de los iones metálicos como el hierro y manganeso y la remoción de olor y
color. Si la aireación es insuficiente para la remoción de olor en el agua se
recurre a un proceso adicional de oxidación con peróxido de hidrógeno. Esto
puede suceder especialmente cuando se emplea como fuente de agua cruda
el agua del río. En este caso la jefatura de planta o el auxiliar de laboratorio
determinarán la dosificación necesaria del agente oxidante. Por
modificaciones de operación de la planta, la adición del polímero como
agente de coagulación, se adiciona después del peróxido, que ayuda a la
formación del floc.
Anteriormente el equipo de aireación era de tipo bandejas múltiples con tres
módulos y por cada uno de ellos descendía el agua cruda proveniente de la
fuente de captación, el motivo que dio lugar al cambio de equipo se debió a
la mala disposición del mismo porque estaba ubicado encima de los
sedimentadores, generando contaminación en el agua tratada dentro de los

32
mismos; previo a este equipo existía un aireador de cascada y vertederos
con flujo descendente, que se retiró por su baja capacidad para oxidar los
metales presentes en el agua
7.2.2 Mezcla Rápida.
En esta etapa se agrega el sulfato de aluminio, como agente de coagulación
y por acción de lo que en la PTAP identifican como un resalto hidráulico se
genera turbulencia favoreciendo la dilución del coagulante.
Figura 7-4. Tanque de mezcla rápida y adición de sulfato de aluminio.
Fuente: El Autor.
La cantidad y clase de agentes coagulantes que deben ser adicionados al
proceso se determinan de acuerdo con los resultados arrojados por el
ensayo de jarras, en la siguiente tabla se observa la cantidad de agente
coagulante usado mensualmente, correspondiente al volumen total de agua
tratada, en el año 2011.

33
Tabla 7-2. Volumen de agua tratada Vs. Dosis de insumos.
MES
Volumen de
Agua tratada
(m³)
Cantidad de
Polímero (kg.)
Cantidad de
Sulfato (kg.)
Enero 219,926 2,165 1,028
Febrero 147,459 1,646 24
Marzo 170,065 1,121 694
Abril 209,597 1,460 3,672
Mayo 227,025 1,544 3,885
Junio 208,856 1,556 1,417
Julio 203,069 1,487 0
Agosto 223,711 1,335 0
Septiembre 200,221 2,387 2,594.88
Octubre 217,527 2,227 2,978
Noviembre 219,871 2,242 2,988
Diciembre 218,565 1,832 2,137
TOTAL 2´465,891 21,001 21,418
PROMEDIO 205,491 1,750 1,785
Fuente: Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid.
En la tabla se observa que la dosis de sulfato es nula en los meses de Julio y
Agosto debido a que el agua a tratar se capta únicamente de los pozos y en
esta fuente la cantidad de sólidos en suspensión que contiene no es
apreciable, por tanto no hay necesidad de usar este insumo; además,
durante esta época el nivel del río disminuye considerablemente debido a
que es un periodo de sequía y la captación se hace difícil para los equipos
que realizan este proceso.
Caso contrario sucede cuando hay períodos lluviosos (Abril, Mayo, Octubre y
Noviembre), y el nivel del río asciende, pues el agua a tratar, proviene de
esta fuente que contiene una notable cantidad de sólidos en suspensión los
cuales es necesario retirar durante el proceso de potabilización, por esta
razón la cantidad de sulfato adicionada al proceso es mayor respecto a otras
épocas del año.

34
De la misma forma se tienen datos acerca del promedio de insumos usados
en las etapas de coagulación – floculación, según el caudal tratado de agua.
Tabla 7-3. Volumen de agua Vs. Dosis de insumos aplicada al día.
CAUDAL DE AGUA TRATADA DOSIS DE INSUMOS (kg/d)
l/s m³/d
Sulfato de
Aluminio
Polihidroxicloruro
de Aluminio
57 4,942 0 43
80 6,912 99 57
86 7,430 150 75
90 7,776 128 64
96 8,294 134 66
98 8,467 149 70
Fuente: Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid.
En el menor caudal tratado de agua no hay una adición de sulfato al proceso,
debido a que solo se está captando agua de los pozos y por tanto la
incorporación de este insumo no se hace necesaria.
7.2.3 Floculación.
La floculación o mezcla lenta se realiza mediante dos floculadores mecánicos
rotatorios de paletas de eje vertical cuya velocidad de giro es de 8 rpm.
Figura 7-5. Floculador Mecánico.
Fuente: El Autor.

35
7.2.4 Sedimentación.
Allí el floc formado se precipita al fondo de los tanques de sedimentación
cuyo volumen es de 142 m³, con un tiempo de retención de 30 min,
adicionalmente en la superficie de los sedimentadores, se encuentran unos
módulos de sedimentación en forma de colmena con un ángulo de
inclinación de 60° que ayudan en la retención del floc y se encuentran
sobrenadantes; estos módulos fueron colocados en el año de 1998, con el fin
de aumentar la capacidad de trabajo de los sedimentadores. A la salida del
sedimentador existen tres tubos en forma de flauta que recolectan el agua
clarificada los cuales disminuyen el arrastre del floc y dirigen el agua hacia
los filtros.
Figura 7-6. Sedimentador.
Fuente: El Autor.
7.2.5 Filtración.
Esta operación, cuenta con cinco filtros rectangulares, que están formados
con capas de grava, arena y antracita, de los cuales tres están operando
desde la construcción de la planta y los restantes se adicionaron en vista del
aumento de la capacidad que produjo la colocación de los módulos en los

36
sedimentadores. En esta etapa es donde ocurre la remoción de partículas
suspendidas y coloidales presentes en una suspensión acuosa.
Figura 7-7. Tanques de Filtración.
Fuente: El Autor.
7.2.6 Desinfección.
Es la última fase en el tratamiento del agua y tiene como objetivo garantizar
la calidad de la misma desde el punto de vista microbiológico asegurando
que sea inocua para la salud del consumidor. En la planta de desinfecta el
agua adicionando cloro gaseoso, teniendo en cuenta los parámetros de la
CAR, cada litro de agua debe tener un miligramo de cloro. Con esto se logra
eliminar los microorganismos patógenos existentes, que pueden transmitir
enfermedades utilizando el agua como vehículo pasivo.
Figura 7-8. Unidad de Cloración.
Fuente: El Autor.

37
7.2.7 Transporte a Tanque Principal.
Una vez tratada el agua se almacena en los tanques de la planta principal
luego es transportada hacia un tanque ubicado en el cerro de la Hacienda
Casablanca por medio de una bomba que cuenta con una potencia de 200
HP, y desde allí por gravedad se facilita la distribución del agua a toda la
población del municipio de Madrid, un esquema del sistema de potabilización
de la PTAT de Madrid es incluido en el Anexo D.
Figura 7-9. Caseta de Bombas.
Fuente: El Autor.
7.2.8 Distribución a la Red.
Desde el tanque Casablanca, salen dos líneas de distribución de 8 y 14
pulgadas respectivamente. A la salida de cada tubería se encuentra instalada
una válvula reguladora de presión (VRP) donde la cantidad de agua
impulsada depende del nivel que se registre en el tanque, que se conoce en
planta a través de la transmisión de datos vía módem desde el tanque, hasta
la planta. La visualización de los datos en pantalla depende del estado de la
línea de transmisión y del correcto manejo del programa en el computador de
la planta. La transmisión se origina gracias a un sensor de nivel, que
comunica el valor de la variable a un módem que transmite la señal a otro

38
igual puesto en planta. El módem emisor registra hora a hora los valores de
caudal y presión adecuados para la distribución del agua.
7.3 TERCERA FASE ANÁLISIS FISICOQUÍMICO Y MICROBIOLÓGICO
Para el desarrollo de esta fase se tiene en cuenta la ayuda de un asistente
de laboratorio quien es el encargado de la toma y análisis de muestras en las
respectivas cajas de muestreo que se encuentran distribuidas por todo el
municipio de Madrid. El operador de la planta toma muestras en cada parte
del proceso del tratamiento del agua donde se analizan variables como:
Tabla 7-4. Parámetros Analizados en la E.A.A.A.M.E.S.P.
PARÁMETRO DESCRIPCIÓN
Turbiedad
Es la medida de claridad de un líquido, causada por
las partículas suspendidas en él; está definida por la
medida de dispersar la luz a través de una muestra.
Se usan índices como FTU, NTU
Fotómetro (color,
cloro, hierro,
manganeso, nitritos)
Instrumento que mide el brillo o la magnitud
aparente de un objeto, mediante la detección de los
fotones emitidos dependiendo del objeto a medir
Alcalinidad
La capacidad de un agua para neutralizar ácidos
cediendo iones OH-
pH
El agua, aparte de moléculas de H2O, tiene iones
libres de Hidrógeno. Ese conjunto de iones tiene un
peso, ése peso define el valor de pH. Esos iones
libres de Hidrógeno pueden ser negativos de radical
hidroxilo (aniones) o positivos de Hidrógeno
(cationes). Los cationes determinarán la acidez. Su
peso en gramos por cada litro de agua nos dará el
valor de acidez. El agua neutra está igualada en

39
peso de aniones y cationes
Dureza
Se define como la concentración de todos los
cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de
calcio, estroncio, y magnesio en forma de
carbonatos y bicarbonatos) y se expresa en
equivalentes de bicarbonato de calcio, constituye un
parámetro muy significativo en la calidad del agua.
Esta cantidad de sales afecta la capacidad de
formación de espuma de detergentes en contacto
con agua y representa una serie de problemas de
incrustación en equipo industrial y doméstico,
además de resultar nociva para el consumo humano
Sulfatos
Están asociados a la dureza del agua en su calidad
de permanente y producen en los consumidores una
notoria acción catártica, especialmente en presencia
de sodio y magnesio
Conductividad
Es una expresión numérica de la capacidad de una
solución acuosa para conducir corriente eléctrica,
depende de la presencia de iones, su concentración
total, la movilidad, la valencia, las concentraciones
relativas y la temperatura de medición
Oxígeno Disuelto (OD)
El oxígeno disuelto es la cantidad de oxígeno que
esta disuelta en el agua y que es esencial para los
riachuelos y lagos saludables. El nivel de oxígeno
disuelto puede ser un indicador de cuan
contaminada se encuentra el agua y cuán bien
puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y
animal. La cantidad de oxígeno que puede
disolverse en el agua (OD) depende de la

40
Temperatura.
Fosfatos
Las masas de agua con altos niveles de fosfatos
generalmente tienen niveles altos de Demanda
Biológica de Oxígeno (DBO) debido a las bacterias
que consumen los desechos orgánicos de las
plantas y posteriormente a los niveles bajos de OD.
Mesófilos
Dentro de este grupo se encuentran la mayoría de
los microorganismos contaminantes de los
productos farmacéuticos, alimenticios, cosméticos y
los microorganismos patógenos para el hombre.
Coliformes totales y E.
Coli
Designa a un grupo de especies bacterianas que
tienen ciertas características bioquímicas en común
e importancia relevante como indicadores de
contaminación del agua y los alimentos.
Fuente: E.A.A.A.M.
Estos análisis se realizan con el fin de entregar a la población servida, un
agua potable con las características requeridas por la normatividad
colombiana para destinarse como consumo humano.
7.4 CÁLCULO Y CARACTERIZACIÓN DE LODOS PRODUCIDOS
Teniendo en cuenta lo descrito en el numeral 6.2.2 sobre el origen de los
lodos dentro del proceso de potabilización conocemos de manera general las
etapas críticas dentro de la PTAP que generan lodos residuales.

41
7.4.1 Cálculo de cantidad de lodos producidos.
A continuación se calculan las cantidades de lodos producidos por los
procesos de la PTAP; con base en cálculos teóricos, experimentales y las
mediciones realizadas en las visitas de campo; y las cantidades de caudal
tratado en la planta.
Teóricamente durante el tratamiento de potabilización del agua se puede
decir que:
• El Proceso de sedimentación produce entre el 2% y el 4% de lodos de
la cantidad de caudal que procesa;
• Los lodos de lavado de filtros, entre el 1% y el 2% del caudal
procesado; y
• Que el total, del flujo de lodos no debe ser mayor en promedio al 5%.11
Tabla 7-5. Cantidad Teórica de Lodos Generados según Caudal Tratado.
Caudal de agua tratada Volumen Teórico de lodos producido
l/s m3
/d Sedimentadores (4%) Lavado de filtros (2%)
57 4,942 198 99
80 6,912 277 138
86 7,430 297 149
90 7,776 310 155
96 8,294 332 166
98 8,467 338 169
Fuente: El Autor.
De esta forma obtenemos los valores teóricos de producción de lodos.
11
ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. ACUIPURIFICACIÓN: Diseño y Sistemas de Purificación de Aguas. Segunda
Edición. Bogotá D.C. p. 294.

42
Tabla 7-6. Volumen Total Teórico de Lodos Generados.
Q Agua tratada
m3
/d
Volumen de lodos
m3
/d
Proporción
(%)
Proporción teórica de
caudal tratado (5%)
4,942 297 6 247
6,912 415 6 346
7,430 446 6 372
7,776 465 6 389
8,294 498 6 415
8,467 507 6 423
Fuente: El Autor.
Con el fin de determinar valores relacionados con las condiciones reales del
sitio y por sugerencia del personal asesor de la E.A.A.A.M. se utilizaron los
valores de los ensayos de jarras, los cuales funcionaron como simuladores
del proceso general y brindaron valores experimentales más aproximados a
los valores reales. Para este punto se aclara que los ensayos fueron
realizados por un operario de la PTAP con insumos y materiales de la misma
por lo cual se siguieron los procedimientos de los protocolos establecidos por
la planta (Ver Anexo E).
El fin del ensayo de jarras es determinar la dosis óptima de coagulante,
según las características del agua, razón por la cual se escogió la jarra con el
resultado más óptimo y la cual es la base para realizar los cálculos de
cuantificación.
Para la realización de los ensayos se aclara que la jarra posee un área
transversal de 12 cm x 12 cm y se encuentra aforada; el ensayo guia que
mostró el resultado más óptimo, indicó un espesor de 0.3 mm de lodos y 13.4
cm de agua. Con base en estos valores se calculó el volumen ocupado por el
lodo.

43
= 12 ∗ 12 ∗ 13.4 = 1929.6
∗
1
1 ∗ 10
= 1.9 10
El volumen de lodos en la jarra es:
= 12 ∗ 12 ∗ 0.03 = 43.2
∗
1
1 ∗ 10
= 4.3 10
Teniendo en cuenta lo anterior y el caudal promedio de 86 l/s o diario de
7,430 m3
/d, obtenemos el volumen de lodos diarios generados por el
proceso.
=
4.3 10
1.9 10
∗ 7430

= 17 /
Debido a que la PTAP utiliza varias fuentes de agua cruda, no se puede
establecer un promedio de producción mensual, razón por la cual se
realizaron varios ensayos de jarras teniendo en cuenta la variable del caudal
tratado, dichos ensayos se realizaron en el laboratorio de la E.A.A.A.M. (Ver
Anexo F), para de esta manera obtener los espesores de lodos generados
por cada caudal tratado.

44
Tabla 7-7. Volumen Total Experimental de Lodos Generados.
Caudal de agua
tratada
Espesor
de la capa
de lodo
Volumen de
lodos en la
jarra
Volumen
de la
jarra
Volumen
diario de
lodos
Proporción
l/s m3
/d mm m3
m3
m3
%
57 4,942 2 2.9 x 10-6
1.9 x 10-3
8 0.15
80 6,912 3 4.3 x 10-6
1.7 x 10-3
17 0.25
86 7,430 3 4.3 x 10-6
1.9 x 10-3
17 0.22
90 7,776 3 4.3 x 10-6
1.9 x 10-3
17 0.22
96 8,294 4 5.8 x 10-6
1.9 x 10-3
24 0.29
98 8,467 5 7.2 x 10-6
2.0 x 10-3
31 0.37
Fuente: El Autor.
Conocido el volumen de lodo producido, se puede calcular el peso del mismo
teniendo en cuenta su densidad, la cual varía dependiendo el caudal de agua
tratada. Estas densidades fueron calculadas mediante pruebas de laboratorio
de la E.A.A.A.M. a través de un picnómetro (Ver Anexo G). La densidad
promedio de los lodos contenidos para un caudal de 7,430 m3
/d, es de 1,038
kg/m3
, teniendo este valor podemos calcular la masa de los lodos, así:
= 17 ∗ 1,038 = 17,646
= 17,646 ∗ 30
!"
∗
1 #
1000
= 529
#
!"

45
A continuación se muestran las cantidades de lodos generados a diario y
mensualmente teniendo en cuenta la densidad promedio.
Tabla 7-8. Masa Total Experimental de Lodos Generados.
Q Agua
tratada
Volumen
de lodos
Densidad
Masa de lodos
diaria
Masa de lodos
mensual
m3
/d m3
/d kg/ m3
kg/d t/mes
4,942 8 1,034 8,272 248
6,912 17 1,034 17,578 527
7,430 17 1,038 17,646 529
7,776 17 1,035 17,595 528
8,294 24 1,034 24,816 745
8,467 31 1,040 32,240 967
Fuente: El Autor.
Por recomendación del Ingeniero Ricardo Vega y teniendo en cuenta las
características de la PTAP utilizada como caso piloto, se incluyó el cálculo de
las cantidades de lodos con base en el volumen de producción de lodos de
los tanques sedimentadores, por medio de la siguiente operación:
7.4.1.1 Volumen de tanques sedimentadores:
Los actuales sedimentadores de la PTAP de Madrid son en forma de tronco
de pirámide por lo cual se utiliza la siguiente ecuación:
V =
ℎ
3
'A + A´ + √, ∗ ,´-
Dónde:
h: Altura (m), Se utiliza la altura útil de los sedimentadores
A: Área de la base mayor (m2
)
A´: Área de la base menor (m2
)

46
Se procede con el cálculo de las áreas de la base mayor y la base menor.
A = . ∗ .
A = 13.9 ∗ 4.7 = 65
A´ = 13.9 ∗ 3.9 = 54
Teniendo las áreas reemplazamos los valores en la ecuación de volumen.
V =
1.5
3
/65 + 54 + 065 ∗ 54 1
V = 89
De esta manera obtenemos la producción real de lodos por sedimentador y
teniendo en cuenta que el operario realiza la limpieza de los sedimentadores
cada 12 días aproximadamente, por lo cual se calcula una producción diaria
de:
V = 89 ∗ 2 = 178
Q34546 =
V
t
Q34546 =
178
12
= 15
Al comparar los volúmenes reales calculados en el sitio con los valores
experimentales del ensayo de jarras se logra evidenciar que los volúmenes
experimentales son 0.8 veces mayores, razón por la cual se utilizan estos
valores para los cálculos del diseño con el fin de obtener un

47
sobredimensionamiento en las estructuras que permita manejar los lodos de
una mejor manera.
Para lo anterior se debe aclarar que no es posible realizar el cálculo de la
producción de lodos en torno a los filtros de la PTAP, ya que las tuberías de
purga de estos se encuentran conectadas directamente a la red de aguas
residuales del sitio, por indicaciones del personal de la PTAP no se tiene en
cuenta la producción de lodos en los filtros ya que en comparación con la de
los sedimentadores no es significativa.
7.4.2 Caracterización de lodos producidos.
Las características de los lodos residuales varían generalmente con la
calidad del agua cruda tratada, origen, tecnología de tratamiento, tipo y
cantidad de elementos químicos empleados, de forma tal que es difícil
establecer una composición definitiva para estos; razón por la cual una
caracterización de acuerdo con la naturaleza fisicoquímica y microbiológica
se hace de suma importancia con el fin de poder establecer los métodos y
equipos más apropiados para su tratamiento.
Para el caso específico y puntual de la PTAP de la E.A.A.A.M. en el año
2006, por interés propio de la gerencia de la planta se realizó el muestreo de
lodos y la correspondiente caracterización de los mismos. El muestreo y
análisis fue realizado por un laboratorio externo debidamente certificado por
el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia
(IDEAM).
Aprovechando esto y teniendo en cuenta los recursos tan limitados que
posee el sitio en materia de investigación, se omitió la toma de nuevas

48
muestras del lodo y se procedió a realizar los cálculos en torno a estos
resultados analíticos (Ver Anexo H).
7.4.2.1 Resultados de la Caracterización
Para llevar a cabo dichos análisis, se eligió el punto de salida de lodo de
purgas con el fin de establecer una caracterización, aun cuando este no sea
constante teniendo en cuenta las características fluctuantes del agua, las
cuales varían de acuerdo a los diversos factores.
La tabla 7-9 muestra los resultados de las muestras tomadas en los
diferentes puntos.
Tabla 7-9. Análisis de Resultados.
PARÁMETROS UNIDADES MÉTODO REFERENCIA LODO
ALCALINIDAD mg/l Titulométrico H2SO4 SM 2320 B 0.30
CLORUROS mg/l
Titulométrico
AgNO3 SM 4500-Cr B 35
FOSFORO mg/l Colorimétrico SM 4500-P D 0.32
NITRÓGENO mg/l Titulométrico H2SO4 SM 4500-Norg B 3.4
SULFATOS mg/l Turbidimétrico SM 4500-P D 3.0
HIERRO mg/l
Absorción Atómica
de llama
SM 3500-Fe B
0.4
MANGANESO mg/l
Absorción Atómica
de llama
SM 3500-Mn B
0.3
POTASIO mg/l
Absorción Atómica
de llama
SM 3500-K B
11
SODIO mg/l
Absorción Atómica
de llama
SM 3500-Na B
79
ZINC mg/l
Absorción Atómica
de llama
SM 3500-Zn B
0.01
HUMEDAD % Gravimétrico -- 97.3
SÓLIDOS
TOTALES %
Gravimétrico
(Secado a 105º) -- 2.7
MATERIA
ORGÁNICA % Calcinación -- 24.8
Fuente: El Autor

49
Tabla 7-10. Comparación de Resultados.
PARÁMETROS UNIDADES AGUA CRUDA AGUA TRATADA LODO
DQO mg/l 13 0.56 290.4
DBO₅ mg/l 1.32 0.79 3.98
Sólidos (SST) mg/ l 215.8 <1 1320
Turbiedad UNT 2.4 1.4 440
Cloruros mg/l 43.51 50.01 35
Alcalinidad mg/l 126.62 105.04 0.30
Hierro mg/l 1.61 0.08 0.4
Nitritos mg/l 0.08 0.00 0.36
Sulfatos mg/l 7.52 18.41 3.0
Fósforo mg/l 0.04 0.00 0.32
Manganeso mg/l 0.01 0.00 0.3
Potasio mg/l 10.20 0.00 11
Zinc mg/l 0.02 0.00 0.01
Aluminio mg/l 0.10 0.17 28
Fuente: El Autor
Con respecto a la comparación se observa que:
• Existe un incremento notable en cuanto a las concentraciones de los
parámetros DBO₅, DQO, Sólidos totales y Aluminio. Esto evidencia un
proceso adecuado para llevar a cabo la potabilización del agua.
• La relación DBO₅/DQO permite conocer la biodegradabilidad del lodo,
entre más bajo sea su valor, menor es la posibilidad que la sustancia sea
biodegradable; para este caso la relación entre los dos parámetros es <2,
lo que quiere decir que el residuo no posee posibilidades de
biodegradarse, aunque con un acondicionamiento químico puede llegar a
ser útil como abono en la recuperación de suelos12
.
12
http://www.ulpgc.es/hege/almacen/download/30/30673/tema5analisisdeaguas.pdf

50
• Con relación a los sólidos totales se evidencia un incremento significativo
de la concentración de este parámetro en los lodos. Debido a que este
compuesto es acumulativo y se manejaron una gran cantidad de sólidos
removidos durante un largo periodo de tiempo.
• El aumento de la concentración de Sulfatos en el agua tratada se debe a
la adición del Sulfato de Aluminio como agente coagulante, y por esto los
iones quedan disueltos en el agua.
• La concentración del ion Aluminio es bastante alta en los lodos, esto se
debe a que el ion Aluminio que viene presente en el agente coagulante,
se queda disuelto en el lodo, parámetro que se debe tener en cuenta al
momento de sugerir una disposición del lodo como elemento para la
recuperación de suelos, pues el Aluminio es un agente generador de
erosión.
• El aumento de la concentración de fósforo en los lodos se debe a que el
agua cruda tiene un pequeño contenido de fertilizantes y al realizar el
proceso de potabilización estos son eliminados y sus trazas quedan en
los lodos.
7.4.2.2 Comparación de los Resultados versus Normatividad Colombiana
La normatividad en Colombia, es muy superficial en cuanto al manejo de los
lodos, ya que no tiene establecidos unos parámetros de comparación para el
manejo de los lodos procedentes del tratamiento del agua para consumo, sin
embargo en el decreto 3930 de Octubre de 2010 el Art. 25 indica
“Actividades No Permitidas. No se permite el desarrollo de las siguientes
actividades…. 3. Disponer en cuerpos de aguas superficiales, subterráneas,
marinas, y sistemas de alcantarillado, los sedimentos, lodos, y sustancias sólidas

51
provenientes de sistemas de tratamiento de agua o equipos de control ambiental
y otras tales como cenizas, cachaza y bagazo. Para su disposición deberá cumplirse
con las normas legales en materia de residuos sólidos”. Sin embargo este no
establece los valores estándares para identificar los valores permisibles.
La resolución 2309 del 24 de Febrero de 1986 del Ministerio de Salud, índica
un listado de los residuos especiales en el cual incluye a los lodos, sin
embargo ofrece unos valores comparativos que se utilizaron para comprobar
si este tipo de material (lodo) presenta características que lo hagan especial,
de acuerdo a los resultados, el lodo no puede ser considerado un residuo
especial, pues no sobrepasa los límites establecidos en esta Resolución. Aun
cuando la norma no contempla todos los análisis realizados al lodo, se puede
asegurar que este residuo no es considerado de carácter especial o
peligroso, puesto que los resultados permiten evidenciar que solo posee
valores traza de cada uno de los metales pesados que se manejan en el
proceso de potabilización, lo que facilita su manejo y disposición final. Cabe
aclarar que el Decreto 4741 de 2005, no identifica los lodos producto de
sistemas de potabilización como residuos peligrosos.

52
8 SELECCIÓN DEL SISTEMA PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS.
La solución al impacto ambiental que se genera debido a la acumulación del
lodo, consiste en evitar su abandono en el medio, ya sea de una forma
controlada o evitando su generación. La primera alternativa, se basa en
gestionar adecuadamente los lodos formados a través de un tratamiento
diseñado de manera tal que garantice la máxima recuperación y la
reutilización de estos en el mismo proceso o como insumo para otros
procesos.
No obstante la segunda alternativa ofrecería la solución óptima para mitigar
los problemas ambientales causados por los lodos, ya que disminuyendo su
generación, se facilitaría la disposición, sin embargo en el papel todo proceso
posee unas entradas y unas salidas y en este caso y por medio de la
transformación de un material se obtiene un sub-producto que actualmente
es catalogado como un residuo, pero el cual tiene un gran potencial de
aprovechamiento.
8.1 SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO DE
LODOS
La selección del proceso de tratamiento, uso y disposición de los lodos es
una tarea que posee un grado de complejidad, debido a que las condiciones
pueden cambiar dependiendo la instalación, al punto que pueden variar
dentro de la misma instalación. La selección de uno o más procesos está
influenciada por la necesidad de cumplir con la reglamentación ambiental y la
necesidad de contribuir a la preservación del medio ambiente a un bajo
costo.

53
Según Arundel, los factores que deben estar incluidos en las decisiones de
los procesos de tratamiento de lodos comprenden13
:
• Calidad del lodo;
• Adecuación a las condiciones existentes del proceso de potabilización;
• Flexibilidad del proceso;
• Capacidad de la instalación;
• Costos (mantenimiento, operación y construcción);
• Compatibilidad ambiental; y
• Calidad del material procesado.
Debido al alto contenido de humedad del lodo se deben realizar procesos de
deshidratación, en la siguiente tabla Hernández compara algunas
características de los sistemas de deshidratación para orientar la selección
de la alternativa.
Tabla 8-1. Comparación Sistemas de Disminución del Agua.
Procedimiento Base Teórica
Procesos
unitarios
Contenido
final de
agua %
Grado de
eliminación
Deshidratación
Gravedad
(campos
gravitatorios
naturales) y
fuerzas térmicas
(evaporación)
Lechos de
secado
70 – 60 Medio
50 – 30 Fácil
85 – 75 Difícil
Lagunas
de fangos
< 50
Medio
permanencia
muy larga
50 Fácil
85 – 80 Difícil
Procedimientos
estáticos
Filtro
banda
65 - 60 Medio
60 - 50 Fácil
85 – 80 Difícil
Generación de
sobrepresión o
depresión
Filtración
de vacío
80 – 70 Medio
13
ARUNDEL, John. Tratamiento de Aguas Negras y Efluentes Industriales. 2 ed. España. Gamma 2002. p. 133.

54
Procedimiento Base Teórica
Procesos
unitarios
Contenido
final de
agua %
Grado de
eliminación
Procedimientos
dinámicos:
campos
gravitatorio
artificiales
Centrifugas
80 – 70 Medio
70 – 50 Fácil
85 – 80 Difícil
Secado
Fuerzas
térmicas
Secadores 10 – 20 Fácil (Costoso)
Eras de
secado
20 – 30
Fácil pero solo
en zonas
cálidas y áridas
Espesado Gravedad
Espesado
continuo o
discontinuo
90 – 85 Medio
75 Fácil
99 – 97 Difícil
Fuente: HERNÁNDEZ MUÑOZ Aurelio. Depuración de Aguas Pág. 888
Con base en las características mostradas en la tabla anterior, y la revisión
bibliográfica realizada para el proyecto, se realiza una comparación general
entre los sistemas de secado natural y los de secado mecánico para el
tratamiento de lodos.
Tabla 8-2. Sistemas de Deshidratación Natural y Mecánico.
VENTAJAS DESVENTAJAS
SISTEMAS
DE
SECADO
NATURAL
• Menos costo de implementación
(siempre que se disponga del área
suficiente a bajo precio);
• Bajo consumo de energía y de
productos químicos;
• Baja sensibilidad a las variaciones
cuantitativas y cualitativas del lodo;
• Simplicidad de operación; y
• Apropiados para plantas pequeñas y
aisladas.
• Altas exigencias de superficie;
• Alta dependencia de las
condiciones climáticas; y
• Alto requerimiento de mano de obra
para la remoción del lodo.

55
VENTAJAS DESVENTAJAS
SISTEMAS
DE
DESHIDRATACIÓN
MECÁNICA
• Necesitan áreas menores;
• Independencia de las condiciones
meteorológicas;
• Minimización de ciertos impactos
ambientales; y
• Mayor eficiencia en menos tiempo.
• Mayor consumo de energía;
• Necesidad de utilizar
acondicionadores químicos
adecuados;
• Alta sensibilidad a las variaciones
cuantitativas y cualitativas del lodo;
• Necesidad de un lavado frecuente
de las telas filtrantes y otros equipos
en contacto directo con el lodo;
• Eventuales problemas de ruido; y
• Vibraciones excesivas provocadas
por el funcionamiento de bombas y
motores.
Fuente: El Autor
8.1.1 Matriz Cualitativa.
La tabla 8-3 presenta una matriz cualitativa que permite comparar las
alternativas de manejo; teniendo en cuenta los siguientes criterios:
• Ventajas y desventajas: a nivel de proceso, costo y seguridad ambiental;
• Aplicabilidad: Alta, significa que es muy posible; Media significa que es
posible pero que hay que tener en cuenta ciertos factores para poder
aplicarla y Nula, significa que no es posible por lo cual es descartada de
antemano; y
• Viable: una alternativa puede ser muy buena a nivel ambiental pero
posiblemente no se adecue a las necesidades de la empresa o sea
demasiado costosa para ser considerada rentable.

56
Tabla 8-3. Matriz Cualitativa de Alternativas de Tratamiento de Lodos.
PROCESO VENTAJAS DESVENTAJAS APLICABILIDAD VIABLE
ESPESAMIENTO
•Reduce el tamaño de material a
ser dispuesto lo que permite
obtener un lodo con mayor
consistencia;
•Produce un lodo más
concentrado, ayudando a
ecualizar el lodo para su
posterior deshidratación y
facilitar el proceso de
deshidratación, dependiendo la
disposición, puede facilitar el
transporte para la aplicación en
el terreno; y
• Se usan no solo para
incrementar la concentración
del lodo, sino que también
mejora la calidad del agua
clarificada en el efluente del
tanque espesador, permitiendo
la descarga de esta a una
fuente receptora, previo
cumplimiento de las normas o
su recirculación al inicio del
tratamiento.
•Deben adicionarse polímeros
para incrementar el tamaño de
la partícula, reducir los sólidos
en el agua de lavado retenida y
condicionar los hidróxidos de
aluminio y hierro de tal forma
que se aumente la velocidad de
sedimentación;
•No es recomendada para
plantas pequeñas debido a que
no es costo eficiente;
•Debe controlarse el tiempo
para obtener un grado
determinado de espesamiento,
debido a que el uso de
polímeros tiene un efecto
mínimo sobre el grado de
compresión de los lodos; y
• Deben controlarse las altas
concentraciones de hidróxido
de magnesio debido a que este
reduce el secado en los lodos,
lo que genera disminución de la
densidad del lodo de secado.
Media
Debido a que se
necesitan insumos
adicionales para la
PTAP (polímeros)
y de un operario
adicional que
controle la
dosificación y uso
de dichos insumos
para el
espesamiento.
SI
FILTRACIÓN A
VACÍO O PRESIÓN
•Es efectiva para el secado de
lodos provenientes del
ablandamiento del agua;
•Logra secar los lodos
provenientes de los procesos
de coagulación – floculación;
•Puede usarse cuando las
•Siendo un sistema que basa su
trabajo en la presión, preocupa
el hecho que la máxima presión
diferencial que puede aplicarse,
es la teórica, 14.7 psi (103
KPa) y lastimosamente en la
práctica solo alcanza una
presión diferencial de
Media
Aunque se debe
realizar un
acondicionamiento
previo del lodo, es
un método
SI

57
características del lodo son
difíciles de manejar ya que
puede mantener los sólidos
bajo presión por extensos
periodos de tiempo lo que
permite regular los tiempos con
el fin de obtener una
consistencia deseada;
•Logra producir una torta del
lodo dentro de un rango de
concentración de sólidos del
15% al 25%, como mínimo; y
• Se puede operar a altas
presiones con el fin de producir
una mayor concentración de
sólidos, lo que produce una
torta de entre 30% al 45% de
concentración, que es una de
las concentraciones más altas
de lodos que se puede generar
entre los equipos de
deshidratación mecánica.
aproximadamente 10 psi (70
KPa);
•Se debe controlar la
concentración del hidróxido de
magnesio, proveniente de los
lodos de ablandamiento;
•Se debe mantener un control
sobre el lienzo del filtro debido
a que está sometido a una
presión;
•Se debe realizar un
acondicionamiento previo del
material a tratar; y
• El operador debe estar
capacitado, ya que debe
manejar variables que afectan
el funcionamiento tales como el
tipo de lodo, tensión, velocidad,
entre otros.
altamente eficiente
y altamente
aplicable a los
lodos producto de
procesos de
ablandamiento.
CENTRIFUGACIÓN
•El espesamiento de lodos de
aluminio produce una
concentración de sólidos del
11% después de un ciclo de 40
minutos;
•Pueden concentrarse los
residuos del retrolavado del
filtro produciendo un 6% de
sólidos en 20 minutos sin
polímero y un 10 % de sólidos
en 80 minutos con polímero; y
•Es un sistema que trabaja a
baja presión;
•Debe realizarse un control
sobre los porcentajes de
remoción de magnesio y los
tiempos para llevarse a cabo;
•El uso de centrifugas en
plantas potabilizadoras ha sido
limitado, en particular, al
secado de lodos químicos del
proceso de ablandamiento. Su
Baja
Debido a que no
es muy
recomendado en
los sistemas que
realizan
ablandamiento y a
que se requiere de
personal extra para
NO

58
•Las recuperaciones alcanzadas
deben acercarse al 90% sin
polímeros y al 99% con 0.5 a
1.0 kg de polímeros por
tonelada de residuos sólidos.
uso con lodos de alúmina ha
resultado en concentraciones
de 17 a 18%, lo cual es inferior
al 20% requerido para poder
transportar lodos por medios
mecánicos; y
•Alto consumo de energía.
su operación.
ECUALIZADOR
•Permite que el tratamiento de
lodos sea un proceso continuo,
recibiendo todos los desagües
de la planta en un mismo
punto;
•Razón por la cual mantiene no
solo cargas sino también flujos
constantes;
•Permite retornar el agua
clarificada al proceso,
permitiendo una reutilización de
la misma; y
•Reduce el impacto por la
alteración hidráulica.
•Debido a que su función es la
de almacenar los desagües de
la planta, puede generar
problemas con vectores; y
•Aunque es un sistema
económico se necesita espacio
para su construcción y
operación.
Media
Debido a los
problemas de
impacto por
vectores.
SI
LECHOS DE
SECADO
•Debe adaptarse con arena de
bajo drenado, grava y tuberías
perforadas. Pueden trabajar por
gravedad o al vacío;
•Varios lechos secadores de
arena son utilizados en un
mismo lugar, lo que ofrece
algunas ventajas desde un
punto de vista de operación de
mantenimiento; y
•Capacidad de rotar el uso de
•El uso de la camas de secado
está limitada por el clima pero
los rangos pueden variar de 1 a
20 por año, esta tasas de
utilización puede incrementarse
con el uso de polímeros;
•El almacenamiento de los
lodos debe programarse para
periodos en los cuales se
faciliten las condiciones
climáticas para el secado, dado
Nula
Aunque se adapta
a las condiciones
actuales de
operación del
proceso no es
viable debido a
que el factor
climático es
NO

59
los lechos, de forma que
cuando un lecho de secado
este cargado y los residuos
comiencen a secarse, otro
lecho este limpio y listo para
una nueva aplicación de
residuos.
que si estas no son favorables
pueden afectar una efectiva
operación de secado;
•El número de veces que las
camas pueden ser usadas
depende del tiempo de secado
y el tiempo requerido para
remover los sólidos y preparar
las camas para su siguiente
aplicación; y
•El diseño y construcción es
muy específico del lugar
debiendo considerarse
condiciones tales como la
topografía, suelo disponible y
restricciones de operación.
definitivo para la
aplicación de este
tratamiento a los
lodos y el área
libre asignada al
proceso es
pequeña.
LAGUNAS DE
DESHIDRATACIÓN
•Operan a cargas iníciales
mayores que los lechos de
secado, además, tiene mayor
tiempo de secado entre
limpieza de igual forma están
equipados con una estructura
decantadora y de drenaje
inferior; y
•Utilizan una tasa de carga
mayor, el volumen drenado es
un porcentaje del volumen total
aplicado que generalmente
sería menor que el del lecho.
•La dificultad principal para fijar
el tamaño de este sistema es
predecir la concentración de
sólidos drenados después de
completada la carga; y
•Durante la fase de operación
las capas inferiores no secan
Nula
Porque la
eficiencia de este
método es baja y
además requiere
de grandes áreas
para su
manutención.
NO
Fuente: El Autor.

60
8.1.2 Matriz de Valoración.
La selección de la alternativa que mejor se adapte a las condiciones del sitio
se efectúa mediante una matriz de valoración Ver tabla 8-4, teniendo en
cuenta los factores que se consideran de mayor importancia para tomar una
decisión acerca de la utilización más adecuada para el residuo. Los factores
y su ponderación se describen a continuación:
• Costos. Es un factor importante, debido a que la empresa debe disponer
del recurso económico necesario para implementar alguna alternativa de
tratamiento del residuo que se está generando. Este factor esta
ponderado con un cuatro (4) debido a que la alternativa seleccionada
puede ser económica en su instalación, pero tal vez, en operación y
mantenimiento sea muy costosa;
• Aprovechamiento del residuo. Factor que evalúa el grado de utilización
del residuo para obtener el producto, lo que se traduce en el rendimiento
del proceso en cada aplicación. Este factor tiene un valor ponderado de
tres (3) pues el máximo aprovechamiento del residuo significa menor
producción de residuos en el proceso (Motivo principal de este proyecto),
sin ser esto un limitante para el desarrollo del mismo;
• Factor socio-ambiental. Este factor evalúa a grandes rasgos el impacto
socio-ambiental que representaría la alternativa al ser implementada. Este
factor tiene un valor de ponderación de dos (2), ya que no es un
obstáculo para el desarrollo de una alternativa, debido a que existen
suficientes opciones para lograr una producción limpia, sin tener en
cuenta que el manejo de los lodos trae junto consigo impactos positivos
para dicho factor.

61
• Significancia del volumen de producción a partir del residuo. Factor
que evalúa que tan significante es el volumen de producto obtenido a
partir del residuo para darle una reutilización a nivel industrial o ambiental.
Este factor esta ponderado uno (1) pues aunque no es un limitante para
la alternativa no es motivante poner en marcha procesos para obtener
niveles de producción tan bajos que no compensen, ni una mínima parte
de la inversión.
La calificación cuantitativa de los factores de costos e impacto socio-
ambiental es negativa para la sumatoria en la matriz de valoración y para los
factores de aprovechamiento del residuo y significancia del volumen es
positiva en la sumatoria de la matriz de valoración, para la calificación de los
factores se emplearon los siguientes niveles:
• El valor 3 como un nivel “Alto”
• El valor 2 como un nivel “Medio”
• El valor 1 como un nivel “Bajo”
• El valor 0 como un nivel “Nulo”
A continuación se presenta la Tabla 8-4 de valoración de alternativas según
su ponderación y calificación, la cual solo se realizó para aquellas
alternativas que son viables en la PTAP de la E.A.A.A.M.E.S.P, con base en
las características de la planta se obtuvieron los siguientes resultados.

62
Tabla 8-4. Valoración de Alternativas para selección
PONDERACIÓN
FACTORES
TOTAL
1 2 3 4
ALTERNATIVA
Significancia
del volumen
Socio-
Ambiental
Aprovechamiento
del residuo
Costos
Espesamiento 3 1 3 1 6
Centrifugación 3 1 2 3 -5
Filtro prensa 3 1 3 2 2
Filtro vacío 2 1 2 2 -2
Ecualizador 3 1 3 2 2
Fuente: El Autor
Como ejemplo para explicar el uso de la matriz de valoración se utiliza la
alternativa del espesamiento, en el primer factor la significancia con un valor
de ponderación de 1 y una calificación de 3 con lo cual se obtiene un valor
total de 3; el factor socio ambiental con un factor de ponderación de 2 y
calificación de 1, para un total de 2; el aprovechamiento del residuo con una
ponderación de 3 y una calificación de 3, para un total de 9 y por último los
costos con un factor de ponderación de 4 y una calificación de 1, para un
total de 4. Se procede a realizar el cálculo, teniendo en cuenta que los
factores de significancia y aprovechamiento son positivos y los de impacto y
costos son negativos, nuestro calculo sería así:
9 9,. = ':1 ∗ 3; − :2 ∗ 1; + :3 ∗ 3;- − :4 ∗ 1;
9 9,. = :3 − 2 + 9 − 4;
9 9,. = 6
Para la calificación en la tabla de valoración se tuvieron en cuenta las tablas
8-1 de comparación de sistemas de disminución de agua, la tabla 8-2 de
sistemas de deshidratación natural y mecánica; y la tabla 8-3 de la matriz
cualitativa de alternativas de tratamiento de lodos.
A continuación se indican las razones por las cuales se establecieron las
calificaciones para la PTAP de Madrid:

63
En cuanto a la calificación de la alternativa de espesamiento obtuvo una
calificación de 1 en costos debido a que genera un material en menor
tamaño con mayor consistencia lo que se traduce en menores costos de
operación, una calificación de 3 en el aprovechamiento del residuo ya que lo
reduce y debido a la caracterización del lodo que indica un porcentaje de
humedad del 97% el cual según la tabla 8-1 es uno de los pocos sistemas
que maneja ese grado de concentración, hace que la alternativa se adapte al
espacio destinado para esta actividad en la PTAP de Madrid.
La centrifugación obtuvo una calificación de costos de 3 es decir alta, debido
a su alto consumo de energía para la operación, en el aprovechamiento del
residuo se calificó con un 2 debido a que según la tabla 8-3 su uso con lodos
de alúmina brinda resultados con concentraciones de entre 17 a 18%, lo cual
es inferior al 20% requerido para poder transportar lodos por medios
mecánicos, esto obligaría a diseñar más conexiones y disponer de mayor
espacio para las mismas lo que incurriría en mayores gastos, en cuanto a la
significancia se calificó con un 3, ya que genera una cantidad significativa de
lodos pero se debe aclara que sus concentraciones son bajas, por lo que se
tendría una mayor volumen de residuos pero los cuales no son aptos para el
uso final.
La alternativa del filtro prensa recibió una calificación en costos de dos, es un
equipo que venden completo, el cual tiene garantía e incluye un periodo de
mantenimiento, su operación requiere de un operario, sin embargo puede
capacitarse a uno de los actuales operarios para que desarrolle la actividad
en ciertos periodos de tiempo, el aprovechamiento del residuo se calificó con
un 3, ya que el sistema trabaja con lodos con un porcentaje de humedad de
hasta el 85% y por parte del factor de significancia se calificó con 3, debido a
que el sistema trabaja a presión lo que puede garantizar un porcentaje mayor
en la concentración de lodos. Lo que garantizaría un aumento en el
porcentaje de agua separada de los lodos para uso final.

64
El filtro de vacío obtiene en su calificación del factor costos un valor de 2 es
decir media, ya que adicional a su compra, se requieren adecuaciones con
obras civiles, lo cual incurre en mayores gastos, el aprovechamiento del
residuo tiene una calificación de 2 ya que depende de un sistema previo que
acondicione el lodo y maneja unos porcentajes de agua muy bajos para el
establecido en la PTAP de Madrid, en cuanto a la significancia se calificó con
un dos ya que al obtener concentraciones tan bajas de lodos se obtendría
una mayor volumen de residuos no aptos para el uso final.
Todos los sistemas recibieron una calificación en el factor socio ambiental de
1 es decir bajo, debido a que los impactos al ambiente o la población
generados por estos son mínimos y por el contrario lo que se obtiene al
implementar cualquiera de ellos son ventajas que beneficiaran el ambiente y
a la población que rodea el sitio.
8.1.3 Selección de la alternativa de Tratamiento.
Basado en los puntajes obtenidos por medio de la tabla 8-4, se identificaron
las alternativas más adecuadas para el tratamiento de los lodos residuales
en la PTAP, dichos tratamientos son en su orden de mayor puntaje a menor;
el espesamiento de lodos, la filtración del lodo a través de un filtro prensa, la
ecualización de los lodos, el uso de centrifuga y por último la filtración por
medio de un filtro de vacío. Cabe aclarar que se puede hacer uso de uno o
varios tratamientos con el fin de obtener los mejores resultados en la torta de
lodo que se desea establecer desde el marco del diseño del tratamiento.
Los principales criterios a tener en cuenta para la selección de las
alternativas en la PTAP de Madrid, son el porcentaje de humedad de los
lodos, el uso de sulfato de aluminio como coagulante en el proceso de
potabilización y aunque el espacio considerado para la ubicación del sistema
tiene un área adecuada también es un factor a tener en cuenta ya que la

65
PTAP tiene un espacio limitado, razón por la cual las lagunas de
deshidratación y los lechos de secado fueron descartados como opciones
para el tratamiento de los lodos.
Teniendo en cuenta lo anterior se seleccionaron para el sitio tres alternativas
de los cinco sistemas propuestos, esto con el fin de optimizar los resultados
en el producto final y contemplando que ninguna de las alternativas
garantizaba lodos con un porcentaje final de humedad menor al 60%, razón
por la cual se tomara como tratamiento inicial un tanque ecualizador que
permita homogenizar el lodo de purga proveniente de los tanques
sedimentadores y de los filtros del sistema de potabilización, una vez se
obtenga un lodo con una humedad homogénea se requerirá de un
tratamiento que permita realizar un acondicionamiento previo y que tolere un
flujo continuo de lodos, lo que garantizara resultados más pronto de lo
esperado, para dicha labor se diseñara un espesador, el cual es ideal para
los lodos con un alto contenido de humedad, brindando una muy buena
alternativa para la disminución de esta espesando y deshidratando, lo que es
de gran importancia, debido a las características del lodo, para finalmente
acondicionar el lodo con el fin de realizar el ultimo tratamiento la filtración por
medio de un filtro prensa.

66
9 DISEÑO BÁSICO PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS.
En esta etapa de desarrollo del proyecto se incluye la propuesta para el
tratamiento de los lodos de la Planta de Tratamiento de Agua Potable de la
Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo de Madrid E.S.P; ésta consiste
en el acondicionamiento del lodo para lo cual se realizará el diseño de un
tanque ecualizador, seguido de un tanque espesador y la deshidratación en
un filtro prensa, como la mejor alternativa de tratamiento teniendo en cuenta
su facilidad de acople en la planta de Madrid. Por último se plantea una
recomendación para llevar a cabo el uso o la disposición del lodo, teniendo
en cuenta la disponibilidad de recursos de la Empresa.
Para el desarrollo de este proyecto se tuvo en cuenta la producción de lodo
de los sedimentadores, es importante saber que esta producción no es
continua ni constante, pues depende de la composición, origen del agua
cruda y del coagulante aplicado.
De acuerdo a la literatura consultada y teniendo en cuenta los requerimientos
propios de la PTAP, se determinó que las mejores alternativas de tratamiento
inicial para estos lodos sería un tanque ecualizador, seguido del
espesamiento por gravedad y la deshidratación en filtro prensa, con el fin de
separar el lodo del agua para que esta última pueda ser retornada al inicio
del proceso (recirculación del agua).
Es así que con base en el valor del mayor caudal de purgas de lodos
(estimado en 31 m3
/d), se procedió a realizar el diseño del tanque
ecualizador, del espesador de lodos y del filtro prensa, ajustándolos a las
necesidades propias de la Planta; con el espesador se buscá reducir el

67
volumen de los lodos para obtener así un lodo más concentrado y de esta
forma facilitar el proceso de deshidratación.
En las instalaciones de la E.A.A.A.M., se cuenta con un área disponible de
117 m², en donde actualmente se estacionan los vehículos destinados al
mantenimiento y revisión de la red de alcantarillado del municipio. Este
espacio se encuentra ubicado en la parte posterior del predio donde se
encuentra ubicada la empresa.
Figura 9-1. Área Disponible para la Planta de Tratamiento de Lodos.
Fuente: El Autor.
9.1 DISEÑO DE EQUIPOS
Una vez conocido el volumen de lodos producidos a diario en la planta, se
procede a diseñar los equipos de tratamiento previamente seleccionados.
9.1.1 Tanque Ecualizador.
La ecualización del flujo es una opción atractiva para mejorar el rendimiento
de la planta ya que tiene por objeto recibir el agua proveniente de los
desagües y almacenarla para poder extraer de ahí el caudal continuo con
que se alimentará el espesador.

68
Hay que recordar que los desagües no se llevan a cabo de manera constante
sino cada vez que se lava un filtro o que se abre una de las válvulas de
lavado de los sedimentadores, de manera que se requiere un tanque grande
para manejar dichos caudales variables, en que el nivel del agua pueda subir
y bajar según las necesidades y desde ahí ser enviado por bombeo continuo
al espesador.
Cuando se conoce la programación de lavado de los sedimentadores y
apertura de la válvula, es fácil calcular el volumen del tanque ecualizador, de
acuerdo con el balance de masas. De lo contrario, puede asumirse la
hipótesis de que su capacidad debe ser, como mínimo, la suficiente para
almacenar el volumen de líquido del sedimentador, más el agua utilizada
para lavar las paredes de dicho sedimentador, sin rebosarse.14
Luego se evalúan las condiciones hidráulicas de la línea proyectada para el
caudal de operación, 31 m3
/d que es el volumen máximo calculado de lodo
arrojado del proceso de lavado del sedimentador teniendo el caudal máximo,
con una pendiente de 1.0% para facilitar el arrastre de los sedimentos que se
puedan presentar.
Teniendo como base el caudal medio de purga el cual se encuentra estimado
en 17 m3
/d, se propone que dicho caudal de purgas ya no sea enviado
directamente hacia el río Subachoque (como sucede en la actualidad), sino
que sea dirigido hacia el tanque ecualizador por una tubería de entrada de 10
pulgadas de diámetro con la purga de lodos.
9.1.1.1 Caudal a tubo lleno (Formula de Manning)15
:
=33 = >
1
n
@ ∗ , ∗ A /
∗ BC/
14
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Ibit Pág. 294
15
ADDISON Herbert y MANTERO José, Tratado de hidráulica aplicada. 3ª Edición, 1959. 219 p.

69
Dónde:
QLL: Caudal a tubo lleno (m3
/s)
Ø: Diámetro tubería = 10” = 0.254 (m)
A: área de la tubería = 0.0506 (m²)
n: rugosidad de la tubería (gres) = 0.013
R: radio hidráulico = Ø/4 = 0.0635 (m)
S: Pendiente = 1% = 0.01 (m/m)
=33 = >
1
0.013
@ ∗ 0.0506 ∗ 0.0635 /
∗ 0.01C/
=33 = 0.062 "
D
9.1.1.2 Velocidad a tubo lleno16
:
E33 =
=33
,
Dónde:
VLL: Velocidad a tubo lleno (m/s)
QLL: Caudal a tubo lleno (m3
/s)
A: área de la tubería (m2
)
E33 =
0.062 "
⁄
0.0506
E33 = 1.225 "
⁄
9.1.1.3 Fuerza tractiva (auto limpiante) a tubo lleno:
τHH = I ∗ B ∗ A
16
ADDISON Herbert y MANTERO José, Ibit, 219 p.

70
Dónde:
τHH: Fuerza tractiva a tubo lleno (kg/m2
)
I: Peso específico del agua (kg/m3
)
S: Pendiente = 0.01 (m/m)
R: radio hidráulico = 0.0635 (m)
τHH = 1,000 ∗ 0.01 ∗ 0.0635
τHH = 0.635
Relación
=JKLM
=33
=
31 D :
1
86,400"
;
0.062 "
D
=JKLM
=33
= 0.006
Para este valor se tienen las siguientes relaciones hidráulicas para
tuberías parcialmente llenas (Ver Anexo I).
EJKLM
E33
= 0.468 ⇒ EJKLM = 0.468 ∗ E33 = 0.468 ∗ 1.225 "
⁄ = 0.57 "
⁄
JKLM
O33
= 0.186 ⇒ JKLM = 0.186 ∗ O33 = 0.186 ∗ 0.254 = 0.047
τJKLM
τ33
= 0.452 ⇒ τJKLM = 0.452 ∗ τ33 = 0.452 ∗ 0.635 D = 0.29 D

71
9.1.1.4 Volumen tanque ecualizador:
El tanque ecualizador deberá tener como mínimo 0.5 veces el volumen
de lodos líquidos generados por la planta en el proceso de desagües de
los sedimentadores, de esta forma el volumen del tanque ecualizador,
que se dispondrá para la planta en la E.A.A.A.M., será:
PQ =
1
2
33
En donde:
VEc: Volumen del tanque ecualizador
VLL: Volumen de lodos líquidos
PQ =
1
2
∗ 31 = 16
Las principales características del tanque son:
• Tubería en la parte superior para recirculación del agua;
• Profundidad periférica = 1.5 m;
• Profundidad en el centro = 2.0 m;
• Largo = 4 m; y
• Ancho = 3 m.
El volumen será apropiado debido a que el tanque recibirá la descarga de
los sistemas de la planta, lo que incluye las dos evacuaciones del
transporte del lodo sedimentado en el tanque hacia el espesador y del
rebose del agua clarificada. El diseño básico se observa en el Anexo J.
9.1.1.5 Caudal de bombeo:
El flujo promedio de los lodos es de:
QRSTRUS = 31 ∗
1
86,400 "
= 0.00036
"
QRSTRUS = 0.00036
"
∗
1,000
1
= 0.36
"

72
Ó:
QRSTRUS = 0.00036
"
∗
60"
1 VW
∗
60 VW
1 ℎ
= 1.29
ℎ
Se reitera que este caudal es el que sería bombeado en el caso que la
planta se encontrara trabajando con su caudal máximo de agua a tratar,
lo cual debido a las actuales condiciones climáticas es poco probable
razón por la cual la empresa abastece al municipio de Madrid con un
porcentaje de agua suministrada por el Acueducto de Bogotá.
9.1.2 Dosificación de polímero orgánico.
Los polímeros son usados extensamente en el acondicionamiento de los
lodos y existe una gran variedad en el mercado. Estos materiales difieren
grandemente en su composición química, efectividad funcional y costo
efectivo. Las razones para el uso de polímeros en lugar de químicos
inorgánicos acondicionadores son consideradas a continuación:
• Mejora la eficiencia en el desagüe;
• Produce una cantidad menor de masa adicional, ya que los
acondicionadores inorgánicos generalmente aumentan la masa del
lodo de 15 a 30%;
• Los polímeros no reducen el valor de combustible, esto en el caso
que el lodo final vaya a ser usado como combustible para
incinerador;
• El polímero permite una operación de manejo de materiales más
limpia; y
• El polímero reduce los problemas operacionales y de
mantenimiento.

73
La selección del polímero apropiado requiere ser consultada con un
proveedor y requiere de revisiones periódicas, esto debido a las
variaciones continuas en las condiciones del polímero y del agua17
.
Teniendo en cuenta lo anterior se ofrece una alternativa para la inyección
del polímero la cual puede ser modificada acorde a las necesidades del
sistema y las especificaciones del proveedor. Se recomienda el uso de
polímero catiónico el cual posee diferentes grados de carga lo que
contribuye con el proceso de formación del floc en el espesamiento
debido a que las partículas de lodo llevan una carga negativa y los
polímeros llevan una carga positiva, lo que facilita la atracción de las
partículas.
Para la mezcla del polímero con el lodo se instalara un tanque para
transferirlo en la línea de conducción desde el tanque de homogenización
(ecualización) hacia el cono espesador a través de una tubería en P.V.C
de ¾ de pulgada en la descarga de la bomba de transferencia de lodo
garantizando así la mezcla de lodo con el polímero durante el recorrido
por la tubería hacia el tanque espesador.
Para este paso es importante realizar constantemente pruebas de jarra
para identificar la dosis óptima del polímero y que el operario se
encuentre debidamente capacitado para atender cualquier necesidad que
se presente en dicho paso.
9.1.3 Tanque espesador.
El objetivo principal del tanque espesador es conseguir que los sólidos
presentes en el medio acuoso se compacten en el fondo del tanque, de
17
HARDENBERGW, Rodie, Water Supply and Waste Disposal. International Textbook. P60

74
donde se extraen por bombeo hacia el sistema de deshidratación. Este
tanque está conformado por una estructura circular con flujo vertical
ascendente y tolva de recolección de lodos. Los espesadores trabajan
con tasas similares a los equipos de manto de lodos, entre 24 y 30 m3
/
(m2
*d). La evacuación de los lodos decantados se puede realizar con
descargas periódicas a través de una línea de desagüe provista de bocas
de inspección para su mantenimiento.18
Se adopta una tasa de 24
m3
/m²*d, teniendo en cuenta que no se proyectan mecanismos rotatorios
para el diseño.
9.1.3.1 Área y diámetro del espesador:
,P =
=3X
9Y

Dónde:
AE: Área del espesador
QLt: Caudal total de lodos diarios
TM: Tasa de manto de lodos
,P =
31 m
d
D
24 m
m d
D
= 1.29m
Teniendo el área del tanque se puede definir el diámetro mínimo para el
diseño, de la siguiente manera:
,P = ∗ ] = ∗ >
∅
2
@
∗ >
∅
2
@ = ∗
∅
4
∅ = _
4 ∗ ,P

18
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Ibit P298

75
Dónde:
Ae: Área del espesador
∅: Diámetro del espesador
∅ = _
4 ∗ 1.29

= 1.28
De acuerdo al área, su diseño básico se observa en el Anexo J. Las
características principales del espesador son las siguientes:
• Fondo con forma cónica;
• Tolva central de recolección de lodos;
• Profundidad en la periferia = 2.0 m;
• Profundidad en el centro = 2.5 m; y
• Volumen útil en la sección cilíndrica.
9.1.3.2 Volumen del espesador y tiempo de detención:
` = /

4
∗ ∅ 1 ab
Dónde:
VU: volumen útil
∅: Diámetro del espesador
PP: Profundidad en la periferia
Vc = /
π
4
∗ :1.28; 1 2m
Vc = 2.57m ∗
1,000 l
1m
= 2,574 l
Tiempo promedio de detención para el volumen útil:
9f =
`
=3X
Dónde:
TV: Tiempo de detención del volumen útil
QLt: caudal total de lodos diario (l/s).

76
9f =
2,574l
0.36 "
D
9f = 7,150" ∗
1 VW
60"
= 119 VW
9.1.3.3 Caudal de alimentación del espesador:
Según Valencia, el espesador genera un 60% de disminución de volumen de
los lodos tratados19
, proporción que depende del polímero utilizado para
lograr el espesamiento de los lodos, por tanto, el caudal de lodos con que
hay que alimentar al filtro prensa es:
QH = 31
íh
∗ 0.4 = 12.4
íh

QH = 12.4
íh
∗
1 íh
86,400 "
∗
1,000 .
1
QH = 0.14
.
"
Dicho caudal será el de salida del espesador hacia el filtro prensa que se
prevé implementar. Para la recolección del agua decantada se instalara una
tubería de 4 pulgadas de diámetro ubicada en la zona periférica del tanque
espesador con el fin de recircular el agua al inicio del proceso de
potabilización.
El polímero requerido para el espesamiento debe garantizar que el uso del
mismo no afectara las características del agua, pues su función es remover
los sólidos suspendidos (en este caso el lodo) sin dejar remanentes de
producto en el agua que logra separarse del lodo durante el espesamiento.
19
ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Ibit P233

77
Sin embargo se recomienda comprobar esto a través de ensayos
fisicoquímicos en el agua sobrenadante. El lodo espesado seria retirado del
cono por la parte inferior del mismo a través de una bomba de tornillo (para
evitar el rompimiento del floc) y transportalo por una tubería de 4 pulgadas de
diámetro hacia el filtro prensa.
9.1.3.4 Caudal de evacuación (Filtro prensa):
Se evalúan las condiciones hidráulicas de la línea proyectada para la
evacuación de lodos hidratados del espesador hacia el filtro prensa, 0.14 l/s,
con una pendiente de 1.0% con llegada para facilitar el arrastre de los
sedimentos que se puedan presentar.
=33 = >
1
n
@ ∗ , ∗ A /
∗ BC/
Dónde:
QLL: caudal a tubo lleno
Ø: diámetro tubería = 3” = 0.0762 m
A: área de la tubería = 0.00456 m2
n: rugosidad de la tubería (hierro dúctil) = 0.010
R: radio hidráulico = Ø/4 = 0.01905 m
S: pendiente = 1%
=33 = >
1
0.01
@ ∗ 0.00456 ∗ 0.01905 /
∗ 0.01C/
=33 = 0.0033 "
D ∗ >
1000
1
@ = 3.3
"
Velocidad a tubo lleno:
E33 =
=33
,
Dónde:
E33: Velocidad a tubo lleno
QLL: Caudal a tubo lleno
A: Área de la tubería

78
E33 =
0.0033 "
⁄
0.00456
= 0.732 "
⁄
Fuerza tractiva a tubo lleno:
Dónde:
τHH: Fuerza tractiva a tubo lleno (kg/m2
)
γ: Peso específico del lodo (kg/m3
)
R: radio hidráulico = 0.01905 (m)
τHH = 250 ∗ 0.01 ∗ 0.01905
= 0.0476
Relación
=JKLM
=33
=
0.00014 "
D
0.0033 "
D
= 0.0424
EJKLM
E33
= 0.419 ⇒ EJKLM = 0.419 ∗ E33 = 0.419 ∗ 0.732 "
⁄ = 0.307 "
⁄
JKLM
O33
= 0.152 ⇒ JKLM = 0.152 ∗ O33 = 0.152 ∗ 0.0762 = 0.0116
τJKLM
τ33
= 0.375 ⇒ τJKLM = 0.375 ∗ τ33 = 0.375 ∗ 0.047 D = 0.018 D

79
9.1.3.5 Caudal de recirculación (inicio PTAP):
=j = =3 − =3P
Dónde:
QR: Caudal de recirculación
QL: Caudal diario de lodos
QLE: Caudal de lodos que sale del espesor
=j = 0.36 "
D − 0.14 "
D = 0.22 "
D
=j = 0.22 "
D ∗
1
1,000
= 2.2 ∗ 10 k
"
D
Se evalúan las condiciones hidráulicas de la línea proyectada para la
recirculación del caudal de recolección de espesador hacia el sitio de la
mezcla rápida en la planta, 0.22 l/s, con una pendiente de 1.0% para facilitar
el arrastre de los sedimentos que se puedan presentar.
Caudal a tubo lleno:
=33 = >
1
n
@ ∗ , ∗ A /
∗ BC/
Dónde:
QLL: Caudal de tubo lleno
Ø: Diámetro tubería = 4 in = 0.1016 m
A: Área de la tubería = 0.0081 m²
n: Rugosidad de la tubería (P.V.C) = 0.009
R: Radio hidráulico = Ø/4 = 0.0254 m
S: Pendiente = 1%
=33 = >
1
0.009
@ ∗ 0.0081 ∗ 0.0254 /
∗ 0.01C/
=33 = 0.008 "
D ∗ >
1000
1
@ = 8
"

80
Velocidad a tubo lleno:
E33 =
=33
,
Dónde:
E33: Velocidad a tubo lleno
QLL: Caudal a tubo lleno
A: Área de la tubería
E33 =
0.008 "
⁄
0.0324
= 0.25 "
⁄
Fuerza tractiva a tubo lleno:
Dónde:
τHH: Fuerza tractiva a tubo lleno (kg/m2)
γ: Peso especifico del agua (kg/m3)
R: Radio hidráulico = 0.0254 (m)
τHH = 1,000 ∗ 0.01 ∗ 0.0254
= 0.254
Relación
=JKLM
=33
=
0.00022 "
D
0.008 "
D
= 0.0275
EJKLM
E33
= 0.386 ⇒ EJKLM = 0.386 ∗ E33 = 0.386 ∗ 0.25 "
⁄ = 0.096 "
⁄

81
JKLM
O33
= 0.131 ⇒ JKLM = 0.131 ∗ O33 = 0.131 ∗ 0.1016 = 0.0133
τJKLM
τ33
= 0.328 ⇒ τJKLM = 0.328 ∗ τ33 = 0.328 ∗ 0.254 D = 0.083 D
9.1.4 Filtro prensa.
Es la parte final del proceso, en la cual se reciben los lodos del espesador y
para ser deshidratados o desaguados, este es un equipo de diseño complejo
y se adquiere directamente del fabricante quien lo realiza según las
necesidades del solicitante, por lo tanto se escogió un equipo con las
siguientes especificaciones.
Tipo de placa Cámara con marco
Número de placas admisibles 35 (Polipropileno blanco)
Número de placas instaladas 22 (19 completas y dos medias)
Espesor de la torta 26 mm
Dimensiones de cada placa 40 cm x 40 cm x 2.54 cm
Dimensiones del filtro Ancho: 56 cm. Altura: 92 cm. Longitud: 2 m
El filtro prensa recomendado posee tornillo para operación manual y tiene
entradas y salidas para la filtración y el retrolavado. Todo por un costo de
$13´392,000.00 IVA no incluido y costo a Mayo de 2013.
El bastidor está formado por dos largueros de sección redonda montado en
la parte lateral del bastidor, por donde se deslizan las placas filtrantes. Los
largueros se fijan mediante tuercas al cabezal y testero fijo. El cabezal fijo es
construido en acero inoxidable e incorpora conexión para la alimentación del
fango en la parte central y cuatro salidas para la recogida del líquido filtrado.
El testero fijo es construido en acero y en él se aloja el cilindro hidráulico
para realzar la apertura y cierre del paquete filtrante. El cabezal móvil es

82
construido en acero y su deslizamiento, a través de los largueros superiores
se realiza por el empuje del cilindro hidráulico. El transporte de las placas
para la descarga de la torta se realiza manualmente. Luego de realizado el
proceso de deshidratación, los lodos pasarían a una tolva colectora para su
posterior disposición final.
El funcionamiento del sistema de tratamiento de lodos, estará controlado por
la misma persona que se encuentre como operario de turno en el sistema de
potabilización de la E.A.A.A.M.

83
10 USO FINAL DE LODOS Y COSTOS DEL SISTEMA.
10.1 USO O DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS
Con el fin de ofrecer alternativas a la hora de utilizar o disponer los lodos
producto de los sistemas de potabilización, la tabla 10-1 muestra una breve
descripción de los diferentes métodos o alternativas para el uso y la
disposición de los mismos.
Tabla 10-1. Alternativas para El Uso o La Disposición de Lodos.
MÉTODO DESCRIPCIÓN
Utilización de
Lodos en
Recuperación
Edafológica
(Reverdecimiento
de Tierras
Estériles)
Con el fin de darle un uso a los lodos se han intentado cubrir
con humus con el fin que se puedan sembrar en ellos hierbas y
otras plantas. Dependiendo de las características de los lodos
deshidratados estos podrían ser un elemento de interés para
este tipo de métodos, tanto desde el campo de la agricultura
como el ambiental, pero se debe tener en cuenta el tipo de
vegetación que se desea plantar ya que se pueden tener
inconvenientes por los materiales pesados que estos
contengan; de igual manera con los riesgos causados por la
infiltración o escurrimiento de estos compuestos.
Los lodos pueden ser útiles en la recuperación ecológica de
ecosistemas, en especial los ecosistemas de alta montaña.
Los problemas más importantes asociados con la aplicación de
los lodos de plantas de tratamiento en los suelos son:
incorporación de metales en estos y en las aguas

84
subterráneas, adsorción del fósforo del suelo, disminución de
la productividad del suelo y el incremento excesivo de
nitrógeno en el agua subterránea.
La aplicación moderada de lodos de plantas de tratamiento
puede mejorar las condiciones físicas del suelo, por la
floculación de partículas coloidales que favorecen la
agregación del suelo mediante reacciones análogas al
tratamiento del agua.
Los óxidos de hidrogeno metálicos contenidos en los lodos de
plantas de potabilización son fuertemente absorbentes de
metales traza y fósforo. En términos de los metales traza, la
aplicación de lodo en el suelo puede resultar beneficiosa,
reduciendo o eliminando estas concentraciones en el suelo.
Caso contrario de lo que ocurre con la absorción del fósforo
del suelo, el cual es un elemento esencial en el mismo.
La aplicación de lodos de plantas de tratamiento en la
silvicultura es poco común. De acuerdo con diferentes
investigaciones realizadas, se ha encontrado efectos por la
aplicación de lodos: como el bajo crecimiento de los árboles,
bajos niveles de nutrientes, disminución leve del contenido de
fósforo e incremento del pH del suelo.
Alimento para
Animales
Dependiendo de sus características algunos lodos de origen
doméstico e industrial, poseen ciertos elementos como calcio,
fósforo y algunas vitaminas útiles para la alimentación de
animales domésticos (ganado vacuno, porcino, gallinas o
lombrices), algunos estudios realizados indican que gallinas
alimentadas parcialmente con los lodos crecían con mayor

85
rapidez y ponían más huevos que las que eran alimentadas
con alimentos concentrados, desafortunadamente y a pesar
del costo de los alimentos industriales para los animales, esta
no parece ser una idea que posea muchos adeptos, debido a
la falta de estudios que demuestren las reacciones del
consumo de productos de animales alimentados con lodos, lo
que se ve reflejado directamente en la resistencia de los
criadores al uso de los lodos como alimento y mayor aún la de
los consumidores.
Fijación Química
El proceso de fijación química consiste en el mezclado de lodo
crudo, lodo líquido tratado o lodo deshidratado, con agentes
estabilizadores tales como el cemento, silicato de sodio,
material puzolánico (silicatos finos) y cal, para que reaccione
químicamente con el lodo y lo aísle. El proceso puede generar
un producto de elevado pH que inactiva las bacterias
patógenas y virus. En muchos de los procesos de tratamiento
químico, la consistencia es similar a la de las arcillas naturales.
El proceso se emplea en el tratamiento de lodos de origen
industrial y residuos peligrosos para inmovilizar los
compuestos no deseables. Adicional se ha utilizado para
estabilizar lodos urbanos para su uso como material para
recubrimiento de vertederos y proyectos recuperación de
terreno.
Incineración
La incineración de lodos consiste básicamente en dos
procesos:
• Evaporación del agua
• Incineración de la sustancia seca, en algunos casos con la
adición de combustible, esto en caso que el contenido de

86
calor de la sustancia seca no proporcione el calor necesario
para la evaporación.
La incineración es la destrucción completa de materiales por
calor a sus componentes inertes. Para el proceso de
incineración, el lodo debe estar debidamente deshidratado,
aproximadamente con un contenido del 30% de sólidos, con
este porcentaje el proceso puede llevarse a cabo sin
necesidad de combustible adicional excepto para el
calentamiento inicial.
El propósito de la incineración es reducir la torta del lodo a su
volumen mínimo, como ceniza estéril. Hay tres objetivos que la
incineración debe lograr: reducir el contenido orgánico, reducir
la humedad de los lodos y producir un residuo o ceniza estéril.
Cumplir estas metas es costoso, además de causar problemas
de contaminación al aire.
Se debe tener en cuenta que este método, dependiendo de la
forma de operación, puede producir un residuo no
aprovechable de cenizas que requieren una disposición final
adecuada.
Fabricación de
Ladrillos
Aislantes
El lodo procedente de una planta potabilizadora de agua
contiene en promedio un 70% de humedad y su fracción seca
está compuesta por materia inorgánica y orgánica,
dependiendo del tipo de tratamiento al que se haya sometido,
además de contener cierta cantidad de metales en proporción.

87
El ladrillo, fabricado a partir de lodo, se constituye
fundamentalmente de cuatro componentes básicos:
• Lodo seco o húmedo: Aporta dureza y metales (35% de
la mezcla)
• Residuos forestales pueden disminuir la humedad hasta
en un 70% aumentando la compactación (20% de la
mezcla)
• Residuos combustibles: Generalmente se trabajan
cenizas de hornos de fundición, lo que aporta minerales
que se incorporan a la matriz cerámica; estos residuos
son los responsables de la porosidad y elevan la
temperatura en el interior de la estructura (10% de la
mezcla)
• Cerámica: Base del ladrillo; puede representarse por
arcilla o cualquier material puzolánico (35% de la
mezcla)
La elaboración del ladrillo se fundamenta en un mezclado y
una cocción. La primera operación puede realizarse en una
maquina mezcladora cuando se trabajan altos volúmenes. La
segunda se realiza en un horno de cocción a una temperatura
superior a los 1000 °
C, para que suceda el proceso normal de
ceramización. El resultado es un ladrillo completamente
ecológico con propiedades termo acústicas especiales y que
cumple con los parámetros de resistencia y dureza de los
ladrillos convencionales.
Relleno y
Monorelleno
Tradicionalmente existen dos opciones de disposición de los

88
lodos generados en plantas de tratamiento: relleno sanitario y
monorelleno. Para ello, existen una serie de criterios a
considerar en su implementación de tal forma que garanticen
tanto el adecuado funcionamiento como la salud pública de la
población y el ambiente. Para esto, los lodos deben
concentrarse a un estado semisólido o pastoso, seguido de un
tratamiento de secado. Además, debe controlarse el área de
disposición en el relleno sanitario, cuidando los problemas de
olores y las posibles fallas que se puedan presentar. Los lodos
deshidratados se han utilizado en diversos países como
agentes de relleno en la construcción de terraplenes. De
acuerdo con las especificaciones correspondientes de obras
públicas, dichos lodos cumplen los mismos requisitos que los
materiales usados comúnmente.
Lagunaje
El uso de las técnicas de lagunaje es otro método de común
aplicación para la evacuación del lodo, ya que es una opción
sencilla y económica, en caso de que la planta de tratamiento
se halle en una zona remota. Una laguna es un estanque
excavado en el terreno en el que se descarga el lodo crudo o
digerido. En los estanques de lodo crudo, los sólidos orgánicos
se estabilizan mediante procesos de descomposición aerobia y
anaerobia, lo cual puede dar lugar a la generación de olores
desagradables.
Si la laguna solo utiliza lodo digerido, las condiciones de malos
olores deberían ser mínimas. Se debe estudiar la posibilidad
de drenaje superficial y la existencia de percolación para
determinar los posibles efectos sobre aguas subterráneas.
Obtención de
Energía por
La gasificación es un paso previo a la combustión ya que
consiste en transformar el combustible, o residuo, en gas o

89
Metanización gases combustibles para su posterior tratamiento. Los
microorganismos contenidos en los lodos permiten, por
fermentación anaeróbica, una producción de metano que debe
aprovecharse en esta época de crisis energética.
Para aprovechar este gas, el lodo primario que sale por el
fondo del decantador, debe introducirse en un digestor
anaeróbico. Desde el punto de vista de impacto ambiental este
proceso aporta la ventaja de eliminar malos olores, aparte de
impedir que el metano producido sea enviado a la atmósfera.
Fuente: El Autor
La tabla 10-2 indica las principales ventajas y desventajas de las alternativas
anteriormente descritas.
Tabla 10-2. Ventajas y Desventajas de Las Alternativas de Disposición.
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS
COMPOSTAJE
•Reducción de metales
pesados;
•Aumento de materia
orgánica;
•Reducción de humedad;
•El producto final tiene las
dos características
necesarias para ser
comercializado; y
•El producto final sirve para
la remediación edáfica.
•Se maneja poco volumen que
impide un desalojo rápido del
lodo;
•El contenido de humedad del
lodo no permite hacer
compostaje;
•La cantidad de variables a
manejar hace del compostaje
una técnica complicada;
•La excesiva concentración de
metales pesados impiden el
metabolismo de las bacterias
de este proceso; y

90
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS
•Se requiere adecuación del
lodo e insumos de
acondicionamiento.
DISPOSICIÓN
COMO
RELLENO
•Rápido desalojo del lodo; y
•No se requiere adecuación
de lodo.
•Es necesario tener disponible
un gran terreno; y
•Implica un sistema de
construcción complejo.
FIJACIÓN
QUÍMICA; y
FABRICACIÓN
DE AISLANTES
•El producto final tiene las
características para ser
comercializado;
•Rápido desalojo del
material; y
•No importan las
características del lodo para
esta opción.
•Requiere otros insumos y
maquinaria; y
•Requiere tiempo para su
implementación debido a la
consecución de los equipos y a
estudios preliminares.
DISPOSICIÓN
SOBRE EL
SUELO
•Rápido desalojo del lodo;
•No requiere adecuación;
•Cumple con las normas
legales sobre lodos; y
•Dependiendo sus
características sirve para la
remediación edáfica,
otorgándole propiedades
benéficas al suelo y las
plantas.
•Se requiere de disponibilidad
de terreno;
•Se requiere controlar
parámetros como Al y Fe; y
•Se requiere análisis del terreno
donde se va a disponer.
Fuente: El Autor
Teniendo en cuenta las descripciones de la tabla 10-1, la tabla 10-2, para la
selección de alternativas para el uso y la disposición de lodos y teniendo en

91
cuenta que según los cálculos realizados se obtendrá un porcentaje de
sólidos resultante en la torta de lodos filtrada aproximadamente de entre un
30% a 45%, siendo uno de los más altos obtenidos por procesos de
deshidratación mecánica.
Con esta referencia se infiere que la alternativa de disposición más adecuada
para los lodos previamente tratados es la disposición sobre suelos para la
recuperación edafológica, teniendo en cuenta que la mayor parte de las
sustancias disueltas en el agua a recircular, no quedaran retenidas en el
proceso de tratamiento, a excepción de aquellas (por ejemplo los
compuestos de M++ y Fe++) que al oxidarse pasan a insolubles, o aquellas
que pueden llegar a precipitar por sobrepasar el producto de solubilidad
correspondiente (sulfatos y carbonatos), lo que es un hecho muy improbable,
ya que en el agua tratada no hay materia en suspensión alguna; de esta
forma, los compuestos asociados al aluminio y azufre no quedaran retenidos
en los lodos procedentes del tratamiento del agua, sino que se disociaran y
recircularan al proceso de potabilización junto con el agua sobrenadante que
sale del ecualizador, el espesador y el filtro.
Otra de las razones que conlleva a la selección de esta forma de
aprovechamiento de los lodos tratados es que estos en la caracterización
previa al tratamiento tienen un alto contenido de nitrógeno y fosforo que son
nutrientes necesarios para el mantenimiento de los suelos y recuperación de
los mismos.

92
10.2 ESTIMACIÓN DE COSTOS POR IMPLEMENTACIÓN DE
ALTERNATIVA.
La tabla 10-3 presenta la valoración económica de la construcción del
sistema de tratamiento de lodos.
Tabla 10-3. Costos por implementación de alternativas.
Nº ÍTEM. Un. Ca. COSTO Un.
COSTO
TOTAL
1 TANQUE ECUALIZADOR
1.1 Concreto
1.1.1 Paredes m3
16 $ 230,000.00 $ 3,680,000.00
1.1.2 Muro de contención m3
4 $ 300,000.00 $ 1,200,000.00
1.1.3 Base m3
6 $ 230,000.00 $ 1,380,000.00
1.1.4 Mano de Obra h/man 720 $ 10,000.00 $ 7,200,000.00
0
1.2 Barandas 0
1.2.1
Tubería
Ø=1”;
H=0.9m; L=4m.
Un 6 $ 38,000.00 $ 228,000.00
0
1.3 Tubería y Accesorios 0
1.3.1
Tubería Gres
Ø=10”
Un 12 $30,550.00 $ 366,600.00
1.3.2
Tubería P.V.C Sanitaria
RDE 41
Ø=6”
Un 1.5 $42,000.00 $ 63,000.00
1.3.3
Codo
Ø=10” x 90,
BxB HD
Un 4 $76,539.00 $ 306,156.00
1.3.4
Codo
Ø=6” x 90,
BxB HD
Un 2 $79,800.00 $ 159,600.00
1.3.5 Te Ø=10” Un 1 $70,200.00 $ 70,200.00
1.3.6 Válvula CS 6” Compuerta Un 2 $465,000.00 $ 930,000.00
0
1.4 Bombas 0
1.4.1
Motobomba conexión
roscada de 6”x 6” y motor 4
HP de 1,600rpm
Un 1 $2,300,000.00 $ 2,300,000.00
1.4.2
Motobomba autocebante
10”x 8”
Un 1 $9,530,000.00 $ 9,530,000.00
Sub-Total $ 27,413,556.00

93
Nº ÍTEM. Un. Ca. COSTO Un.
COSTO
TOTAL
2 ESPESADOR DE LODOS
2.1 Concreto
2.1.1 Paredes m3
5 $230,000.00 $ 1,150,000.00
2.1.2 Placa de fondo y cárcamo m3
2 $230,000.00 $ 460,000.00
2.1.3 Mano de obra h/man 150 $10,000.00 $ 1,500,000.00
0
2.2 Tubería y accesorios 0
2.2.1
Tubería P.V.C Sanitaria
Ø=6”
Un 4 $78,312.00 $ 313,248.00
2.2.2 Válvula CS 4” Compuerta Un 2 $254,000.00 $ 508,000.00
2.2.3
Codo
Ø=6” x 90,
B x B HD
Un 2 $76,359.00 $ 152,718.00
0
2.3 Bombas 0
2.3.1
Bomba de envío entrada
Ø=4” tornillo
Un 1 $941,000.00 $ 941,000.00
2.3.2
Bomba dosificación tipo
diafragma
Un 1 $1,080,000.00 $ 1,080,000.00
0
Sub-Total $ 6,104,966.00
3 FILTRO PRENSA
3.1 Filtro Prensa Un 1 $15,534,952.0 $ 15,534,952.00
3.2 Tubería CS 4” Un 1 $53,000.00 $ 53,000.00
3.3 Recolector de lodos Un 1 $350,000.00 $ 350,000.00
0
Sub-Total $ 15,937,952.00
TOTAL $ 49,456,474.00
Fuente: El Autor.
Notas
Un=Unidad; Ca=Cantidad; m
3
=Metros cúbicos
h/man=Hora hombre
(*) Los valores estipulados en la tabla son actualizados a Mayo de 2013
Las operaciones adicionales por la implementación del sistema de
tratamiento de lodos pueden ser realizadas por los operadores de la PTAP,
sin embargo, es de gran importancia que dicho personal sea capacitado ya
que esto puede verse reflejado directamente en la eficiencia calculada para
la operación óptima del sistema.

94
11 GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE
TRATAMIENTO DE LODOS EN MUNICIPIOS DE ESCALA MEDIA
Este capítulo tiene como fin resumir las fases llevadas a cabo durante la
investigación, los cálculos y los diseños del proyecto para el tratamiento de
lodos por medio del desarrollo de una metodología que permita guiar a otros
municipios a la hora de querer diseñar sus propios sistemas de tratamiento,
por lo cual es necesario recordar que una metodología es aquella guía que
se sigue a fin realizar las acciones propias de una investigación. En términos
más sencillos se trata de la guía que nos va indicando qué hacer y cómo
actuar cuando se quiere desarrollar algún tipo de investigación. Es posible
definir una metodología como aquel enfoque que permite observar un
problema de una forma total, sistemática y disciplinada.
Al intentar comprender la definición que se hace de lo que es una
metodología, resulta de suma importancia tener en cuenta que una
metodología no es lo mismo que la técnica de investigación. Las técnicas son
parte de una metodología, y se define como aquellos procedimientos que se
utilizan para llevar a cabo la metodología, por lo tanto, como es posible intuir,
es uno de los muchos elementos que la incluyen20
.
Para el desarrollo de la presente investigación se planteó un método a través
del cual se determinan los pasos que permiten guiar y conlleven a la
consecución de los objetivos establecidos en la investigación, para facilitar
dichos pasos se empleó un diagrama de flujo como base, el cual permite de
manera práctica y sencilla, establecer las pautas para el diseño del sistema
de tratamiento de lodos, en municipios de escala media de la sabana de
20
http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r33282.PDF

95
Bogotá con características similares a las de la PTAP de Madrid,
Cundinamarca utilizada como caso piloto.
11.1 FASE I LÍNEA BASE
El proceso inicial nos ubica en el lugar al que se le aplicara la Metodología
que para el caso se trata de la PTAP del Municipio de Madrid,
Cundinamarca, durante esta etapa se busca recopilar los datos y la
información básica de la PTAP a través de diferentes herramientas o
componentes.
Se puede recolectar la información secundaria de diferentes fuentes, como lo
son investigaciones bibliográficas, entrevistas y visitas de campo, Para el
caso específico de la PTAP de Madrid se puede detallar la información
recopilada en los “Capítulos 6 y 7 en los numerales 7.1, 7.2 y 7.3 del
presente documento” los cuales brindan una idea del tipo de información y
las fuentes a ser consultadas para la recopilación de datos durante esta parte
de la investigación.
Para establecer la línea base se pueden utilizar las siguientes fuentes de
información:
Revisión de documentos (Esta incluye referencias bibliográficas,
normativas, estudios previos con relación al tema)
Entrevistas (Gerentes, operadores y trabajadores en general, si
existen entes de control en torno al tema pueden ser consultados para
la búsqueda de información)
INICIO
Diseño básico
lodos en PTAP
Fase I
Línea Base

96
Reconocimiento del sitio (A través de una visita de campo se pueden
obtener los datos básicos requeridos para el desarrollo de esta etapa)
En esta etapa es de gran importancia identificar la información con una
mayor grado de relevancia de los diferentes procesos llevados a cabo por la
PTAP, como lo son las fuentes de abastecimiento de agua (cuerpo de agua
superficial, pozos profundos) ya que dependiendo de estas se puede influir
en la cantidad de lodos a tratar, los procesos llevados a cabo para la
potabilización de agua en la PTAP (sedimentación, floculación, entre otros) y
los datos de entrada de dichos procesos los cuales serán vitales para el
cálculo de los caudales a tratar y los que servirán como base a la hora de
escoger el tipo de tratamiento de los lodos y los diseños de su sistema.
Cabe aclarar que esta fase inicial solo se enfocara en la información general
de la PTAP, los datos específicos del sitio que deban ser obtenidos por
medio de cálculos, ensayos de laboratorio o toma de muestras serán
recolectados en una fase secundaria.
11.2 FASE II CÁLCULOS Y DISEÑO
Una vez obtenida e identificada la información secundaria, se procede a
analizar con el fin de determinar las mejores opciones para el diseño del
Datos
(Bibliografía,
Entrevistas)
Información
Necesaria
Si
No

97
sistema de tratamiento de lodos que se adapte a las necesidades del sitio y
los requerimientos del mismo.
Tomando como base los datos específicos de la PTAP, se da inicio a los
cálculos de los diferentes parámetros para la obtención de los valores del
diseño del tratamiento de lodos, para el caso específico de la PTAP de
Madrid, la información secundaria se encuentra en los “Capítulos 7 en su
numeral 7.4; y el capítulo 8 del presente documento” adicional en estos
numerales se puede encontrar la información general que servirá como guía
en la planeación de sistemas de tratamiento para otras PTAP, los cuales
permitirán enfocar la investigación en los parámetros específicos del sitio.
En cuanto a los cálculos de los caudales, velocidades y volúmenes máximos
y promedio de lodos a tratar y los diseños detallados del sistema de
tratamiento de la PTAP de Madrid y sus valores se encuentran detallados en
el “Capítulo 9 del presente documento”.
Fase II
Cálculos y Diseño
Datos
Específicos
de la PTAP
Información
Necesaria
Si
No

98
En el capítulo 9 en “el numeral 9.1.2” se toca el tema de la practica adicional
para los sistemas de tratamiento de lodos de las PTAP y es la adición de
polímeros a los lodos, ya que estos poseen una serie de características que
brindan ventajas al producto final de los sistemas planteados; es de suma
importancia entender que esta práctica no es garantía de mayores éxitos en
la implementación de la recuperación de lodos y que dependen de las
características de los mismos por lo que se deben realizar una serie de
ensayos con el fin de escoger el polímero con las mejores características
para el lodo a tratar.
11.3 FASE III USO, DISPOSICIÓN Y ESTIMACIÓN DE COSTOS
La fase III gira en torno al tema de los costos, esto debido a que es un tema
crucial a la hora de definir si se ejecutan o no los sistemas diseñados para el
tratamiento de lodos, pero es clave saber que se pueden identificar
oportunidades para disminuir los costos de la implementación de los
sistemas ya que dependiendo de las características del producto final es
posible generar ingresos que puedan utilizarse para la manutención del
mismo.
En La “Tabla 10.1 del numeral 10.1 del Capítulo 10 del presente documento”
se muestran las opciones para el uso y la disposición final de los lodos,
previo paso por los sistemas de tratamiento y con base en la caracterización
del lodo final, dependiendo de las características de este se puede obtener
una ganancia económica. La Tabla 10.2 del mismo capítulo, indica las
Fase III
Disposición
Datos
Características
de los lodos,
Alternativas Uso

99
ventajas y desventajas a la hora de utilizar o disponer el lodo a través de los
diferentes métodos.
Una vez establecidos los diseños y los detalles del sistema se puede estimar
los costos requeridos para la implementación de los mismos, el “Numeral
10.2 del presente documento” muestra el cálculo de los costos estimados
para la ejecución del sistema de tratamiento de lodos en la PTAP del
municipio de Madrid, Cundinamarca.
En el Anexo K se presenta el diagrama de flujo completo para la
implementación de la metodología para el diseño de sistemas de tratamiento
de lodos.
11.4 VENTAJAS DEL USO DE LA METODOLOGÍA
Uno de los objetivos principales del desarrollo de la metodología es ampliar
el panorama de las consideraciones a tener en cuenta en el momento de
tomar la decisión en torno a si construir o no un sistema de tratamiento de
Información
Necesaria
para costos
Si
No
FIN
Estimación de
Costos

100
lodos en la PTAP, por lo que a continuación se presentan las ventajas que se
pueden obtener al incluir dicho proceso en la operación de potabilización,
teniendo en cuenta las características específicas de la PTAP de Madrid que
funcionó como caso piloto para el desarrollo del presente proyecto y la cual
funciona como muestra representativa de los municipios de la sabana de
Bogotá.
Las ventajas se dividen en tres factores el técnico, el económico y el
ambiental, y se presentan a continuación:
11.4.1 Factor Técnico.
Para el caso específico del municipio de Madrid Cundinamarca, técnicamente
al desarrollar el sistema de tratamiento de lodos se aportarían a la PTAP dos
beneficios inmediatos y uno que dependería de ciertos ensayos para su
desarrollo final, como se indica a continuación:
11.4.2.1 Recirculación de agua:
Con el fin de obtener una ventaja técnica en el diseño del tanque espesador
del sistema de tratamiento de lodos se incluye un sistema de recirculación
que retornaría las aguas clarificadas del proceso a la entrada de la PTAP con
el fin de tratarla y recuperarla para ser utilizada como agua cruda, esto
beneficiaria el proceso ya que se estaría recuperando un producto que
actualmente se está vertiendo con los lodos que van a parar al río
Subachoque.
11.4.2.2 Cumplimiento de normatividad:
A pesar de que Colombia no posee legislación específica en cuanto al
manejo de lodos de plantas de tratamiento de agua potable, como se indica
en el marco normativo en el numeral 6.3 y en el comparativo en el numeral

101
7.4.2.2, existen varias normas que indirectamente obligan a realizar un
mínimo de ciertas actividades con estos, razón por la cual el desarrollar el
tratamiento de los lodos sería un primer paso en pro de cumplir con la
legislación por parte de la PTAP lo cual evitaría procesos sancionatorios por
parte de la autoridad ambiental.
11.4.2.3 Recuperación de coagulante:
Como lo indica la caracterización de los lodos, este es un material con una
concentración alta en sulfatos y aluminio, debido al uso del sulfato de
aluminio como agente coagulante, esto permite pensar en una posible
recuperación de un porcentaje del coagulante por medio de la adición de una
cantidad de los lodos al tratamiento de floculación de la PTAP de Madrid,
para dicha actividad se deben realizar ensayos de laboratorio, por medio de
los cuales se identifique el porcentaje apropiado para una dosis optima que
no afecte la calidad del agua potable y que permita el uso de un porcentaje
de los lodos generados.
11.4.2 Factor Económico.
El factor económico es el que le brinda un mayor respaldo a la toma de
decisiones para la ejecución del proyecto del sistema de tratamiento de lodos
por parte de las diferentes PTAP’s, ya que como se indica en el Capítulo 8 en
la matriz de valoración las plantas implementaran las medidas que más
beneficios ofrezcan teniendo como pauta principal los costos, los cuales para
garantizar la viabilidad del proyecto deberán tener una tendencia en la
disminución de los mismos. Para dicho factor se observan cinco posibles
beneficios por la implementación de un sistema de tratamiento de lodos.

102
11.4.2.1 Disminución por pago de tasas retributivas:
La tasa retributiva por vertimientos es un instrumento económico que tiene
como meta estimular cambios en el comportamiento de los sitios o personas
que generen contaminación, concientizándolos del costo del daño ambiental
que ocasiona su contaminación por las decisiones en su producción, esto
con el fin de lograr metas ambientales que sean social y económicamente
sostenibles.
La Ley 99 de 1993 establece en el artículo 42 "Tasas retributivas y
compensatorias. La utilización directa o indirecta de la atmósfera, el agua y
del suelo, para introducir o arrojar desechos o desperdicios agrícolas,
mineros o industriales, aguas negras o servidas de cualquier origen, humos,
vapores y sustancias nocivas que sean resultado de actividades antrópicas o
propiciadas por el hombre, o actividades económicas o de servicio, sean o no
lucrativas, se sujetará al pago de tasas retributivas por las consecuencias
nocivas de las actividades expresadas."
Con base en lo anterior y teniendo en cuenta la información del Ministerio de
Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS), el cual indica las tarifas mínimas a
pagar por la carga de contaminantes en 2013, se realizó una proyección de
lo que podría pagar la PTAP de Madrid por este concepto, la proyección se
presenta en el Anexo L, esta proyección indica un costo estimado de
$775,000 COP por pagos anuales, dicho dinero podría ser utilizado en otras
actividades al incluir el tratamiento de lodos en la PTAP, cabe aclarar que
para el caso solo se determinó el pago con base a los lodos producidos que
finalmente son los que trataría el sistema y los que dejarían de ser vertidos
directamente al cuerpo de agua superficial en este caso el río Subachoque,
por medio de la recirculación del agua también existiría una disminución en
dicho pago sin embargo no es posible calcularlo con los datos actuales.

103
11.4.2.2 Evitar pagos por sanciones:
Como lo indica el Artículo 25 del decreto 3930 de 2010, No está permitida la
disposición en cuerpos de agua superficiales, subterráneas y sistemas de
alcantarillados de los sedimentos, lodos y sustancias sólidas provenientes de
sistemas de tratamiento de agua o equipos de control ambiental, al incumplir
la PTAP de Madrid con este artículo se ve expuesto al pago de multas diarias
de hasta 5000 salarios mensuales mínimos legales vigentes y/o el cierre
temporal o definitivo del establecimiento, esto de acuerdo a los numerales 1
y 2 del artículo 40 de la Ley 1333 de 2009, con base a esto la PTAP podría
verse expuesta a una multa en pesos colombianos de hasta $2,947,500,000,
valor muy por encima al estimado para la ejecución del proyecto. Cabe
aclarar que este es el monto máximo en el caso de una sanción y que
depende directamente de la operación de la PTAP, para lo cual el sistema de
tratamiento de los lodos evitaría el posible incumplimiento sobre este.
11.4.2.3 Atracción en inversión por mejoras paisajísticas:
La PTAP de Madrid se encuentra ubicada muy cerca del centro del municipio
a tan solo unas cuadras de la plaza central, el vertimiento actual de los lodos
residuales se hace aguas abajo en un punto aún más central que la PTAP, al
establecer un sistema de tratamiento de lodos, el cual mitigue la disminución
de la calidad física del agua en el río y en conjunto con una serie de
actividades que permitan mejorar el aspecto físico de las aguas del río
Subachoque, se podría incluir dentro del desarrollo de la ciudad lugares
como restaurantes o viviendas que sacaran provecho al sector por su belleza
paisajística, lo cual traería consigo una ventaja al municipio que podría verse
reflejada en la disminución de pagos por impuestos por parte de la PTAP o
hasta la exención de los mismos por su contribución a la mejora.

104
11.4.2.4 Ahorro por los beneficios técnicos:
Los beneficios técnicos indirectamente generan disminución de algunos
costos, para el caso del proceso de recirculación se recupera un pequeño
porcentaje de agua la cual sirve como materia prima y en el caso de poder
utilizarse el lodo como parte del coagulante en el proceso de floculación,
significaría un ahorro de insumos químicos para la PTAP, es importante
aclarar que no es posible indicar un monto especifico de ahorro en costos,
debido a que el porcentaje de agua a recircular y la cantidad de lodos para
utilizar como coagulante dependerían de ensayos que deben realizarse una
vez se establezca el sistema de tratamiento de lodos.
11.4.2.5 Ingresos por uso final de lodos producidos:
Para el caso específico de los lodos de la PTAP de Madrid, se identificó que
la mejor alternativa es el uso de estos para la recuperación edafológica de
suelos erosionados por su alto contenido de nutrientes, teniendo en cuenta
esto, los lodos podrían ser vendidos a un bajo costo pero gracias a la
cantidad producida podrían lograr ser un ingreso significativo. No es posible
indicar el ingreso generado por la venta de este producto, ya que para decirlo
se debería realizar un estudio de mercado por medio del cual se identificaran
las características del mercado con el que competiría el producto de los lodos
y de esta manera darle un precio muy competitivo para lograr conseguir
compradores y obtener ganancias. Una opción adicional es ofrecer los lodos
a sitios pertenecientes al estado que los requieran y por medio de
actividades que incluyan recuperar los suelos de estas propiedades con el
uso de los lodos obtener una disminución en pagos de impuestos o hasta
una exención de los mismos por las actividades realizadas.

105
11.4.3 Factor Ambiental.
Es importante aclarar que para el caso específico del factor ambiental se
incluye el componente social ya que la población o comunidad que se
encuentra alrededor de la planta hace parte del ambiente que puede ser
impactado por las actividades de la PTAP, por lo que las soluciones que se
generan para el ambiente implícitamente benefician a la sociedad.
11.4.3.1 Mitigación sobre el impacto al Río Subachoque:
Uno de los principales objetivos de darle un tratamiento a los lodos
generados por las operaciones de la PTAP es disminuir la actual afectación
que estos producen sobre el cuerpo receptor en el que son vertidos, el
diseño planteado para el tratamiento de los lodos en la PTAP de Madrid
disminuiría en un 100% la cantidad de aguas lodosas que son vertidas al río
Subachoque, esto contribuiría con la mejora o por lo menos el mantenimiento
de la calidad del agua del río ya que la captación de agua del cuerpo
superficial no reflejaría ningún tipo de impacto sobre el mismo. Sin embargo
se debe tener en cuenta que la PTAP no es la única actividad que genera
descargas sobre el río y que para realizar una recuperación de la calidad del
mismo, se deben implementar medidas adicionales sobre este aguas arriba
de la PTAP.
11.4.3.2 Mejoras Sociales:
La PTAP de Madrid se encuentra ubicada en el centro del municipio muy
cerca a la plaza central, debido esta ubicación sus actividades tienen un
impacto directo sobre el medio que las rodea que para el caso específico de
Madrid se trata de la población urbana, al mitigar los impactos generados por
las actividades, los posibles receptores de dichos impactos disminuirían
también la exposición a estos y mejoraría su calidad de vida, como se aclara
en el punto anterior se conoce de antemano que la PTAP no es la única
actividad que realiza actividades que impactan el cuerpo de agua, sin

106
embargo es el inicio de una serie de acciones que brinden pautas para
establecer mejores prácticas.
11.4.3.3 Recuperación Edafológica de Suelos Erosionados:
Como se indica en el capítulo 10 el uso final del lodo más apropiado según
las características del mismo, es la recuperación de suelos erosionados
debido a su alto contenido de nutrientes, esta actividad contribuye a la
mejora de los suelos del municipio incrementando la belleza paisajística de la
zona, lo que también se verá reflejado en la calidad de vida de sus
habitantes.
11.4.3.4 Disposición de residuos:
Por medio del tratamiento de los lodos se está separando de forma
adecuada un porcentaje de agua que se puede recircular al proceso de
potabilización tal y como se indicó anteriormente y otro porcentaje de lodos
los cuales tienen como fin principal ser utilizados en la recuperación
edafológica de suelos erosionados, sin embargo y en el caso que el lodo final
no tuviese una buena aceptación para esta actividad, como medida final este
podría ser utilizado en un relleno sanitario lo que garantizaría como mínimo
que al lodo se le está brindando la disposición final apropiada y que este no
generara impactos adicionales.
Con el fin de facilitar el uso de la presente metodología, el Anexo M incluye
una Guía Rápida Para El Uso de la Metodología.

107
12 CONCLUSIONES.
Dentro del levantamiento de información realizado en la E.A.A.A.M. se
identificó que el tratamiento de la PTAP es de tipo convencional y que los
procesos de potabilización que la componen son aireación, floculación,
sedimentación, filtración y desinfección; haciendo especial énfasis en los
procesos de sedimentación, floculación y filtración; de gran interés para el
desarrollo del proyecto.
La degradación del principal suministro de agua de la PTAP generó
problemas en el tratamiento de potabilización del municipio de Madrid, lo que
trajo consigo la improvisación en el área técnica de la planta disminuyendo
drásticamente su eficiencia y obligando a buscar nuevas alternativas de
suministro como los pozos profundos y la línea de tubería de la empresa de
acueducto de Bogotá, una de las principales fallas que se identifico es la que
se presenta en la etapa de mezcla rápida ya que debido a la ineficiencia en
el resalto hidráulico, no existe garantía en la homogenización de la mezcla
del coagulante, lo que se traduce en desperdicio de insumos y el aumento de
costos en la operación de la PTAP.
Se identificó que los procesos que al interior del sistema de potabilización de
la PTAP de Madrid que promueven la producción de los lodos son la
sedimentación, la floculación y la filtración; con especial importancia en el
proceso de sedimentación del agua cruda ya que favorece la generación de
sedimentos debido a la adición de coagulantes y floculantes, los principales
compuestos de los lodos son los sulfatos y el aluminio, adicional a esto las
características de la fuente superficial de abastecimiento de la planta posee
un alto contenido de nutrientes tales como fósforo y nitrógeno provenientes

108
de los agroquímicos utilizados para los cultivos aledaños al río Subachoque
aguas arriba de la planta de tratamiento de agua potable de la E.A.A.A.M.
Los criterios a tener en cuenta y con los cuales se estableció el diseño para
el tratamiento de lodos fueron los normativos tales como el RAS y las
condiciones técnicas; el caudal máximo actual de agua tratado el cual es de
98 l/s y por medio del cual se generan 31 m3
/d o 967 t/mes de lodos; la
caracterización del lodo de purgas de sedimentación (de la PTAP) con la cual
se observó que el lodo no tiene las características de un residuo especial
(niveles mínimos o ausentes de metales pesados) de acuerdo a la
comparación con la actual legislación, que tiene valor como fertilizante de
suelos debido a la baja presencia de materia orgánica y otros nutrientes,
pero el cual requiere adecuación para su aplicación en los mismos, esto
debido a que es un lodo formado por las características propias del agua
cruda y por el coagulante aplicado, que para el caso es sulfato de aluminio.
Las alternativas seleccionadas para el tratamiento de los lodos fueron la
ecualización de los desagües de los procesos de sedimentación y filtración
de la planta, posterior a esto la concentración o espesamiento del lodo en un
tanque espesador lo que facilitará la posterior deshidratación de los lodos por
medio de un filtro prensa de placas; Estas alternativas fueron determinadas
con base en los criterios económicos y ambientales para el uso y/o
aprovechamiento del lodo y el espacio disponible para la ejecución del
proyecto.
Dentro de las alternativas para uso o disposición final de los lodos
propuestas en el proyecto se destacan la recuperación de suelos, alimento
para animales, la fijación química, la fabricación de ladrillos aislantes, entre
otros y con base en el estudio se propuso como alternativa principal su uso
como abono para la recuperación de suelos erosionados.

109
La implementación del sistema para el tratamiento de los lodos producto de
las operaciones del tratamiento de agua en la PTAP de la E.A.A.A.M. tiene
un costo estimado de $ 49,456,474.00 COP, el cual es un valor alto basado
en los bajos presupuestos que manejan en torno al tema de mejoras y
producción más limpia este tipo de sitios, sin embargo dicha inversión podrá
verse recompensada a largo plazo ya que la disminución en el impacto sobre
la fuente hídrica puede ser cuantificada.
A través del desarrollo del presente proyecto se planteó un modelo
metodológico que servirá como guía a sitios con características geográficas y
demográficas similares a las del Municipio de Madrid como los ubicados en la
Sabana de Bogotá, por medio del cual se pondrá a disposición de estos
municipios las herramientas y los conceptos básicos para la toma de
decisiones a la hora de seleccionar una alternativa para el tratamiento de los
lodos producto de los procesos de potabilización de las PTAPs, esto
teniendo en cuenta los aspectos relevantes de carácter técnico, económico y
socio ambiental. El modelo planteado maneja un sistema sencillo que
permite a través de un flujograma identificar los pasos principales para el
desarrollo de la metodología.
Los beneficios técnicos del proyecto se verán reflejados en la recuperación
del agua por medio de la recirculación, el cumplimiento legal por parte de la
PTAP con la legislación colombiana y la posible recuperación de un
porcentaje de coagulante por medio de los lodos tratados.
Los beneficios económicos indican que desarrollar el tratamiento de lodos en
la PTAP de Madrid recuperaría la inversión en el mediano plazo, ya que
seguir realizando la operación como actualmente se hace expone al sitio a
sanciones que superarían los 5000 salarios mínimos mensuales legales

110
vigentes, adicional a esto se tiene el pago mensual de las tasas retributivas
producto del vertimiento puntual que se realiza en el río Subachoque, la
disminución de costos por la recirculación del agua, la posibilidad de obtener
ganancias a través de la venta del lodo para uso en suelos erosionados y la
recuperación de un insumo como lo es el sulfato de aluminio utilizado como
coagulante en el proceso de potabilización.
Los beneficios socio-ambientales incluyen el manejo de los residuos
semisólidos (en este caso lodos) con un doble propósito, el primero usar los
lodos en procesos de recuperación edafológica y el segundo realizar la
gestión integral de los residuos lo que se reflejaría en la mitigación del
impacto de la operación de potabilización en el río Subachoque aguas abajo,
la recuperación de suelos erosionados de la zona y la mejora en la calidad
de vida de los habitantes del municipio de Madrid, Cundinamarca.

111
13 RECOMENDACIONES.
Con el fin de mejorar las características y condiciones actuales del principal
cuerpo de agua del municipio de Madrid el río Subachoque, se recomienda
encaminar programas dirigidos a la comunidad, en acompañamiento de las
industrias ubicadas en la zona. Lo que permitirá mejorar el entorno para su
aprovechamiento cultural y recreacional, lo que se traduciría en la mejora de
la calidad del cuerpo de agua superficial que alimenta la PTAP de Madrid
facilitando el tratamiento de agua potable para suministro de la población.
Es de gran importancia que las empresas del sector público y el privado
fomenten el desarrollo de investigaciones relacionadas al manejo de sub-
productos generados por las diferentes actividades humanas, ya que esto
permitiría mejorar nuestra calidad de vida y mitigaría la degradación de los
componentes como el suelo, el aire o el agua.
Para garantizar un mejor rendimiento en las operaciones del sistema de
tratamiento de la PTAP de Madrid, se recomienda identificar puntos críticos
como el resalto hidráulico para rediseñarlos de acuerdo a las actuales
condiciones y las características físico-químicas presentes en el agua cruda,
esto con el fin de optimizar los insumos, la eficiencia en el tratamiento y
minimizar la producción de residuos.
Se debe gestionar con la alcaldía del municipio de Madrid la aprobación del
proyecto a fin de dar cumplimiento en forma pronta con las exigencias de los
entes gubernamentales sobre la disposición final de los lodos residuales del
proceso de potabilización de agua en la plata de tratamiento de agua
potable, lo cual puede logra contener dos problemáticas el suministro de

112
agua a la población de Madrid y los altos costos por la venta de agua en
bloque por parte de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.
Una vez se implementa el sistema de tratamiento propuesto, se recomienda
realizar análisis fisicoquímicos y microbiológicos en el agua sobrenadante
obtenida, para poder así determinar su calidad en comparación con el agua
cruda; ya que un punto importante en la realización del proyecto es poder
devolver el agua sobrenadante al inicio del proceso de potabilización, sin que
se vean alteradas las propiedades iníciales de la misma, para así
incrementar las buenas practicas dentro de la PTAP y garantizar la mayor
eficiencia en el tratamiento seleccionado.
Se recomienda realizar estudios en conjunto con los floricultores con el fin de
establecer si los lodos recuperados a través del sistema de tratamiento en la
PTAP pueden llegar a ser útiles en alguna de las etapas de producción de
flores, ya que esto permitiría obtener un beneficio económico a la PTAP.
Debido a que las características del lodo proveniente de la potabilización del
agua pueden variar constantemente, se recomienda realizar ensayos de
jarras para garantizar el buen funcionamiento del tratamiento de lodos y las
características del agua a recircular. Adicional se recomienda obtener
asesoría por parte de un proveedor con relación a la dosificación del
polímero con el fin de mantener la operación lo más eficiente posible.
Se recomienda incluir la metodología en un plan de acción que permita
difundirla a través de los diferentes municipios con características similares a
las de Madrid, Cundinamarca, capacitando a las empresas de suministro de
agua potable con el fin de brindarles niveles técnicos básicos de
conocimiento que les permitan evaluar los posibles tratamientos en sus
PTAP´s y que les ayuden en el momento de la toma de decisiones.

113
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ANEXO A
Boletín Censo General 2005

B
BO
OL
LE
ET
TÍ
ÍN
N
13/09/2010
1 de 6
Censo General 2005
Perfil MADRID CUNDINAMARCA
(*)El guión (--) significa que al 100% de las personas se
les aplicó esta pregunta por tanto no tiene Cve.
1. Módulo de Viviendas
Tipo de vivienda
69,9
24,6
5,5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Casa - Casa
indígena
Apartamento Cuarto - Otro
Porcentaje
El 69,9% de las viviendas de MADRID son casas.
Servicios con que cuenta la vivienda
98,9
85,5
94,1
55,8 53,1
0
20
40
60
80
100
120
Energía
Eléctrica
AlcantarilladoAcueducto Gas Natural Teléfono
Porcentaje
En MADRID el 98,9% de las viviendas tiene conexión a Energía
Eléctrica .
El 55,8% tiene conexión a Gas Natural .
2. Módulo de Hogares
Promedio de personas por hogar
3,7 3,6 3,8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Total Cabecera Resto
El Promedio de personas por hogar en MADRID es de 3,7.
Hogares Con actividad Económica
Con
actividad
económica
5,2%
Sin actividad
económica
94,8%
El 5,2% de los hogares tiene actividad económica en sus
viviendas.
Perfil Municipal
MADRID
Director Departamento
Héctor Maldonado
Gómez
Subdirector
Carlos Eduardo
Sepúlveda Rico
Director de Censos y
Demografía
Bernardo Guerrero
Lozano
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Viviendas, Hogares y Personas
Proyección
Área
Viviendas
Censo
Hogares
General
Personas
2005 Población
2010
Cabecera 8.074 14.343 53.181 60.727
Resto 2.187 2.140 8.418 9.317
Total 10.261 16.483 61.599 70.044
Personas en NBI (30 Junio 2010)
Área
Prop (%) Cve (%)
*
Cabecera 13,66 9,53
Resto 13,36 14,30
Total 13,62 8,48

B
BO
OL
LE
ET
TÍ
ÍN
N
13/09/2010
2 de 6
Censo General 2005
Hogares según número de personas
13,9
21,7
24,0
15,7
7,2
3,3
1,2 0,6 0,6
12,0
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y
más
Número de personas
Aproximadamente el 71,6% de los hogares de MADRID
tiene 4 o menos personas.
Personas viviendo en el exterior
0,4
0,0
2,1
4,3
8,6
22,3
3,9
12,9
1,7
0,9
27,9
15,0
0 5 10 15 20 25 30
Australia
Bolivia
Canadá
CostaRica
Ecuador
España
México
OtroPaís
Panamá
Perú
USA
Venezuela
Se evidencia:
Del total de hogares el 0,9% tiene experiencia emigratoria
internacional.
Del total de personas de estos hogares, residentes de
forma permanente en el exterior el 27,9% está en USA, el
22,3% en España y el 15,0% en Venezuela.
3. Módulo de Personas
Población por sexo
49,8
50,2
Mujeres
Hombres
Del total de la población de MADRID el 49,8% son hombres y el
50,2% mujeres.
Estructura de la población por sexo y grupos de edad
12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12%
00-04
05-09
10-14
15-19
20-24
25-29
30-34
35-39
40-44
45-49
50-54
55-59
60-64
65-69
70-74
75-79
80 y +
Hombres Mujeres
Pertenencia étnica
0,1
0,0 0,0 0,0
0,6
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Indígena
Rom
Raizal
Palenquero
Negro,
mulato,
afrocolombiano
o
afrodescendiente
Porcentaje
El 0,6% de la población residente en MADRID se auto reconoce
como Negro, mulato, afrocolombiano o
afrodescendiente.
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MADRID
Héctor Maldonado
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ÍN
N
13/09/2010
3 de 6
Censo General 2005
Tasa de Analfabetismo, población de 5 años y más y
15 años y más, cabecera resto
4,5
6,1
4,7
2,9
4,9
3,2
0
1
2
3
4
5
6
7
Cabecera Resto Total
Porcentaje
Analfabetismo 5
años y más
Analfabetismo 15
años y más
El 4,7% de la población de 5 años y más y el 3,2% de 15
años y más de MADRID no sabe leer y escribir.
Asistencia escolar, población de 3 a 24 años
64,1
60,8
63,7
59
60
61
62
63
64
65
Porcentaje
El 64,1% de la población en cabecera de 3 a 24 años
asiste a un establecimiento educativo formal.
Nivel educativo
5,3
38,8
35,3
4,7
0,1
9,5
6,5
0 10 20 30 40 50
Preescolar
Básica primaria
Secundaria
Media técnica
Normalista
Superior y postgrado
Ninguna
Porcentaje
El 38,8% de la población residente en MADRID, ha
alcanzado el nivel básica primaria; el 35,3% ha alcanzado
secundaria y el 9,5% el nivel superior y postgrado. La
población residente sin ningún nivel educativo es el 6,5%.
Estado conyugal 10 años y más
22,8
3,3
6,0
2,9
43,2
21,8
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
No casado,
lleva 2 o +
años viviendo
pareja
No casado y
lleva - de 2
años viviendo
pareja
Separado(a),
Divorciado(a)
Viudo(a) Soltero(a) Casado(a)
Porcentaje
El 43,2% de las personas de 10 años y más de MADRID tienen estado
conyugal Soltero(a) y el 26,2% UniónLibre.
Prevalencia de limitaciones permanentes por sexo
4,8
6,4
5,0
5,3
7,3
5,5
0
2
4
6
8
Porcentaje
Personas con limitaciones permanentes (%) hombres
Personas con limitaciones permanentes (%) mujeres
El 5,5% de las mujeres y el 5,0% de los hombres presenta alguna
limitación permanente.
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Gómez
Subdirector
Dr. Carlos Eduardo
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Guerrero Lozano
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N
13/09/2010
4 de 6
Censo General 2005
Prevalencia de limitaciones permanentes por
grupos de edad y sexo.
0 10 20 30 40 50 60
00-04
05-09
10-14
15-19
20-24
25-29
30-34
35-39
40-44
45-49
50-54
55-59
60-64
65-69
70-74
75-79
80 y +
Mujeres
Hombres
Las limitaciones permanentes aumentan con la edad. El
60% de la población en esta condición se presenta a partir
de los 40 años.
Distribución de la población según lugar de
nacimiento
31,0 27,5 30,5
69,0 72,4 69,4
0,1 0,1 0,1
0
20
40
60
80
Porcentaje
Este municipio Otro municipio Otro país
El 69,5% de la población de MADRID nació en otro
municipio o en otro país.
Residencia de 5 años antes (Población de 5 años y más)
82,6
17,4
0,1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Este municipio Otro municipio Otro país
P
o
rc
e
n
ta
je
El 17,4% de la población de 5 años y más que reside actualmente en
este municipio procede de otro municipio y el 0,1 % de otro país.
Causa cambio de residencia durante los últimos cinco años
15,3
0,7
2,0
3,9
1,7
44,3
32,1
0 10 20 30 40 50
Dificultad conseguir trabajo
Riesgo de desastre natural
Amenaza para su vida
Necesidad de educación
Motivos de salud
Razones familiares
Otra razón
Porcentaje
El 15,3% de la población de MADRID que cambió de residencia en los
últimos cinco años, lo hizo por Dificultad para conseguir trabajo; el
44,3% lo hizo por Razones familiares; el 32,1% por Otra razón y el
2,0% por Amenaza para su vida.
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N
13/09/2010
5 de 6
Censo General 2005
4. Módulo de Económicas
Establecimientos según actividad económica
7,8
55,3
33,2
3,7
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
Industria Comercio Servicios Otras
actividades
Porcentaje
El 7,8% de los establecimientos se dedica a la industria; el
55,3% a comercio; el 33,2% a servicios y el 3,7% a otra
actividad.
Establecimientos según escala de personas
ocupadas el mes anterior al censo
3,3 1,1 1,5
94,1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 a 10 11 a 50 51 a 200 201 o más
Porcentaje
El 94,1% de los establecimientos ocupó entre 1 y 10
empleados el mes anterior al censo.
Establecimientos según escala de personal por actividad
económica
7,6
59,2
33,3
-
10,0
30,0
60,0
-
21,7
60,9
17,4
-
9,1
75,8
15,2
-
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Industria
Comercio
Servicios
Otras actividades
Industria
Comercio
Servicios
Otras actividades
Industria
Comercio
Servicios
Otras actividades
Industria
Comercio
Servicios
Otras actividades
0
a
1
0
1
1
a
5
0
5
1
a
2
0
0
2
0
1
o
m
á
s
En los establecimientos del grupo con 0-10 empleados, el Comercio
(59,2%) es la actividad más frecuente y en el grupo de 11 a 50
empleados la actividad Servicios representa el 60,0%.
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ÍN
N
13/09/2010
6 de 6
Censo General 2005
GLOSARIO
NBI: índice tradicionalmente utilizado en el
país para el análisis de la pobreza a nivel
regional. En concreto, el índice NBI es una
medida de incidencia de la pobreza: dice
cuántos pobres hay. Según esta
metodología, se definen como pobres
todas las personas que habitan en
vivienda con una o más de las siguientes
características:
i. Viviendas inadecuadas para habitación
humana en razón de los materiales de
construcción utilizados.
ii. Viviendas con hacinamiento crítico.
(Más de tres personas por cuarto de
habitación).
iii. Vivienda sin acueducto o sanitario
iv. Viviendas con alta dependencia
económica (más de tres personas por
miembro ocupado) y el jefe hubiera
aprobado como máximo dos años de
educación primaria.
v. Viviendas con niños entre 6 y 12 años
que no asistieran a la escuela.
Coeficiente de variación estimado (Cve):
Es la forma de medir la calidad de la
estimación obtenida a partir de una
muestra probabilística.
Municipio: de acuerdo con el Artículo 311
de la actual Constitución Política de
Colombia y la Ley 136 de Junio 2 de 1994,
es la entidad territorial fundamental de la
división político-administrativa del Estado,
con autonomía política, fiscal y
administrativa dentro de los límites que le
señalen la Constitución y las leyes de la
República.
Cabecera municipal: delimitación geográfica
definida por el DANE para fines estadísticos,
alusiva al área geográfica delimitada por el
perímetro censal. A su interior se localiza la sede
administrativa del municipio, es decir la Alcaldía.
Resto del municipio: delimitación geográfica
definida por el DANE para fines estadísticos,
alusiva al área geográfica comprendida entre el
Perímetro Censal y el Límite Municipal definido por
Ordenanza de la Asamblea Departamental.
Personas con limitaciones: son aquellas que como
consecuencia de problemas en su cuerpo o sus
funciones corporales, presentan dificultades en el
momento de realizar sus actividades cotidianas en
el hogar, la escuela, el trabajo, al practicar un
deporte, etc.
Nivel educativo: se refiere al grado de escolaridad
más alto al cual ha llegado la persona de
acuerdo con los niveles del sistema educativo
formal: preescolar, básica en sus niveles de
primaria, secundaria, media y superior.
Pertenencia étnica: En Colombia las personas se
pueden identificar como pertenecientes a uno de
los grupos étnicos reconocidos legalmente
(indígenas, ROM o gitanos, raizales del
Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa
Catalina, palenqueros de San Basilio y
afrocolombianos). El criterio empleado en el
Censo General 2005 para captar la pertenencia
étnica de las personas es el auto reconocimiento
por sus costumbres o tradiciones o por sus rasgos
físicos.
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ANEXO B
Reporte Inicial Visita de Campo

Septiembre 5 de 2012
ACTA DE VISITA DE CAMPO
El día miércoles 5 de septiembre de 2012 se realizo una visita a las instalaciones
de la planta de agua potable (PTAP) de la E.A.A.A.M.E.S.P por parte del Ingeniero
Ernesto Torres Quintero (Docente de la Universidad Libre y director del proyecto) y
el estudiante Nicolas Rodríguez Torres (Elaborador del proyecto de grado), con el
fin de identificar y corroborar el alcance y el diseño de la propuesta desarrollada
para establecer la metodología para el tratamiento de lodos utilizando como caso
piloto la PTAP del municipio de Madrid, Cundinamarca.
Vista General de la PTAP
La visita autorizada por el Gerente de la Empresa de Acueducto el Sr. Jorge Ortiz,
vigilada por la Ingeniera Maria Jose Pinzón y atendida por El Sr. German Gómez
quien actualmente trabaja como analista de laboratorio y quien cuenta con mas de
20 años de experiencia y conocimiento del funcionamiento del sitio.

Pozos de abastecimiento
Punto de mezcla

Floculador y sedimentador.
Filtros de taza alta.
La información suministrada por el Sr. Gómez es utilizada en el capitulo 7 del
proyecto de grado “Propuesta Metodológica para El Tratamiento de Lodos
Provenientes de Plantas de Potabilización en La Sabana de Bogotá” junto con el
registro fotográfico tomado en campo como información de línea base para el
desarrollo del mismo.

ANEXO C
Datos Iníciales de Operación de la Planta

ANEXO D
Esquema Sistema de Potabilización PTAP Madrid

A CAPTACIÓN DE
AGUA
AIREACIÓN
Esquema Sistema de Potabilización PTAP Madrid Cundinamarca
MEZCLA RÁPIDA
FLOCULACIÓN
SEDIMENTACIÓN
FILTRACIÓN
DESINFECCIÓN
GRAVEDAD
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
E

ANEXO E
Procedimientos de la E.A.A.A.M.

ANEXO F
Ensayo de Jarras por Caudal Tratado

ENSAYO DE JARRAS
13,00
0,020 13,50
0,026 13,20
0,022 13,10
2,88E-06 1,94E-03
57.2 L/s
0,020 13,00
0,020 13,00
0,017 12,70
0,021 12,90
0,020
9
10
2,41E-03 2,21E-01
0,020 13,00
0,020 13,10
0,020 13,03
5
6
7
8
Promedio
Mediana
Moda
Desviacion estándar
Altura agua en la jarra
(cm)
0,020 13,00
0,018 12,80
Espesor de la capa de
lodos (cm)
Caudal agua tratada
Prueba Nº
1
2
7,60
4,942.08 m
3
/día
2,88E-06
2,59E-06 1,84E-03 6,95
7,32
4
Volumen de lodos en la
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
Volumen diario de lodos
(m3
)
3,74E-06 1,90E-03 9,73
1,87E-03
3
3,17E-06 1,89E-03 8,30
2,45E-06 1,83E-03 6,62
3,02E-06 1,86E-03 8,05
2,88E-06 1,87E-03 7,60
7,60
2,88E-06 1,89E-03 7,55
2,88E-06 1,87E-03
Caudal agua tratada 80 L/s 6,912.00 m3
/día
Prueba Nº
lodos (cm)
(cm)
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
(m3
)
2,94E-06 1,88E-03 7,73
2,88E-06 1,87E-03 7,60
7,60
3,47E-07 3,19E-05 8,53E-01
4,32E-06 1,73E-03
2,88E-06 1,87E-03
17,28
2 0,029 12,50 4,18E-06 1,80E-03 16,04
1 0,030 12,00
0,031 12,60 4,46E-06 1,81E-03
4,32E-06 1,74E-03
17,01
4 0,030 12,10 4,32E-06 1,74E-03 17,14
3
17,14
6 0,032 12,30 4,61E-06 1,77E-03 17,98
5 0,030 12,10
0,033 12,10 4,75E-06 1,74E-03
3,74E-06 1,73E-03
18,85
8 0,028 11,80 4,03E-06 1,70E-03 16,40
7
14,98
10 0,029 12,10 4,18E-06 1,74E-03 16,57
9 0,026 12,00
0,030 12,16 4,29E-06 1,75E-03
4,32E-06 1,74E-03
16,94
Mediana 0,030 12,10 4,32E-06 1,74E-03 17,07
Promedio
17,14
Desviacion estándar 1,99E-03 2,41E-01 2,86E-07 3,47E-05 1,06E+00
Moda 0,030 12,10

ENSAYO DE JARRAS
1,94E-03 17,28
Moda 0,030 13,50 4,32E-06
1,95E-03
4,29E-06 17,15
Mediana 0,030 13,50 4,32E-06 1,94E-03 17,28
Promedio 0,030 13,52
1,97E-03 16,46
9 0,026
10 0,029 13,70 4,18E-06
13,70 3,74E-06
1,94E-03 19,01
1,97E-03 15,89
1,97E-03 14,76
8 0,028 13,70 4,03E-06
7 0,033 13,50 4,75E-06
1,93E-03 18,57
5 0,030
6 0,032 13,40 4,61E-06
13,50 4,32E-06
1,94E-03 17,86
1,92E-03 17,54
1,94E-03 17,28
4 0,030 13,30 4,32E-06
3 0,031 13,50 4,46E-06
1,94E-03 17,28
2 0,029 13,40 4,18E-06 1,93E-03 16,83
1 0,030 13,50 4,32E-06
/día
Prueba Nº
lodos (cm)
(cm)
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
(m3
)
1,93E-03 16,32
Moda 0,030 13,40 4,32E-06
1,92E-03
4,29E-06 16,64
Mediana 0,030 13,35 4,32E-06 1,92E-03 16,57
1,90E-03 16,32
9 0,028
10 0,029 13,20 4,18E-06
13,40 4,03E-06
1,93E-03 17,74
1,92E-03 14,53
1,93E-03 15,53
8 0,026 13,30 3,74E-06
7 0,032 13,40 4,61E-06
1,93E-03 18,30
5 0,030
6 0,033 13,40 4,75E-06
13,50 4,32E-06
1,90E-03 16,32
1,87E-03 17,15
1,94E-03 16,51
4 0,030 13,00 4,32E-06
3 0,029 13,20 4,18E-06
1,93E-03 16,64
2 0,031 13,30 4,46E-06 1,92E-03 17,32
1 0,030 13,40 4,32E-06
Caudal agua tratada 86 L/s 7,430.40 m
3
/día
Prueba Nº
lodos (cm)
(cm)
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
(m3
)

ENSAYO DE JARRAS
2,04E-05 5,17E-01
Moda 0,050
Desviacion estándar 1,25E-03 1,42E-01 1,80E-07
13,60 7,20E-06
1,95E-03 31,01
1,96E-03 31,05
1,96E-03 31,13
Mediana 0,050 13,60 7,20E-06
Promedio 0,050 13,57 7,16E-06
1,97E-03 30,90
9 0,049
10 0,050 13,70 7,20E-06
13,60 7,06E-06
1,93E-03 30,33
1,96E-03 31,13
1,96E-03 30,51
8 0,050 13,60 7,20E-06
7 0,048 13,40 6,91E-06
1,93E-03 30,33
5 0,049
6 0,048 13,40 6,91E-06
13,40 7,06E-06
1,94E-03 31,36
1,99E-03 31,91
1,93E-03 30,96
4 0,052 13,80 7,49E-06
3 0,050 13,50 7,20E-06
1,97E-03 31,52
2 0,050 13,60 7,20E-06 1,96E-03 31,13
1 0,051 13,70 7,34E-06
/día
Prueba Nº
lodos (cm)
(cm)
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
(m3
)
1,97E-03 24,22
Desviacion estándar 1,69E-03 1,06E-01 2,43E-07 1,53E-05 8,57E-01
Moda 0,040 13,70 5,76E-06
1,97E-03
5,79E-06 24,39
Mediana 0,040 13,70 5,76E-06 1,97E-03 24,22
1,97E-03 24,82
9 0,040
10 0,041 13,70 5,90E-06
13,70 5,76E-06
1,99E-03 25,84
1,94E-03 22,73
1,97E-03 24,22
8 0,037 13,50 5,33E-06
7 0,043 13,80 6,19E-06
1,99E-03 25,24
5 0,039
6 0,042 13,80 6,05E-06
13,50 5,62E-06
1,97E-03 24,22
1,97E-03 24,82
1,94E-03 23,96
4 0,041 13,70 5,90E-06
3 0,040 13,70 5,76E-06
1,96E-03 23,79
2 0,040 13,70 5,76E-06 1,97E-03 24,22
1 0,039 13,60 5,62E-06
Caudal agua tratada 96 L/s 8,294.40 m
3
/día
Prueba Nº
lodos (cm)
(cm)
jarra (m3
)
Volumen de la jarra
(m3
)
(m3
)

ANEXO G
Cálculo de Densidad con Picnómetro

CALCULO DE DENSIDAD CON PICNÓMETRO
1032,80
Desviacion estándar 1,17E-02 3,37E-02 1,54E-03 1,54E+00
Moda 20,30 46,12 1,033
1033,60
Mediana 20,30 46,14 1,033 1033,40
Promedio 20,30 46,14 1,034
1032,40
10 20,28 46,15 1,035 1034,80
9 20,32 46,13 1,032
1034,00
8 20,30 46,12 1,033 1032,80
7 20,30 46,15 1,034
1036,00
6 20,31 46,12 1,032 1032,40
5 20,30 46,20 1,036
1031,20
4 20,30 46,15 1,034 1034,00
3 20,32 46,10 1,031
1032,80
2 20,31 46,20 1,036 1035,60
1 20,30 46,12 1,033
Caudal agua tratada 57.2 L/s 4,942.08 m3
/día
Prueba Nº
Masa picnómetro vacio
(g)
Masa picnómetro con
lodo (g)
Densidad
(g/ml)
Densidad
(Kg/m
3
)
/día
Prueba Nº
(g)
lodo (g)
Densidad
(g/ml)
Densidad
(Kg/m
3
)
1035,20
1 20,31 46,17 1,034 1034,40
2 20,32 46,20 1,035
1034,00
3 20,30 46,14 1,034 1033,60
4 20,30 46,15 1,034
1034,80
5 20,31 46,18 1,035 1034,80
6 20,32 46,19 1,035
1033,60
7 20,33 46,20 1,035 1034,80
8 20,30 46,14 1,034
1034,00
9 20,30 46,18 1,035 1035,20
10 20,29 46,14 1,034
1034,60
Promedio 20,31 46,17 1,034 1034,44
Mediana 20,31 46,18 1,035
6,10E-01
Moda 20,30 46,14 1,034 1033,60
/día
Prueba Nº
(g)
lodo (g)
Densidad
(g/ml)
Densidad
(Kg/m
3
)
1036,80
1 20,31 46,26 1,038 1038,00
2 20,32 46,24 1,037
1038,40
3 20,30 46,25 1,038 1038,00
4 20,29 46,25 1,038
1038,00
5 20,29 46,24 1,038 1038,00
6 20,30 46,25 1,038
1036,80
7 20,31 46,25 1,038 1037,60
8 20,32 46,24 1,037
1038,40
9 20,31 46,24 1,037 1037,20
10 20,29 46,25 1,038
1038,00
Promedio 20,30 46,25 1,038 1037,72
Mediana 20,31 46,25 1,038
5,98E-01
Moda 20,31 46,25 1,038 1038,00

CALCULO DE DENSIDAD CON PICNÓMETRO
/día
Prueba Nº
(g)
lodo (g)
Densidad
(g/ml)
Densidad
(Kg/m
3
)
1035,60
1 20,32 46,19 1,035 1034,80
2 20,31 46,20 1,036
1034,00
3 20,30 46,21 1,036 1036,40
4 20,33 46,18 1,034
1034,80
5 20,32 46,18 1,034 1034,40
6 20,32 46,19 1,035
1035,20
7 20,32 46,18 1,034 1034,40
8 20,31 46,19 1,035
1034,80
9 20,30 46,21 1,036 1036,40
10 20,33 46,20 1,035
1034,80
Promedio 20,32 46,19 1,035 1035,08
Mediana 20,32 46,19 1,035
8,23E-01
Moda 20,32 46,19 1,035 1034,80
/día
Prueba Nº Masa picnómetro vacio Masa picnómetro con Densidad Densidad
1034,40
1 20,32 46,14 1,033 1032,80
2 20,31 46,17 1,034
1034,40
3 20,30 46,19 1,036 1035,60
4 20,32 46,18 1,034
1034,00
5 20,33 46,19 1,034 1034,40
6 20,34 46,19 1,034
1034,40
7 20,32 46,18 1,034 1034,40
8 20,32 46,18 1,034
1034,40
9 20,32 46,17 1,034 1034,00
10 20,30 46,16 1,034
1034,40
Promedio 20,32 46,18 1,034 1034,28
Mediana 20,32 46,18 1,034
6,81E-01
Moda 20,32 46,19 1,034 1034,40
/día
Prueba Nº
(g)
lodo (g)
Densidad
(g/ml)
Densidad
(Kg/m
3
)
1039,20
1 20,32 46,32 1,040 1040,00
2 20,33 46,31 1,039
1040,00
3 20,31 46,30 1,040 1039,60
4 20,30 46,30 1,040
1040,00
5 20,31 46,32 1,040 1040,40
6 20,32 46,32 1,040
1039,60
7 20,32 46,30 1,039 1039,20
8 20,33 46,32 1,040
1039,20
9 20,30 46,30 1,040 1040,00
10 20,32 46,30 1,039
1039,80
Promedio 20,32 46,31 1,040 1039,72
Mediana 20,32 46,31 1,040
4,24E-01
Moda 20,32 46,30 1,040 1040,00

ANEXO H
Resultados Analíticos

ANEXO I
Relaciones Hidráulicas para Tuberías Parcialmente
Llenas

ANEXO J
Diseños Básicos de Sistema de Tratamiento de
Lodos

ANEXO K
Diagrama de Flujo Metodología

INICIO
Diseño básico
lodos en PTAP
Fase I
Línea Base
Datos
(Bibliografía,
Entrevistas)
Información
Necesaria
Si
No
Fase II
Cálculos y Diseño
Datos
Específicos
de la PTAP
Información
Necesaria
Si
No
Fase III
Disposición
Datos
Características
de los lodos
Información
Necesaria
para costos
Si
No
FIN
Estimación de
Costos
Metodología para el Diseño de Sistemas de Tratamiento de Lodos en PTAP´
´
´
´s

ANEXO L
Proyección por Pago de Tasas Retributivas

N° MES CANTIDAD (kg) DBO Cantidad DBO $/kg Sub Total SST Cantidad SST $/kg Sub Total Total
1 Enero 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
2 Febrero 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
3 Marzo 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
4 Abril 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
5 Mayo 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
6 Junio 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
7 Julio 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
8 Agosto 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
9 Septiembre 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
10 Octubre 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
11 Noviembre 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
12 Diciembre 967000 9.8E-06 9.4766 116.26 1,101.7
$ 1.3E-03 1.3E+03 49.72 63,464.6
$ 64,566.35
$
TOTAL 774,796.16
$
Valor DBO $/Kg 116.26 Valor SST $/Kg 49.72
PROYECCIÓN POR PAGO TASAS RETRIBUTIVAS POR AÑO PTAP MADRID
Valores calculados en base a la información del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) de 2013

ANEXO M
Guía Rápida Para El Uso de la Metodología

Este anexo tiene como fin brindar las pautas generales de los pasos para el
uso de la metodología en el diseño de sistemas de tratamiento de lodos y
sirve como guia rápida para la ubicación de los contenidos en el proyecto
metodológico.
Como información vital para la aplicación de la metodología se debe ubicar el
sitio a estudiar, ya que la metodología se encuentra aplicada para sitios con
población menor a 100,000 habitantes de la sabana de Bogotá, esto con el
fin de que sean municipios con condiciones y características similares; y de
esta manera poder aprovechar el ejemplo desarrollado por medio del caso
piloto de la PTAP de Madrid Cundinamarca, para este tipo de información se
puede consultar los censos del DANE como se indica en el Anexo A del
presente documento.
El capítulo 6 del presente documento tiene contenido los antecedentes
internacionales y nacionales de las diferentes actividades desarrolladas para
buscar opciones al tratamiento de lodos provenientes de los procesos de
potabilización, también cuenta con un marco teórico y conceptual el cual
incluye la teoría base de los temas de potabilización y producción de lodos y
adicional a esto se incluye un marco normativo actualizado a diciembre de
2012, el cual contempla los lineamientos vigentes para el manejo de lodos
producidos por la potabilización del agua.
Al sitio se le procederá a realizar el primer paso de la metodología
identificado como fase I y el cual tiene como fin conocer las características
generales, fuentes de abastecimiento y procesos de potabilización teniendo
en cuenta las indicaciones del numeral 11.1 del presente documento.
El capítulo 7 muestra la información recolectada por los diferentes medios en
el caso piloto de la PTAP de Madrid y en este se indican los puntos de
captación de agua (aguas superficiales y aguas profundas), posterior a este
se encuentra la identificación de los procesos de potabilización llevados a

cabo en el sitio, un punto a tener en cuenta durante esta fase investigativa es
identificar los coagulantes utilizados en el proceso de floculación y las
cantidades utilizadas, ya que con base en esta información se podrá obtener
información para la toma de decisiones en próximos pasos, datos similares a
los encontrados en la tabla 7-2 y 7-3 del presente documento, se debe tener
especial énfasis en los procesos de producción de lodos residuales que para
la mayoría de casos se tratara de los procesos de floculación, sedimentación
y filtración.
Posterior a esto en el numeral 7.4 podemos encontrar los métodos para el
cálculo de la producción de lodos en base a la información recolectada, cabe
aclarar que existen varios métodos y que estos dependen de la información
disponible para los mismos, razón por la cual para nuestro caso piloto se
realizaron los cálculos tanto en forma teórica, como experimental y práctica;
lo anterior con el fin de brindar las herramientas necesarias en el caso que
algún sitio no disponga de la información necesaria para un cálculo en
específico, el cálculo teórico realizado para el caso piloto se puede observar
en las tablas 7-5 y 7-6 del presente documento; el cálculo por el método
experimental se puede observar en los cálculos de las páginas 41 a la 43; y
teniendo en cuenta la información de los Anexos F y G para lo cual se
obtuvieron los resultados de las tablas 7-7 y 7-8; por ultimo en la página 44 y
la tabla 7-9, se pueden observar los cálculos para el método práctico.
Continuando con la fase I se tiene en cuenta la caracterización de los lodos
producidos en la PTAP como lo indica el numeral 7.4.2, se debe recordar que
las muestras deben ser analizadas por un laboratorio autorizado por el
IDEAM con el fin de garantizar la calidad de los procesos de análisis y los
resultados de los mismos; con el fin de facilitar el manejo de la información
se puede resumir la información como se muestra en las tablas 7-10 y 7-11,
posterior a esto se compararan los resultados contra las normas vigentes en
materia de manejo de lodos residuales de procesos de potabilización con el

fin de identificar si el residuo generado se trata o no de un residuo peligroso
el cual por temas normativos debe dársele un tratamiento especial y debe ser
dispuesto por métodos y empresas autorizadas tal y como se indica en el
numeral 7.4.2.2.
Con base en la información secundaria obtenida con el paso anterior se
procede a analizarla con el fin de determinar las mejores opciones para el
diseño del sistema de tratamiento de lodos que se adapte a las necesidades
del sitio y los requerimientos del mismo.
Para lo cual se tendrá en cuenta lo contenido en el Capítulo 8 en el cual se
indican las diferentes alternativas a tener en cuenta para el tratamiento de
lodos, como se indica en el numeral 8.1 esta es una actividad que posee
cierto grado de complejidad debido a la naturaleza del lodo y su porcentaje
de humedad, con el fin de facilitar la toma de decisiones y teniendo en
cuenta las características de los lodos y de la PTAP se muestran la tabla 8-1
que compara los diferentes sistemas teniendo en cuenta su contenido de
agua, la tabla 8-2 que muestra las ventajas y desventajas de los sistemas de
deshidratación mecánicos y naturales, estas tablas brindaran criterios
iniciales básicos que pueden ir definiendo la alternativa a seleccionar para la
PTAP. Adicional a las anteriores el numeral 8.1.1 cuenta con la tabla 8-3 que
incluye una matriz cualitativa, la cual incluye a manera general las ventajas y
desventajas de las posibles alternativas para el tratamiento de lodos, y de
manera específica para la PTAP de Madrid la aplicabilidad y la viabilidad del
sistema.
Posterior a este matriz, el numeral 8.1.2 tiene en cuenta una matriz de
valoración la cual tiene en cuenta cuatro factores el costo, el
aprovechamiento del residuo, el factor socio-ambiental y la significancia del
volumen de producción a partir del residuo, la tabla 8-4 muestra la valoración

generada para la el caso piloto y explica el por qué se calificó de esta
manera.
Por último el numeral 8.1.3 indica la selección de alternativas, este numeral
es específico para la PTAP piloto ya que se desarrolla teniendo en cuenta las
características específicas del sitio.
Una vez establecidas las condiciones generales del sitio de estudio se
procede con el paso 2, identificado en la metodología como Fase II y el cual
tiene en cuenta los factores técnicos de la PTAP que sirve como caso de
estudio para la que se desarrollarán los cálculos y diseños de la alternativa
de tratamiento seleccionada. Para esto se tendrán en cuenta las indicaciones
del Capítulo 9.
Teniendo en cuenta el volumen máximo de lodos producidos (ver tabla 7-8)
se desarrollan los cálculos para las alternativas seleccionadas, el numeral
9.1 indica las características y las ecuaciones para el diseño de las
alternativas seleccionadas como se indica a continuación:
• numeral 9.1.1 Tanque ecualizador;
• numeral 9.1.2 Dosificación de polímero;
• numeral 9.1.3 Tanque espesador; y
• numeral 9.1.4 Filtro prensa.
Una vez estimados los cálculos y diseños, se procederá al paso 3,
identificado como Fase III y el cual selecciona el método más apropiado para
el uso final de los lodos producto del sistema de tratamiento y los cálculos de
los costos que implicaría la construcción de dichas alternativas.
Para la selección del método de uso o disposición final se tendrá en cuenta
la tabla 10-1 la cual referencia unos posibles métodos para el uso o la
disposición y la descripción de los mismos, teniendo una mayor claridad de
los métodos se procede a utilizar la tabla 10-2 la cual indica las ventajas y

desventajas de cada uno de los métodos antes mencionados teniendo en
cuenta los factores ambientales.
La tabla 10-3 brinda un ejemplo de los cálculos de los costos que implicaría
realizar el sistema de tratamiento de lodos para el sitio, teniendo en cuenta
los factores económicos.
Los anteriores pasos son implementados a lo largo del proyecto teniendo en
cuenta las características de la PTAP del municipio de Madrid
Cundinamarca.
El capítulo 11 indica los pasos a realizar a través de un diagrama de flujo, el
numeral 11.4 referencia las ventajas que ofrece la implementación de la
metodología teniendo en cuenta los factores técnicos, socio-ambientales y
económicos.

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