Lorena

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
La Universidad Católica de LojaLa Universidad Católica de LojaLa Universidad Católica de LojaLa Universidad Católica de Loja
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
“Estudio, diseño y selección de la tecnología adecuada
para tratamiento de aguas residuales domésticas para
poblaciones menores a 2000 habitantes en la ciudad de
Gonzanamá”
Tesis de Grado previo a la obtención del Título de
Ingeniero Civil
AUTORES:
LORENA ELIZABETH BERMEO CASTILLO
JORGE LUIS SANTÍN TORRES
DIRECTORA:
Ing. MÓNICA CISNEROS ABAD
2010

RESUMEN
1
ESTUDIO, DISEÑO Y SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA ADECUADA
PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS PARA
POBLACIONES MENORES A 2000 HABITANTES EN LA CIUDAD DE
GONZANAMÁ
Bermeo C. Lorena E., Santín T. Jorge L.
Escuela de Ingeniería Civil, Universidad Técnica Particular de Loja
e-mail: lebermeo@utpl.edu.ec; jlsantin@utpl.edu.ec
RREESSUUMMEENN
El presente artículo resumen los resultados que se han obtenido durante el desarrollo del
proyecto de tesis denominado Estudio, diseño y selección de la tecnología adecuada
para tratamiento de aguas residuales domésticas para poblaciones menores a 2000
habitantes en la ciudad de Gonzanamá.
Este proyecto tiene como objetivo primordial seleccionar un tratamiento de aguas
residuales para la ciudad de Gonzanamá, con énfasis en tratamientos naturales de
infiltración directa en el terreno o métodos acuáticos, como una alternativa sostenible y de
bajo coste para reducir la contaminación de los causes de agua dulce, garantizar la salud
de los habitantes y potenciar el rehusó del agua residual para riego. El contenido de la
presente tesis consta de: generalidades, caracterización de aguas residuales,
caracterización físico-química e hidráulica del suelo, estudio climatológico, selección de la
tecnología de tratamiento de aguas residuales, diseño de la planta de tratamiento
utilizando un humedal de flujo superficial y manual de operación y mantenimiento, estudio
de impacto ambiental, presupuesto, conclusiones y anexos.
IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN
El crecimiento de la población ha traído
consigo un problema de contaminación
ocasionado por el vertimiento de las
aguas residuales sin tratamiento. Por
tanto, es prioritario generar proyectos
para atenuar esta problemática,
garantizando la descontaminación
ambiental y la salud pública.
Actualmente existen numerosas
alternativas de tratamiento de aguas
residuales, sin embargo, la deficiente
operación y mantenimiento y su baja
adaptación al medio han ocasionado que
estas fracasen y sean abandonadas,
repercutiendo en grandes pérdidas para
los municipios, juntas parroquiales, etc.
Por tanto, los tratamiento de aguas
residuales por métodos naturales se
presenta como una opción sostenible
para las pequeñas y medianas
poblaciones dada su alta eficiencia,
bajos costos de operación y
mantenimiento, facilidad de
construcción, comparado con los
sistemas convencionales.
El presente trabajo contribuye de alguna
manera a reducir la contaminación por
aguas residuales mal tratadas en el

RESUMEN
2
cantón Gonzanamá, a través de la
búsqueda de una tecnología que sea
relativamente económica pero no menos
eficiente que los sistemas
convencionales, sin consumir las
grandes cantidades de energía de los
sistemas aeróbicos modernos y por ende
colaborando con la preservación del
medio ambiente sin afectar el
calentamiento global. Para este fin se
seleccionará y diseñará la tecnología
más adecuada utilizando sistemas
naturales, considerando un tratamiento
primario, previo al diseño propuesto, con
el fin de optimizar la remoción de
contaminantes.
OOBBJJEETTIIVVOO
Estudiar, seleccionar y diseñar un
tratamiento de aguas residuales basado
en alternativas naturales que se adapte
a las condiciones propias de la ciudad
de Gonzanamá, contribuyendo a la
disminución de la contaminación de los
cauces naturales y de enfermedades de
origen hídrico.
MMEETTOODDOOLLOOGGÍÍAA
El estudio se inició con la recopilación de
experiencias relacionadas con los
métodos naturales y el análisis de las
metodologías de selección de
tecnologías desarrolladas en el campo
del tratamiento de las aguas residuales
domésticas que se adapten para
poblaciones menores a 2000 habitantes.
Se ha realizado visitas técnicas para
recopilar información demográfica de la
ciudad, para la toma de muestras de
agua residual durante el período de
enero a noviembre de 2009, toma de
muestras para ensayos físico-químicos
del suelo y ensayos in-situ para
permeabilidad y determinación de la
profundidad del nivel freático. Así
también, a través del los resultados
obtenidos de los análisis en laboratorio
tanto de aguas como de suelos se ha
procedido a caracterizar el agua
residual, el suelo y climatología de la
zona.
De los estudios realizados se puedo
obtener la información para seleccionar
una tecnología natural de depuración en
base a las alternativas de infiltración
directa en el terreno o métodos
acuáticos que se adapte a las
condiciones de la ciudad de
Gonzanamá, para posteriormente
diseñar la planta de tratamiento.
EESSTTUUDDIIOOSS RREEAALLIIZZAADDOOSS
11.. Caracterización del agua
residual.- Este proceso ha
consistido en conocer la
composición físico-química y
bacteriológica del agua residual a
través de la toma de muestras en el
punto de la descarga del
alcantarillado sanitario, y su
respectivo análisis en laboratorio
con un total de seis muestreos de
enero a noviembre de 2009.
Además, conocer el volumen y
distribución estacional de los
vertidos.
2. Estudios climatológicos.- El
estudio de climatología consistió en
la determinación de los factores
como: precipitación media mensual,
temperatura media mensual,
velocidad del viento media mensual,
evapotranspiración media mensual y
balance hídrico, utilizando la base

RESUMEN
3
de datos de diferentes años de
registro de la estación climatológica
ordinaria Gonzanamá propiedad del
INAMHI.
3. Caracterización físico-química
e hidráulica del suelo.- El
estudio de suelo permite establecer
si el sitio escogido es apropiado o no
para implantar un sistema de
tratamiento natural de aguas
residuales. De esta forma se ha
iniciando con la toma de muestras
alteradas para el análisis en
laboratorio tanto de ensayos físicos
químicos e hidráulicos, logrando
establecer el tipo de suelo, su
textura, su composición de macro
nutrientes, micro nutrientes, materia
orgánica, capacidad de intercambio
catiónico y permeabilidad del suelo.
Además se han realizado pruebas in
situ para la determinación de la
capacidad de infiltración del suelo y
la profundidad del nivel freático.
4. Estudio socio-económico-
sanitario.- Consistió en la
aplicación de encuestas en la
zona de estudio, obteniéndose
resultados de, cobertura de servicios
básicos (agua potable,
alcantarillado, tipo de alcantarillado,
energía eléctrica, centro de salud),
actividades económicas de la
población, existencia de
microempresas, eliminación de
aguas, disposición de desechos
sólidos. Estos datos nos servirán
para conocer las costumbres de la
población con respecto al uso del
agua y corroborar que el origen del
agua residual de la ciudad es
característico de un agua doméstica,
sin contaminación de desechos
industriales.
5. Preselección de las
tecnología.- Los sistemas
naturales de depuración escogidas
como alternativas de tratamiento de
las aguas residuales para la ciudad
de Gonzanamá son las siguientes:
tratamientos sobre el terreno
(infiltración rápida IR, infiltración
lenta IL, escorrentía superficial ES) y
los métodos acuáticos (Humedales
de flujo superficial HFL, humedales
de flujo subsuperficial HSS).
6. Estudio de impacto ambiental.-
La construcción de la planta de
tratamiento de aguas residuales
conlleva al estudio de impacto
ambiental en la zona, permitiendo
identificar las acciones y los factores
ambientales que se ven afectados
de forma positiva o negativa en las
diferentes etapas del proyecto, a
través de una evaluación de la
magnitud e importancia de las
mismas utilizando la matriz de
Leopold.
Seguidamente se estableció las
medidas de mitigación de los
impactos ambientales causados por
la ejecución del proyecto.
RREESSUULLTTAADDOOSS OOBBTTEENNIIDDOOSS
Después de realizados todos los
estudios de campo y gabinete se ha
llegado a obtener los siguientes
resultados:
−−−− La caracterización de las aguas
residuales y el estudio socio
económico realizado en la ciudad de
Gonzanamá, nos ha llevado a
obtener que la composición del agua
residual en un 95% constituye agua

RESUMEN
4
residual doméstica. Los cuadros de
las concentraciones de cada
parámetro analizado los podrá
encontrar en el documento de tesis.
−−−− La relación DBO5/DQO es de 2.2, lo
que indica que el agua residual de la
ciudad de Gonzanamá es
biodegradable, apta para ser tratada
por tecnologías naturales de
depuración.
−−−− El tipo de suelo de la zona de estudio
es generalmente de textura fina
correspondiente a un suelo arcilloso
de baja permeabilidad. En cuanto a su
composición química se ha
establecido que el suelo es
ligeramente ácido, con un bajo
contenido de materia orgánica y una
buena adsorción garantizando que
existirá una buena depuración del
agua residual.
−−−− La época lluviosa está comprendida
entre los meses de diciembre a abril,
registrándose una precipitación media
de 218.7 mm. La época seca se
presenta de mayo a septiembre con
muy poca incidencia de lluvia. Por
otra parte la temperatura ambiente se
encuentra en un rango de 16 °C a 18
°C y la dirección preponderante del
viento fluye con mayor incidencia en
la dirección este y noreste.
−−−− Basados en criterios de selección
desarrollados por investigadores del
campo del tratamiento de aguas
residuales y los datos recopilados en
la ciudad de Gonzanamá, se ha
seleccionado la tecnología de
Humedales de flujo superficial como
tratamiento de las aguas residuales,
tomando en consideración que se
debe diseñar un pretratamiento para
la eliminación de sólidos y grasas.
−−−− El diseño de la planta depuradora de
aguas residuales consta de un
pretratamiento compuesto por un
canal de entrada, vertedero de
excesos, canal de desbaste, canal
desarenador, desengrasador y un
distribuidor de caudales hacia los
humedales, las mismas que permiten
la retención de un gran porcentaje de
sólidos y partículas abrasivas así
como del exceso de grasas,
ayudando al tratamiento a funcionar
óptimamente. La siguiente etapa
consta de un tratamiento biológico a
través de un humedal de flujo
superficial constituido por 4 balsas
donde se produce la remoción de
DBO de 60% al 81%, nitrógeno total >
80% y patógenos más del 99%.
El detalle todos los resultados los podrá
encontrar en el documento completo de
tesis.
RREEFFEERREENNCCIIAASS
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RESUMEN
5
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http://www.ambiente.gov.ec/docs/LIBR
O%20VI%20Anexo%201.pdf.
14. Normas para el estudio y diseño de
sistemas de agua potable y
disposición de aguas residuales
para poblaciones mayores a 1000
habitantes. (2000). Ecuador:
Subsecretaria de saneamiento
ambiental (EX-IEEOS).
15. Normativa: ASTM D 2434-68. Grado
de permeabilidad de un suelo; ASTM
D2216-71. Contenido de Humedad;
ASTM D 421-58. Análisis
Granulométrico; ASTM D 423-66.
Límite líquido de un suelo; ASTM D
424-59. Límite plástico de un suelo.

RESUMEN
6
16. Oñate Valdivieso Fernando. Apuntes
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Ingeniería Civil de la UTPL.
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22. Veenstra S., Alaerts J., Bijlsma M.
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Costa Rica. Segunda Edición.
Editorial Villón.
24. Zambrano Xavier y Saltos Xavier.
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las Aguas Residuales Domésticas
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Provincia de Manabí por medio de
un Sistema de Tratamiento Natural
compuesto por un Humedal Artificial
de Flujo Libre. Tesis ESPOL.
Recuperado en julio de 2009 de
http://www.dspace.espol.edu.ec/handl
e/123456789/6032???help.index???.

Ingeniera
Mónica Cisneros Abad,
DOCENTE DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Y DIRECTORA DE TESIS;
C E R T I F I C A:
Que revisada y dirigida la tesis sobre el tema:
“ESTUDIO, DISEÑO Y SELECCIÓN DE LA
TECNOLOGÍA ADECUADA PARA TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS PARA
POBLACIONES MENORES A 2000 HABITANTES
EN LA CIUDAD DE GONZANAMÁ”, fue elaborada
por los Egresados Lorena Elizabeth Bermeo Castillo
y Jorge Luis Santín Torres bajo mi dirección,
habiendo cumplido con los requisitos metodológicos,
teóricos, prácticos, laboratorio y de investigación.
Después de la revisión, análisis y corrección
respectiva, autorizo su presentación para la defensa
y sustentación del proyecto de tesis.
Loja, marzo de 2010
Ing. Mónica Cisneros Abad
DIRECTORA DE TESIS
i

CESIÓN DE DERECHOS DE TESIS
Lorena Elizabeth Bermeo Castillo y Jorge Luis Santín Torres declaramos ser autores del
presente trabajo y exoneramos expresamente a l Universidad Técnica Particular de Loja,
y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales.
Adicionalmente, declaramos conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto
Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que su parte pertinente
textualmente dice: “Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual
de investigaciones, trabajos científicos o técnicos, tesis de grado que se realicen a través,
o con el apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la universidad”.
LORENA E. BERMEO CASTILLO JORGE L. SANTÍN TORRES
ii

A U T O R Í A
Las ideas y conceptos, así como el tratamiento formal y
científico de la metodología de la investigación
contemplados en la tesis sobre “ESTUDIO, DISEÑO Y
SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA ADECUADA PARA
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
DOMÉSTICAS PARA POBLACIONES MENORES A
2000 HABITANTES EN LA CIUDAD DE GONZANAMÁ”,
previa a la obtención del grado de Ingeniero Civil de la
Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad Técnica
Particular de Loja, son de nuestra responsabilidad.
LORENA E. BERMEO CASTILLO JORGE L. SANTÍN TORRES
iii

AGRADECIMIENTO
Nuestro especial agradecimiento por el apoyo brindado:
Primeramente a Dios, por regalarnos el don de la inteligencia y la sabiduría para enfrentar
los obstáculos presentados durante nuestra vida universitaria.
A nuestros queridos padres y hermanos por el cariño y confianza brindado en todo
momento, pero sobre todo por estar cada uno a su manera, respaldándonos para
alcanzar nuestros objetivos.
A La Universidad Técnica Particular de Loja, Escuela de Ingeniería Civil, a sus dignas
autoridades administrativas y académicas, quienes nos han permitido formarnos en los
ámbitos: intelectual, espiritual y personal para llegar a ser profesionales que sirvan a la
sociedad.
A la Ing. Mónica Cisneros Abad, por su don de gente y por haber confiado en nosotros
proporcionándonos su apoyo para la exitosa culminación de esta tesis.
Al laboratorio de IQA de la Universidad Técnica Particular de Loja, de manera especial al
Ing. Celso Romero e Ing. Silvio Aguilar por compartir con nosotros sus conocimientos y
guiarnos en las actividades que ahí se ha realizado durante este proceso.
A nuestros compañeros del proyecto, por su amistad, afecto y respaldo.
A todos nuestros amigos y personas cuyo afecto y cariño han sido un respaldo y apoyo
durante toda nuestra vida universitaria.
LOS AUTORES
iv

DEDICATORIA
De manera especial a mis queridos padres
Braulio y América por el esfuerzo espiritual,
moral y económico que han realizado durante
toda mi vida académica; a mis Hermanos, mis
Abuelitos, mis grandes amigos, ya que sin su
apoyo y cariño no se habría podido cristalizar
esta etapa tan significativa para mi vida. A
todos y cada uno de ustedes mi gratitud
infinita.
LORENA ELIZABETH BERMEO CASTILLO
Dedico este trabajo a mis queridos
padres Jorge Santín y Faviola Torres por
el inconmensurable apoyo que me
brindaron en el transcurso de mi carrera,
a mis hermanos y familiares que
estuvieron a mi lado para animarme a
seguir adelante. Mi gratitud infinita a
todos ustedes por ser parte de lo que
ahora he logrado.
JORGE LUIS SANTÍN TORRES
v

íNDICE
CONTENIDO
Certificación……………………………………………………………………………………………………………………………………i
Cesión de derechos de tesis………………………………………………………...........................................................................ii
Autoría……………………………………………………………………………………………………………………………………………iii
Agradecimiento……………………………………………………………………………….…………………………………………………iv
Dedicatoria………………………………………………………………………………………………………………………………………v
Índice……………………………………………………………………………………………………………………………………………vi
1.1.Introducción ………………………………………………………………………………………………………………………………1
1.2.Descripción de la zona de estudio ……………………………………………………………………………………………………2
1.3.Estudio socio económico sanitario ……………………………………………………………………………………………………2
1.3.1. Cálculo del tamaño de la muestra ……………………………………………………………………………………………2
1.3.2. Resultados de las encuestas …………………………………………………………………………………………………3
1.4.Aguas residuales urbanas (ARU): Características y composición…………………………………………………………………7
1.4.1. Descripción………………………………………………………………………………………………………………………7
1.4.2. Características y composición…………………………………………………………………………………………………7
1.4.2.1.Características físico-químicas…………………………………………………………………………………………………7
1.4.2.2.Pesticidas clorados y pesticidas organoclorados ……………………………………………………………………………14
1.4.2.3.Características bacteriológicas…………………………………………………………………………………………………15
1.5.El suelo: Características y composición………………………………………………………………………………………………15
1.5.1. Características físicas del suelo………………………………………………………………………………………………15
1.5.2. Características químicas del suelo……………………………………………………………………………………………18
1.5.3. Características hidráulicas del suelo…………………………………………………………………………………………21
1.6.Características climatológicas…………………………………………………………………………………………………………23
1.6.1. Recopilación de la información…………………………………………………………………………………………………24
1.6.2. Precipitación………………………………………………………………………………………………………………………25
1.6.3. Temperatura………………………………………………………………………………………………………………………25
1.6.4. Evapotranspiración………………………………………………………………………………………………………………25
1.6.5. Viento………………………………………………………………………………………………………………………………26
1.7.Tratamientos naturales de aguas residuales sobre el terreno………………………………………………………………………27
1.7.1. Infiltración rápida (IR)……………………………………………………………………………………………………………27
1.7.2. Infiltración lenta (IL)……………………………………………………………………………………………………………28
1.7.3. Escorrentía superficial (ES)……………………………………………………………………………………………………28
1.7.4. Humedales ………………………………………………………………………………………………………………………29
1.8.Consideraciones ambientales…………………………………………………………………………………………………………30
1.9.Criterios de selección de la tecnología para tratamiento de aguas residuales……………………………………………………31
CAPÍTULO 2: CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
2.1.Introducción………………………………………………………………………………………………………………………………32
2.2.Muestreo de aguas………………………………………………………………………………………………………………………32
2.2.1. Programa de muestreo de agua residual……………………………………………………………………………………32
2.2.2. Toma de muestras………………………………………………………………………………………………………………33
2.2.3. Aforo de aguas residuales………………………………………………………………………………………………………35
2.2.4. Medición de la Temperatura en las muestra…………………………………………………………………………………37
2.2.5. Análisis de Laboratorio…………………………………………………………………………………………………………38
2.2.6. Análisis y discusión de resultados……………………………………………………………………………………………40
2.2.7. Medida de la biodegradabilidad………………………………………………………………………………………..........49
CAPÍTULO 1: GENERALIDADES
vi

CAPÍTULO 3: CARACTERIZACIÓN FÍSICA, QUÍMICA E HIDRAÚLICA DEL SUELO
3.1. Muestreo de suelos………………………………………………………………………………………………………………51
3.1.1. Toma de muestras para ensayos físicos.………………………………………………………………………………………51
3.1.2. Toma de muestras para ensayos químicos.…………………………………………………………………………………52
3.2. Análisis de laboratorio y ensayos in-situ………………………………………………………………………………………53
3.3. Resultados y discusión……………………………………………………………………………………………………………54
3.3.1. Caracterización física del suelo…………………………………………………………………………………………………54
3.3.2. Caracterización química del suelo………………………………………………………………………………………………55
3.3.3. Caracterización hidráulica del suelo…………………………………………………………………………………………57
CAPITULO 4: ESTUDIO HIDROLÓGICO DE LA ZONA
4.1. Precipitación………………………………………………………………………………………………………………………61
4.2. Temperatura………………………………………………………………………………………………………………………62
4.3. Climograma de la ciudad de Gonzanamá………………………………………………………………………………………63
4.4. Viento………………………………………………………………………………………………………………………………64
4.5. Evapotranspiración…………………………………………………………………………………………………………………65
4.6. Balance Hídrico……………………………………………………………………………………………………………………66
CAPITULO 5: SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
5.1. Alternativas de tratamiento ………………………………………………………………………………………………………68
5.2. Criterios considerados en la selección de la tecnología de tratamiento……………………………………………………68
5.3. Selección de la tecnología………………………………………………………………………………………………………71
5.3.1. Matrices de selección…………………………………………………………………………………………………………71
5.3.2. Valoración de las matrices de selección……………………………………………………………………………………73
5.3.3. Matrices de selección final…………………………………………………………………………………………………74
CAPITULO 6: DISEÑO DEL SISTEMA DEPURADOR DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS DEL CANTÓN
GÓNZANAMÁ
6.1. Descripción del tratamiento………………………………………………………………………………………………………77
6.2. Determinación de la población futura……………………………………………………………………………………………78
6.3. Caudales de diseño………………………………………………………………………………………………………………78
6.4. Dimensionamiento de la depuradora……………………………………………………………………………………………80
6.4.1. Canal de entrada…………………………………………………………………………………………………………………80
6.4.2. Aliviadero de entrada……………………………………………………………………………………………………………82
6.4.3. Paso del caudal al desbaste……………………………………………………………………………………………………83
6.4.4. Dimensionamiento del canal de desbaste y rejilla……………………………………………………………………………84
6.4.5. Dimensionamiento del desarenador……………………………………………………………………………………………87
6.4.6. Dimensionamiento del desengrasador…………………………………………………………………………………………89
6.4.7. Diseño hidráulico y dimensionamiento de los humedales de flujo superficial……………………………………………90
6.4.8. Selección de la vegetación………………………………………………………………………………………………………94
6.5. Manual de operación y mantenimiento…………………………………………………………………………………………95
6.5.1. Unidades de pretratamiento……………………………………………………………………………………………………95
6.5.2. Humedales de flujo superficial…………………………………………………………………………………………………97
6.5.3. Operador de la planta de tratamiento…………………………………………………………………………………………99
6.5.4. Equipos de trabajo………………………………………………………………………………………………………………100
6.5.5. Toma de muestras para la evaluación del efluente…………………………………………………………………………101
vii

CAPITULO 7: ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
7.1. Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………102
7.2. Metodología…………………………………………………………………………………………………………………………102
7.3. Marco Legal…………………………………………………………………………………………………………………………103
7.4. Descripción del proyecto…………………………………………………………………………………………………………103
7.5. Caracterización del área de influencia…………………………………………………………………………………………104
7.5.1. Medio físico………………………………………………………………………………………………………………………104
7.5.2. Medio biótico………………………………………………………………………………………………………………………105
7.5.3. Medio social y económico de la región…………………………………………………………………………………………106
7.6. Caracterización, identificación y predicción de los impactos de la alternativa seleccionada……………………………107
7.6.1. Características del método………………………………………………………………………………………………………107
7.6.2. Identificación de acciones y factores ambientales que afectan en la construcción del proyecto………………………111
7.6.3. Identificación de acciones y factores ambientales que afectan en la etapa de operación y mantenimiento…………113
7.7. Matriz de identificación y valoración de impactos ambientales………………………………………………………………115
7.8. Medidas de mitigación……………………………………………………………………………………………………………118
7.8.1. Medidas de mitigación durante la construcción………………………………………………………………………………118
7.8.2. Medidas de mitigación durante la etapa de operación y mantenimiento…………………………………………………118
7.9. Comparación ambiental de las alternativas……………………………………………………………………………………119
7.9.1. Alternativa sin proyecto…………………………………………………………………………………………………………119
7.9.2. Alternativa con proyecto…………………………………………………………………………………………………………119
CAPÍTULO 8: PRESUPUESTO DEL PROYECTO
8.1. Análisis de precios unitarios……………………………………………………………………………………………………………………………………………………120
8.2. Presupuesto total de construcción……………………………………………………………………………………………………………………………………………120
8.3. Costos de operación y mantenimiento……………………………………………………………………………………………………………………………………120
8.4. Tabla de presupuesto total de la obra………………………………………………………………………………………………………………………………………120
8.5. Tabla de costo referencial de operación y mantenimiento anual de la planta…………………………………………………………………………120
CAPÍTULO 9: CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………150
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………152
ANEXOS
Anexo 1: Tabulación de Encuestas ………………………………………………………………………………………………………156
Anexo 2: Resultados de los ensayos físico-químicos y bacteriológicos del agua residual …………………………………………158
Anexo 3: Resultados de los ensayos físico-químicos e hidráulicos del suelo ………………………………………………………160
Tabla 1.1. Tabulación de resultados de la encuesta socio económica sanitaria……………………………………………………3
Tabla 1.2. Microempresas existentes en la zona de estudio……………………………………………………………………………5
Tabla 1.3. Definición para sólidos encontrados en el agua residual……………………………………………………………………8
Tabla 1.4. Estación climatológica ordinaria usada para el estudio……………………………………………………………………24
INDICE DE TABLAS
viii

Tabla 2.1. Fechas de muestreo de aguas residuales en la ciudad de Gonzanamá…………………………………………………32
Tabla 2.2. Caudales de agua residual en la ciudad de Gonzanamá…………………………………………………………………35
Tabla 2.3. Temperatura del agua residual…………………………………………………………………………………………………37
Tabla 2.4. Métodos de ensayo de los parámetros de caracterización de las aguas residuales……………………………………38
Tabla 2.5. Composición físico-química y bactereológica del agua residual……………………………………………………………41
Tabla 2.6. Biodegradabilidad del agua residual…………………………………………………………………………………………50
Tabla 3.1. Datos de inspección visual in situ de los estratos del terreno……………………………………………………………52
Tabla 3.2. Normas de ensayos y métodos para caracterización del suelo……………………………………………………………53
Tabla 3.3. Caracterización física del suelo…………………………………………………………………………………………………54
Tabla 3.4. Resultados de ensayos químicos del suelo…………………………………………………………………………………56
Tabla 3.5. Interpretación de los rangos de pH y conductividad eléctrica del suelo…………………………………………………56
Tabla 3.6. Rangos de concentraciones de los componentes químicos del suelo……………………………………………………56
Tabla 3.7. Interpretación de los rangos de capacidad de intercambio catiónico del suelo…………………………………………57
Tabla 3.8. Caracterización química del suelo……………………………………………………………………………………………57
Tabla 3.9. Valores de K en cm/s para distintos tipos de suelo…………………………………………………………………………59
Tabla 3.10. Permeabilidad del suelo a 20 grados centígrados.…………………………………………………………………………59
Tabla 4.1. Precipitación media mensual en la ciudad de Gonzanamá…………………………………………………………………61
Tabla 4.2. Temperaturas medias mensuales en la ciudad de Gonzanamá……………………………………………………………62
Tabla 4.3. Velocidad media mensual del viento en la ciudad de Gonzanamá………………………………………………………64
Tabla 4.4. Cálculo de la evapotranspiración mensual en la ciudad de Gonzanamá…………………………………………………65
Tabla 4.5. Cálculo del balance hídrico del suelo en la ciudad de Gonzanamá………………………………………………………66
CAPITULO 5: SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
Tabla 5.1. Factores demográficos…………………………………………………………………………………………………………69
Tabla 5.2. Características del terreno………………………………………………………………………………………………………69
Tabla 5.3. Características del suelo………………………………………………………………………………………………………69
Tabla 5.4. Objetivos del tratamiento………………………………………………………………………………………………………69
Tabla 5.5. Factores climáticos………………………………………………………………………………………………………………69
Tabla 5.6. Características del agua residual de la ciudad de Gonzanamá …………………………………………………………69
Tabla 5.7. Composición del agua residual de la ciudad de Gonzanamá………………………………………………………………70
Tabla 5.8. Disponibilidad de recursos ……………………………………………………………………………………………………70
Tabla 5.9. Aspectos tecnológicos …………………………………………………………………………………………………………70
Tabla 5.10. Costos …………………………………………………………………………………………………………………………71
Tabla 5.11. Matriz de factores demográficos ……………………………………………………………………………………………71
Tabla 5.12. Matriz de características del terreno …………………………………………………………………………………………71
Tabla 5.13. Matriz de características del suelo……………………………………………………………………………………………72
Tabla 5.14. Matriz de características del agua residual…………………………………………………………………………………72
Tabla 5.15. Matriz de remoción de contaminantes ………………………………………………………………………………………72
Tabla 5.16. Matriz de facilidad de operación y mantenimiento…………………………………………………………………………72
Tabla 5.17. Matriz de costos…………………………………………………………………………………………………………………73
Tabla 5.18. Matriz de impacto ambiental…………………………………………………………………………………………………73
Tabla 5.19. Puntuación de las variables…………………………………………………………………………………………………73
Tabla 5.20. Matriz de selección final………………………………………………………………………………………………………75
Tabla 5.21. Comparación entre HFL y HSS………………………………………………………………………………………………76
ix

GÓNZANAMÁ
Tabla 6.1. Caudales de diseño……………………………………………………………………………………………………………80
Tabla 6.2. Dimensiones del canal de entrada……………………………………………………………………………………………82
Tabla 6.3. Valores de ß según Kirshmer…………………………………………………………………………………………………85
Tabla 6.4. Dimensiones de las rejas………………………………………………………………………………………………………86
Tabla 6.5. Dimensiones del desarenador…………………………………………………………………………………………………89
Tabla 6.6. Dimensiones del desengrasador………………………………………………………………………………………………90
Tabla 6.8. Dimensiones del humedal de flujo superficial (HFL)………………………………………………………………………94
Tabla 6.9. Especies emergentes más utilizadas en la depuración de aguas residuales……………………………………………94
Tabla 6.10. Actividades de operación y mantenimiento de las unidades de pretratamiento………………………………………97
Tabla 6.11. Actividades de operación y mantenimiento del sistema HFL……………………………………………………………99
CAPITULO 7: ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Tabla 7.1. Evaluación ecológica rápida de la flora ………………………………………………………………………………………106
Tabla 7.2. Valoración de magnitud e importancia de la matriz de Leopold……………………………………………………………110
Tabla 7.3 Cuadro de evaluación de impactos de acuerdo a la metodología de Leopold ……………………………………………116
Tabla 7.4. Resumen de afectaciones por actividades …………………………………………………………………………………116
Tabla 7.5. Resumen de afectaciones por componente ambiental ……………………………………………………………………117
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Ubicación de Gonzanamá en la provincia de Loja…………………………………………………………………………2
Figura 1.2. Diagrama de las clases texturales básicas del suelo según el tamaño de las partículas ……………………………17
Figura 1.3. Diagrama del permeámetro de carga variable………………………………………………………………………………21
Figura 1.4. Ensayo de Lefranc………………………………………………………………………………………………………………22
Figura 2.1. Punto de muestreo de aguas residuales……………………………………………………………………………………33
Figura 2.2. Toma de muestras de aguas residuales para ensayos físico-químicos …………………………………………………34
Figura 2.3. Evolución del caudal de aguas residuales…………………………………………………………………………………36
Figura 2.4. Aforo de aguas residuales……………………………………………………………………………………………………36
Figura 2.5. Evolución de la temperatura en las muestras de agua residual…………………………………………………………37
Figura 2.6. Medición de la temperatura en las muestras de agua residual……………………………………………………………38
Figura 2.7. Determinación de fósforo orgánico e inorgánico……………………………………………………………………………40
Figura 2.8. Ensayo de DQO…………………………………………………………………………………………………………………40
Figura 2.9. Evolución del pH en el agua residual…………………………………………………………………………………………43
Figura 2.10. Evolución de la alcalinidad en el agua residual……………………………………………………………………………43
Figura 2.11. Evolución de los sólidos en suspensión del agua residual………………………………………………………………43
Figura 2.12. Evolución de los sólidos totales en el agua residual………………………………………………………………………43
Figura 2.13. Evolución del nitrógeno amoniacal en el agua residual…………………………………………………………………44
Figura 2.14. Evolución del nitrógeno orgánico en el agua residual……………………………………………………………………44
Figura 2.15. Evolución de nitratos en el agua residual …………………………………………………………………………………44
Figura 2.16. Evolución de nitritos en el agua residual…………………………………………………………………………………44
Figura 2.17. Evolución del fósforo orgánico en el agua residual………………………………………………………………………45
Figura 2.18. Evolución del fósforo inorgánico en el agua residual……………………………………………………………………45
Figura 2.19. Evolución de cloruros en el agua residual…………………………………………………………………………………46
Figura 2.20. Evolución de grasas en el agua residual…………………………………………………………………………………46
x

Figura 2.21. Evolución del carbono orgánico en el agua residual………………………………………………………………………46
Figura 2.22. Evolución de la DBO en el agua residual…………………………………………………………………………………47
Figura 2.23. Evolución de la DQO en el agua residual…………………………………………………………………………………47
Figura 2.24. Coliformes totales en el agua residual……………………………………………………………………………………47
Figura 2.25. Coliformes fecales en el agua residual……………………………………………………………………………………47
Figura 2.26. Echericha Coli…………………………………………………………………………………………………………………48
Figura 2.27. Evolución del hierro en el agua residual…………………………………………………………………………………48
Figura 2.28. Evolución del plomo en el agua residual…………………………………………………………………………………48
Figura 2.29. Evolución del manganeso en el agua residual……………………………………………………………………………49
Figura 2.30. Evolución del plomo en el agua residual…………………………………………………………………………………49
Figura 3.1. Toma de muestras de ensayos físicos del suelo……………………………………………………………………………52
Figura 3.2. Muestra inalterada de suelo……………………………………………………………………………………………………53
Figura 3.3. Ensayo de textura del suelo……………………………………………………………………………………………………54
Figura 3.4. Perfil estratigráfico del suelo…………………………………………………………………………………………………55
Figura 4.1. Variación de la precipitación con respecto al tiempo………………………………………………………………………62
Figura 4.2. Variación de la temperatura con respecto al tiempo………………………………………………………………………63
Figura 4.3. Climograma de la ciudad de Gonzanamá……………………………………………………………………………………63
Figura 4.4. Variación de la velocidad del viento con respecto al tiempo………………………………………………………………64
Figura 4.6. Ficha hídrica del cantón Gonzanamá………………………………………………………………………………………67
GÓNZANAMÁ
Figura 6.1. Esquema del humedal de flujo libre…………………………………………………………………………………………77
Ecuación 1.1. Cálculo del tamaño de la muestra…………………………………………………………………………………………2
Ecuación 1.2. Capacidad de infiltración por el método de carga variable………………………………………………………………22
Ecuación 1.3. Conductividad hidráulica por el método de Lefranc………………………………………………………………………23
Ecuación 1.4. Relleno de datos para precipitación………………………………………………………………………………………25
Ecuación 1.5. Evapotranspiración mensual…………………………………………………………………………………………………26
Ecuación 1.6. Coeficiente de evapotranspiración…………………………………………………………………………………………26
Ecuación 1.6. Coeficiente del calor para evapotranspiración……………………………………………………………………………26
Ecuación 2.1. Medida de la biodegradabilidad……………………………………………………………………………………………50
INDICE DE ECUACIONES
xi

Ecuación 3.1. Coeficiente de permeabilidad K……………………………………………………………………………………………58
GÓNZANAMÁ
Ecuación 6.1. Método EX-IEOS para el cálculo de población futura……………………………………………………………………78
Ecuación 6.2. Método Geométrico……………………………………………………………………………………………………………78
Ecuación 6.3. Método Logarítmico……………………………………………………………………………………………………………78
Ecuación 6.4. Caudal de aguas residuales domésticas……………………………………………………………………………………78
Ecuación 6.5. Caudal de aguas ilícitas………………………………………………………………………………………………………79
Ecuación 6.6. Caudal por infiltraciones………………………………………………………………………………………………………79
Ecuación 6.7. Caudal medio diario……………………………………………………………………………………………………………79
Ecuación 6.8. Factor de mayoración de Flores……………………………………………………………………………………………79
Ecuación 6.9. Caudal máximo horario………………………………………………………………………………………………………79
Ecuación 6.10. Coeficiente de Manning……………………………………………………………………………………………………80
Ecuación 6.11. Tirante de agua………………………………………………………………………………………………………………81
Ecuación 6.12. Velocidad de Manning………………………………………………………………………………………………………81
Ecuación 6.13. Caudal para el aliviadero……………………………………………………………………………………………………82
Ecuación 6.14. Ecuación para determinar la altura del aliviadero………………………………………………………………………82
Ecuación 6.15. Ecuación de velocidad para orificio sumergido…………………………………………………………………………83
Ecuación 6.16. Ecuación de continuidad remplazando la ecuación de velocidad……………………………………………………83
Ecuación 6.17. Ecuación del área de una circunferencia para determinar el diámetro de la tubería………………………………83
Ecuación 6.18. Ancho del canal en la zona de reja………………………………………………………………………………………84
Ecuación 6.19. Número de barras en la reja………………………………………………………………………………………………84
Ecuación 6.20. Perdidas de carga en la reja………………………………………………………………………………………………86
Ecuación 6.21. Longitud del canal antes de la reja………………………………………………………………………………………86
Ecuación 6.22. Volumen de agua que pasa por el desarenador…………………………………………………………………………88
Ecuación 6.23. Volumen de arena……………………………………………………………………………………………………………88
Ecuación 6.24. Longitud del desarenador…………………………………………………………………………………………………88
Ecuación 6.25. Volumen útil del desarenador………………………………………………………………………………………………88
Ecuación 6.26. Periodo de retención…………………………………………………………………………………………………………88
Ecuación 6.27. Área del desengrasador……………………………………………………………………………………………………89
Ecuación 6.28. Volumen del desengrasador………………………………………………………………………………………………89
Ecuación 6.29. Coeficiente de temperatura a 25 grados para remoción de DBO………………………………………………………90
Ecuación 6.30. Área superficial requerida para eliminar DBO……………………………………………………………………………91
Ecuación 6.31. Tiempo de retención hidráulica……………………………………………………………………………………………91
Ecuación 6.32. Determinación de la carga hidráulica………………………………………………………………………………………91
Ecuación 6.33. Concentración de sólidos totales …………………………………………………………………………………………91
Ecuación 6.34. Coeficiente de temperatura a 25 grados para remoción de Nitrógeno…………………………………………………92
Ecuación 6.35. Concentración de nitrógeno en el efluente………………………………………………………………………………92
Ecuación 6.36. Área para la remoción de fósforo…………………………………………………………………………………………93
xii

1
GENERALIDADES
1.1. INTRODUCCIÓN
El crecimiento de la población ha traído consigo un problema de contaminación
ocasionado por el vertimiento de las aguas residuales sin tratamiento. Por tanto, es
prioritario generar proyectos para atenuar esta problemática, garantizando la
descontaminación ambiental y la salud pública.
Actualmente existen numerosas alternativas de tratamiento de aguas residuales, sin
embargo, la deficiente operación y mantenimiento y su baja adaptación al medio han
ocasionado que estas fracasen y sean abandonadas, repercutiendo en grandes pérdidas
para los municipios, juntas parroquiales, etc. Por tanto, los tratamiento de aguas
residuales por métodos naturales se presenta como una opción sostenible para las
pequeñas y medianas poblaciones dada su alta eficiencia, bajos costos de operación y
mantenimiento, facilidad de construcción, comparado con los sistemas convencionales.
El presente trabajo contribuye de alguna manera a reducir la contaminación por aguas
residuales mal tratadas en el cantón Gonzanamá, a través de la búsqueda de una
tecnología que sea relativamente económica pero no menos eficiente que los sistemas
convencionales, sin consumir las grandes cantidades de energía de los sistemas
aeróbicos modernos y por ende colaborando con la preservación del medio ambiente sin
afectar el calentamiento global. Para este fin se seleccionará y diseñará la tecnología
más adecuada utilizando sistemas naturales con énfasis en los aspectos
tecnológicos, considerando un tratamiento primario, previo al diseño propuesto, con el fin
de optimizar la remoción de contaminantes.
En este estudio se identifican los principales factores, variables e indicadores de
selección de la tecnología para los sistemas de tratamiento naturales. Dentro de los
aspectos que permitirán determinar las características de diseño y eficacia de un sistema
de tratamiento de aguas residuales se investigarán las siguientes variables:
Características físicas, químicas y bacteriológicas del agua residual, características
climatológicas (termo-pluviometría, viento, evapotranspiración) de la zona donde se
ubicarán las instalaciones, características físico-químicas e hidráulicas del suelo que
constituye el lecho filtrante y consideraciones ambientales en general. Todo esto a través
de la investigación de campo, laboratorio y recopilación de experiencia de otros autores,
análisis y discusión de resultados.

GENERALIDADES
2
1.2. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio se centra en la ciudad
de Gonzanamá. Esta población es uno de los
16 cantones que conforman la provincia de
Loja (Fig. 1.1). La ciudad de Gonzanamá se
encuentra ubicada a 85 km de la capital
provincial. Este cantón es considerado como
la “Capital Agrícola, Ganadera y Artesanal de
la Provincia de Loja. La población actual
urbana de la ciudad de Gonzanamá es de
1960 habitantes calculada mediante
proyecciones en función del censo del 2001
aplicado por el INEC con un índice de
crecimiento anual del 1%. Su superficie es de
697 km2
, registrando en la cabecera cantonal una altura de 2040 m.s.n.m. El clima de la
ciudad de Gonzanamá es templado, y la mayor parte del año tiene la presencia del Sol.
La temperatura oscila entre los 16 a 20 grados centígrados (°C).
1.3. ESTUDIO SOCIO ECONÓMICO SANITARIO
1.3.1. Cálculo del tamaño de la muestra
La ejecución de estudio socio-económico-sanitario lleva implícito la determinación del
tamaño de la muestra, la misma que permitirá conocer el número de encuestas
necesarias para estimar los parámetros a investigar en nuestra zona de estudio.
El tamaño de la muestra se calcula estadísticamente utilizando la fórmula para una
población finita, citada por Pita Fernández (2001):
(Ecuación 1.1)
Donde:
n = Tamaño de la muestra (1960 hab)
Fig. 1.1 Ubicación de Gonzanamá en la Prov. Loja;
Fuente: INEC- Fascículos cantonales
QPZN
NQPZ
n
..)1(
...
22
2
+−∈
=

GENERALIDADES
3
Z = Nivel de confianza con que se realiza la investigación (Regularmente se utiliza
1.96)
P = Probabilidad de ocurrencia (0.5)
Q = Probabilidad de ser escogido (0.5)
N = Población total
∈= Margen de error (Se asume el 5 %)
Por lo tanto, para el estudio se ha procedido a realizar 321 encuestas en forma
aleatoria.
1.3.2. Resultado de las encuestas
En la tabla 1.1 se presenta un resumen de la tabulación efectuada a las
encuestas aplicadas en la zona de estudio, obteniéndose resultados de nivel
educativo, servicios básicos (agua potable, cobertura de alcantarillado, tipo de
alcantarillado, energía eléctrica, centro de salud), actividad económica, industrias
existentes, abastecimiento, eliminación de aguas, disposición de desechos
sólidos, microempresas, etc. La tabulación detallada la podrá encontrar en el
Anexo 1.
Tabla 1.1 Tabulación de Resultados de la Encuesta Socio Económica Sanitaria
RESULTADO DE LA ENCUESTA SOCIO-ECONÓMICA-SANITARIA
Nro. DESCRIPCIÓN TOTALES
1 Número de Habitantes 1960
2 Número de personas promedio por familia 5
3 Alfabetos 315
4 Analfabetos 6
5 Número de personas con vivienda propia 259
6 Número de personas que alquilan 46
7 Número de casas en Construcción 16
8 Número de personas que trabajan 321
encuestasn 321
)5.0)(5.0()96.1()11960()05.0(
)1960)(5.0)(5.0(96.1
22
2
=
+−
=

GENERALIDADES
4
9
ACTIVIDAD ECONÓMICA
Agrícola 73
10 Ganadera 97
11 Obrero 18
12 Empleado público/privado 36
13 Profesor 24
14 Chofer 5
15 Estudiante 36
16 Comerciante 17
17 Otra actividad 15
18
INGRESO PROMEDIO
MENSUAL
Menor a 150 dólares 23
19 De 150 a 300 dólares 75
20 De 300 a 450 dólares 35
21 Mayor a 450 dólares 60
22 No contestaron 128
23
SERVICIOS BÁSICOS
Energía Eléctrica 321
24 Alcantarillado Combinado 218
25 Alcantarillado Separado 39
26 Alcantarillado Mixto 3
27 No tiene alcantarillado 0
28 Camal sin tratamiento 304
29 Centro y/o Sub-centro de Salud 313
30 Mercado 321
31 Gasolinera 321
32
ABASTECIMIENTO DE
AGUA
Tratada 321
33 No tratada 0
34 Tiene Red pública de agua Potable 321
35 Tiene Conexión Domiciliaria 321
36
ELIMINACIÓN DE AGUAS
Huerto 20
38 Patio 31
39 Alcantarillado 270
40 Letrina 10
41 Alcantarillado 311
42
DISPOSICIÓN DE LA
BASURA ORGÁNICA
Bota Huerto 29
43 Utiliza para abono 35
44 Recolector de basura 257
45
DISPOSICIÓN DE LA
BASURA INORGÁNICA
Entierra 4
46 Quema 10
47 Recolector de basura 307

GENERALIDADES
5
48
ANIMALES DOMÉSTICOS
En corral 118
49 Libres 142
50
ELIMINACIÓN DE
ESTIERCOL
Acumula cerca de casa 5
51 Bota al terreno y tapa 17
52 Bota al terreno y no tapa 110
53 Otros (Recolector de basura) 128
Fuente: Encuesta Investigativa
Elaboración: Los autores
Fecha de aplicación: Mayo y Julio de 2009
Tabla 1.2 Microempresas existentes en la zona de estudio.
23
MICROEMPRESAS
Elaboración artesanal de productos
lácteos (quesos). 15
24
Estación de cambio de aceites a
vehículos 2
26 Cerrajería 1
27 Panaderías 10
28 Vulcanizadora 2
29 Sastrería 2
30 Bloqueras 1
a. Educación
El porcentaje de alfabetismo de la población urbana de Gonzanamá es de 98% según
las encuestas realizadas en el presente.
b. Vivienda
De las encuestas aplicadas se determina que el 81% de la población posee casa
propia, el 14% arrienda, y un 5% está construyendo sus casas. Por lo cual se puede
concluir que la mayor parte de la población tiene vivienda propia.
c. Actividad económica
Las principales actividades económicas a las que se dedica la población de
Gonzanamá son predominantemente la ganadería en un 30% y la agricultura en un 23%.
Otro 11% de la población económicamente activa se dedica a trabajos formales en
calidad de empleados públicos o privados. Apenas el 11% corresponde a estudiantes, el
8% corresponde a profesores. Otras actividades informales a las que se dedican los

GENERALIDADES
6
habitantes en trabajos informales son: 6% obreros y jornaleros, 5% al comercio y otro 5%
a otras actividades.
d. Servicios básicos
En cuanto a los servicios básicos que tiene la población se determina que el 80%
tiene agua potable, alcantarillado y energía eléctrica. Otros servicios públicos con los que
cuenta la ciudadanía son: recolección de basura, Sub-centro de Salud, gasolinera y
camal.
e. Abastecimiento de agua
Según la encuesta realizada el 100% de la población es abastecida de agua potable
mediante una conexión domiciliaria a la red pública, cabe señalar que el líquido vital del
que se sirven los pobladores de Gonzanamá es tratada.
f. Disposición de las aguas servidas
En cuanto al servicio de Alcantarillado, se obtuvo que el 100% de la población tiene
alcantarillado, de los cuales: el 68% disponen de un sistema de alcantarillado combinado,
el 12% de alcantarillado separado y un 19% no tiene conocimiento del tipo de
alcantarillado que tienen.
g. Disposición de los desechos sólidos
En cuanto a la disposición de la basura orgánica el 80% de las personas encuestadas
la clasifica en un recipiente de color verde para que sea recolectada. Un 9% la bota a sus
huertos y un 11% la utiliza para la elaboración de abono.
De los pobladores encuestados de la ciudad de Gonzanamá: un 98% clasifican la
basura inorgánica para que sea recogida por el recolector. Un 2% la quema y solo un 1%
la entierra. Por tanto la disposición de este tipo de desechos se maneja de forma
organizada por el municipio del cantón.
h. Microempresas
Los datos recolectados durante la encuesta efectuada, revelan que no existen
industrias en la zona urbana, solo pequeñas microempresas que se dedican a la
fabricación artesanal de productos lácteos, también 10 panaderías, una estación donde

GENERALIDADES
7
se cambian aceites a los vehículos, 2 vulcanizadoras, una cerrajería donde se elaboran
ventanas y otras pequeñas estructuras de hierro y 2 sastrerías.
1.4. AGUAS RESIDUALES URBANAS (ARU): CARACTERÍSTICAS, Y
COMPOSICIÓN
1.4.1 Descripción
Las aguas residuales urbanas son aquellas que se han canalizado en los núcleos
urbanos, que se han utilizado en usos domésticos (inodoros, fregaderos, lavadoras,
lavabos, baños) (Seoánez C., 2004). Además pueden contener residuos provenientes de
los arrastres que las aguas de lluvias y actividades industriales urbanas.
1.4.2 Características y composición
La composición de las ARU presenta un margen de variación entre diferentes
poblaciones ya que, además, de las influencias de origen doméstico, industrial y pluvial,
los usos públicos del agua varían en función de la naturaleza de la población. Por tanto,
la composición de las aguas residuales se refiere a los constituyentes físicos, químicos y
biológicos que se encuentran en el agua residual, (Metcalf & Eddy, 1996).
En términos generales, la mayor parte de los componentes presentes en las ARU son:
materia orgánica, materia inorgánica, microorganismos, nutrientes, metales.
1.4.2.1. Características físico-químicas
Las principales características físicas de un agua residual, son: pH, Sólidos totales,
Sólidos disueltos, Sólidos en suspensión, Nitrógeno (Orgánico, amoniacal, nitrato, nitrito),
Fósforo (orgánico, inorgánico), Cloruros, Alcalinidad, Grasas, Carbono orgánico Total
(COT), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Demanda Química de Oxígeno (DQO),
Boro, metales pesados (cadmio, níquel, cromo, cobre, hierro, plomo, mercurio,
manganeso, zinc), pesticidas (Organoclorados y Organofosforados).
a. pH
La concentración del ion hidrógeno es un importante parámetro de calidad tanto de las
aguas naturales como de las residuales, (Metcalf – Eddy, 1996). Mide la magnitud de

GENERALIDADES
8
acidez o alcalinidad del agua residual. Es importante mencionar que el intervalo de pH
adecuado para la existencia de la mayor parte de la vida biológica es relativamente
estrecho, normalmente entre pH 5 y 9.
b. Materia sólida del agua residual
La materia sólida del agua residual está presente tanto en forma disuelta como en
suspensión. Además es importante determinar su presencia, ya que determinan el mayor
o menor grado de depuración que se obtendría de acuerdo con la eficiencia de las
distintas etapas de tratamiento. La clasificación de los diferentes tipos de sólidos
identificados se muestra en la tabla 1.3
Tabla 1.3 Definiciones para sólidos encontrados en agua residual*
PRUEBA DESCRIPCIÓN
Sólidos totales (ST) Residuo remanente de la muestra que ha sido evaporada y
secada a una temperatura específica (103 a 105 °C)
Sólidos volátiles totales (SVT)
Sólidos que pueden ser volatilizados e incinerados cuando los
ST con calcinados (500 ± 50 °C)
Sólidos fijos totales (SFT)
Residuo que permanece después de incinerar los ST (500±
50°C)
Sólidos suspendidos totales
(SST)
Fracción de ST retenido sobre un filtro con un tamaño de poro
específico medido después de que ha sido secado a una
temperatura específica.
Sólidos suspendidos volátiles
(SSV)
Estos sólidos pueden ser volatilizados e incinerados cuando
los SST son calcinados (500 ± 50 °C)
Sólidos suspendidos fijos
(SSF)
Residuo remanente después de calcinar SST (500 ± 50 °C)
PRUEBA DESCRIPCIÓN
Sólidos disueltos totales (SDT)
Sólidos que pasan a través del filtro y luego son evaporados y
secados a una temperatura específica.
Sólidos disueltos volátiles
(SDV)
Sólidos que pueden ser volatilizados e incinerados cuando los
SDT son calcinados (500 ± 50 °C)
Sólidos disueltos fijos (SDF)
Residuo remanente después de calcinar los SDT (500 ± 50
°C)
Sólidos sedimentables
Sólidos suspendidos, expresados como mililitros por litros, que
se sedimentan por fuera de la suspensión dentro de un
período de tiempo específico.
* Adaptado de Standard Methods (1995).
La concentración de sólidos totales nos indica la cantidad de lodos que se producirán
diariamente en condiciones normales. Además indican la turbiedad debido a los sólidos
no filtrables. (Metcalf & Eddy, 1996).
Las sustancias obtenidas por filtración o centrifugación y por decantación de una
muestra de agua corresponden a la materia en suspensión, mientras que la que no puede
separarse por estos métodos y pasa a través del papel filtro se denomina materia

GENERALIDADES
9
disuelta. La materia en suspensión constituye la contaminación más fácil de eliminar del
agua, siendo la sedimentación el principal mecanismo de eliminación.
La concentración de sólidos suspendidos se debe a material causado por partículas
flotantes, como trozos de vegetales, animales, basura y aquellas otras que pueden ser
perceptibles a simple vista. Esta concentración afecta la DBO y DQO debido a que los
sólidos consumen el oxigeno existente. (Metcalf & Eddy, 1996).
c. Nitrógeno
Los elementos nitrógeno son esenciales para el crecimiento de protistas y plantas,
razón por la cual reciben el nombre de nutrientes o bioestimulantes. El contenido total de
nitrógeno está compuesto por nitrógeno orgánico, amoníaco, nitrito y nitrato. (Metcalf &
Eddy, 1996).
d. Nitrógeno inorgánico
También llamado nitrógeno amoniacal, este influye en el pH de las aguas. Gran parte
del nitrógeno presente en el agua residual se debe a los compuestos nitrogenados
utilizados en la agricultura y en la industria química como por ejemplo el uso de
fertilizantes y detergentes. (Metcalf & Eddy, 1996).
El amoníaco se encuentra en el agua residual debido a una degradación incompleta
de la materia orgánica. La presencia de este nutriente significa una posible
contaminación debido a bacterias, desechos de origen animal, y por tanto puede
considerarse como “insegura”.
e. Nitrógeno orgánico
El Nitrógeno orgánico contribuye al desarrollo de las bacterias y demás seres
acuáticos no deseables. Su presencia en las aguas residuales es aportada a través de
las excretas humanas, además se los encuentra en la forma de proteínas, aminoácidos y
urea. La presencia de nitrógeno orgánico en las aguas residuales urbanas se debe
también a los residuos domésticos formados por proteínas o productos de su
degradación: polipéptidos. (Clair Sawyer, 2001).
f. Nitrógeno de nitrito
Es un indicador de contaminantes previo al proceso de estabilización, y rara vez su
concentración excede de 1 mg/L en aguas residuales. Los nitritos son de gran

GENERALIDADES
10
importancia porque son altamente tóxicos para peces y demás seres acuáticos. (Crites
Tchobanoglous, 2000).
Los nitritos pueden estar presentes en las aguas, bien por la oxidación del amoniaco o
por la reducción de los nitratos. En el primer caso, es casi segura que su presencia se
deba a una contaminación resiente, aunque haya desaparecido el amoniaco.
g. Nitrógeno de nitrato
En un agua típicamente urbana no deben existir nitratos y su presencia se debe a la
oxidación del nitrógeno amoniacal en presencia de oxígeno, ya que la preponderancia del
nitrógeno en forma de nitratos en un agua residual es un fiel indicador de que el residuo
se ha estabilizado con respecto a la demanda de oxígeno. (Metcalf & Eddy, 1996).
h. Fósforo
La concentración de fósforo total es comúnmente de 4-15 mg/l en aguas residuales
urbanas (Metcalf-Eddy, 1996). El fósforo se puede encontrar en tres formas distintas:
fósforo orgánico (especies particuladas), ortofosfatos y polifosfatos (especies disueltas).
El fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas y
microorganismos protistas, por tal razón, al nitrógeno y al fósforo se los llama
bioestimuladores.
Este parámetro físico se encuentra en el agua residual urbana principalmente por la
materia fecal humana (50-65%), de los vertidos de residuos alimenticios y de los
compuestos de fosfato inorgánico contenidos en los detergentes y de los productos de
limpieza. El uso de los detergentes como sustituto del jabón a aumentado en gran
medida el contenido de fósforo de las aguas residuales domésticas. (Clair N. Sawyer,
2001).
i. Cloruros
La presencia de cloruros en las aguas residuales urbanas es un parámetro importante.
Las heces humanas por ejemplo, suponen unos 6g de cloruros por persona y día.
(Metcalf & Eddy, 1996). En lugares donde la dureza del agua es alta, los compuestos
usados para reducir la dureza son fuentes de origen de cloruros.

GENERALIDADES
11
j. Alcalinidad
La alcalinidad del agua se define como su capacidad para neutralizar ácidos (Standard
Methods, 1995). En aguas residuales la alcalinidad se debe a la presencia de hidróxidos,
carbonatos y bicarbonatos de elementos como calcio, magnesio, sodio, potasio o de ion
amonio. La alcalinidad es un parámetro esencial de la calidad de un agua y está
relacionada con los procesos de nitrificación y desnitrificación (Escaler, 1997, citado por
Barajas López, 2002, cap. 4).
k. Grasas
Las grasas son los compuestos orgánicos constituidos principalmente por ácidos
grasos de origen animal y vegetal. Es de suma importancia analizar específicamente la
presencia de grasas en el agua residual, ya que pueden provocar problemas en
determinadas partes del tratamiento provocando: mal olor, formaciones de espuma e
inhiben la vida de los microorganismos, además provocan problemas de mantenimiento y
pueden obstruir conductos.
Las grasas están siempre presentes en las aguas residuales domésticas debido al uso
de manteca, grasas y aceites vegetales en cocinas. Pueden estar presentes como
aceites minerales derivados del petróleo, debido a contribuciones no permitidas, como
por ejemplo: estaciones de servicio, y son altamente indeseables porque se adhieren a
las tuberías provocando su obstrucción.
l. Carbono orgánico total (COT)
El carbono orgánico total es un nutriente necesario para el desarrollo de la flora
acuática y por tanto la convivencia o no de su presencia en el vertido va a depender de
cuales sean las aplicaciones o los tratamientos que se vayan a hacer. Si su
concentración es elevada provocará el crecimiento de algas indeseables. El carbono
orgánico está presente especialmente debido al uso de fertilizantes y a residuos de
alimentos. (Metcalf & Eddy, 1995).
El COT se usa como medida de su polución y se puede relacionar con la DBO y DQO.
La relación entre DBO5/COT para aguas residuales no tratadas varía de 1.2 a 2 mg/l.
(Crites Tchobanoglous, 2000). Esta relación nos ayudará a evaluar la naturaleza orgánica
de un agua residual.

GENERALIDADES
12
m. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)
La DBO expresa la cantidad de oxigeno necesaria para biodegradar la materia
orgánica (degradación por microorganismos). En la práctica, permite apreciar la carga de
agua en materias putrescibles y su poder autodepurador, y de ello se puede deducir la
carga máxima aceptable. Este indicador se aplica principalmente en el control del
tratamiento primario en las estaciones depuradoras y en evaluar el estado de
degradación de los vertidos que tengan carga orgánica. Uno de los ensayos más
importantes para determinar la concentración de materia orgánica de aguas
residuales es el ensayo de DBO que normalmente se mide en un período de incubación
de 5 días (DBO5) a 20 °C.
n. Demanda química de oxígeno (DQO)
La medida de la DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en el
agua cualquiera que sea su origen orgánico o mineral (hierro ferroso, nitritos, amoniaco,
sulfuros y cloruros). La DQO corresponde al volumen de oxígeno requerido para oxidar la
fracción orgánica de una muestra susceptible de oxidación al dicromato o permanganato,
en medio ácido. El DQO generalmente es mayor que la DBO.
Es importante recalcar que si la relación entre la DBO5/DQO es mayor a 0.5, los
residuos se consideran fácilmente tratables mediante procesos biológicos. Si la relación
DBO5/DQO es menor a 0.3, el residuo puede contener constituyentes tóxicos.
o. Metales pesados
Los metales pesados son originados por las actividades de tipo industrial y comercial
como por ejemplo la metalurgia que es donde se utiliza este tipo de metales. Son de
interés en el tratamiento, reutilización y vertimiento de efluentes.
Los metales pesados son, en algunos casos esenciales para el desarrollo y el
crecimiento de las plantas y microorganismos, y a determinados niveles estos elementos
esenciales se pueden convertir en tóxicos. El Cobre, Plomo, Níquel, Zinc, Mercurio
retardan la acción microbiana. En esta forma los compuestos tóxicos en aguas y
desechos conducen a resultados alterados de DBO.
Los metales pesados analizados para nuestro estudio son: cobre, cadmio, níquel,
cromo, hierro, plomo, mercurio, manganeso, zinc.

GENERALIDADES
13
Cobre.- El cobre es un metal que ocurre naturalmente en el ambiente. Este metal se usa
para fabricar: alambres, cañerías y láminas de metal. El cobre también se combina con
otros metales para fabricar cañerías y grifos de latón y bronce.
Los compuestos de cobre son usados comúnmente en la agricultura para tratar
enfermedades de las plantas, como el moho, para tratar agua, y como preservativos para
alimentos, cueros y telas, además puede ser liberado por la industria minera, actividades
agrícolas y de manufactura. (ATSDR, septiembre 2004).
Hierro.- La concentración elevada de hierro puede deberse al arrastre de tierra del lugar,
donde se encuentra con mayor frecuencia suelos arcillosos viejos u oxidados; esto se
debe a que el hierro se produce al romperse los bordes de los minerales cristalinos de la
arcilla. También puede ser que existan lavaderos de minerales, empresas siderúrgicas y
otras, (Metcalf & Eddy, 1995).
Plomo.- La mayor parte proviene de actividades como la minería, manufactura industrial
y de quemar combustibles fósiles. Se usa en la fabricación de baterías, municiones,
productos de metal (soldaduras y cañerías). Debido a inquietudes sobre salud pública, la
cantidad de plomo en pinturas y cerámicas y en materiales para recubrir y soldar se ha
reducido considerablemente en los últimos años. (ATSDR, agosto 2007).
Mercurio.- El mercurio es altamente tóxico a niveles relativamente bajos y se acumula en
los peces. Produce "clorosis" en las plantas, es venenoso para los animales.
Manganeso.- El manganeso puede ser liberado al aire, al suelo y al agua durante la
manufactura, uso o disposición de productos a base de manganeso. El manganeso no
puede ser degradado en el ambiente. Solamente puede cambiar de forma o adherirse
o separarse de partículas. En el agua, tiende a adherirse a partículas o a depositarse en
el sedimento. La forma química del manganeso y el tipo de suelo determinan la rapidez
con que se moviliza a través del suelo y la cantidad que es retenida en el suelo. (ATSDR,
septiembre 2008).
El manganeso ocurre naturalmente en la mayoría de los alimentos y además se puede
agregar a algunos alimentos. El manganeso se usa principalmente en la producción de
acero para mejorar su dureza, rigidez y solidez. También se puede usar como aditivo en
la gasolina para mejorar su octanaje. (ATSDR, septiembre 2008).

GENERALIDADES
14
Zinc.- Su presencia se debe a que el agua en algunos casos arrastra y lava algunos
desechos de la basura como pilas y otros productos contaminantes. (Metcalf & Eddy,
1995). Cierta cantidad de zinc es liberada al ambiente por procesos naturales, pero la
mayor parte proviene de actividades humanas tales como la minería, producción de
acero, combustión de petróleo e incineración de basura.
El zinc puro es un metal brillante blanco-azulado. Tiene muchos usos comerciales
como revestimiento para prevenir corrosión, en compartimientos de baterías secas y,
mezclado con otros metales, para fabricar aleaciones como el latón y bronce. El zinc se
combina con otros elementos para formar compuestos de zinc. Los compuestos de zinc
son ampliamente usados en la industria para fabricar pinturas, caucho, tinturas,
preservativos para maderas y ungüentos. (ATSDR, agosto 2005).
1.4.2.2. Pesticidas clorados y pesticidas organoclorados
Los pesticidas son compuestos usados para impedir, destruir, repeler o controlar
formas de vida tanto animales como vegetales (J. Romero, 1999). Como pesticidas con
se puede designar a los: herbicidas, fungicidas, o insecticidas.
Los pesticidas se pueden clasificar según a la familia química a la que pertenezcan.
Las más importantes para nuestro estudio son: Organofosforados Y Organoclorados.
p. Organofosforados
Los pesticidas organofosforados tienden a degradarse rápidamente cuando se
exponen a la luz, el aire y el suelo aunque pequeñas cantidades pueden persistir y
terminar en la comida y en el agua potable. Su capacidad de degradación hace de estos
compuestos una interesante alternativa para los persistentes pesticidas organoclorados.
Estos pesticidas tienen una toxicidad mucho más aguda planteando riesgos para los
agricultores, los aplicadores de pesticidas y cualquiera que se exponga a cantidades
importantes de estos compuestos.
Los organofosforados comúnmente utilizados incluyen: Parathion, Malathion,
Methylparathion, Chlorpyrifos, Dichlorvos, Phosmet, Azinphos methyl.
q.Organoclorados
Esta familia química hace referencia a un amplio grupo de compuestos químicos
orgánicos que contiene cloro, además de otros elementos químicos. Muchos insecticidas

GENERALIDADES
15
poderosos y efectivos son compuestos organoclorados. Algunos ejemplos comunes
incluyen: DDT, dicofol, heptachlor, endosulfan, chlordane, mirex y pentachlorophenol.
Tienen una importante persistencia no sólo en el suelo sino también a nivel de los tejidos
humanos. Numerosos compuestos representativos de esta categoría están prohibidos
debido a su neurotoxicidad.
1.4.2.3. Características bacteriológicas
Las características biológicas de las aguas residuales son de fundamental importancia
en el control de enfermedades causadas por organismos patógenos de origen humano.
(Crites Tchobanoglous, 2000). Las bacterias y otros microorganismos cumplen un
papel activo dentro de la descomposición y estabilización de la materia orgánica y
necesitan nutrientes para su desarrollo, tales como: N, P, K, Mg, Fe, Cl, su ausencia
limitaría o alteraría su crecimiento.
Uno de los parámetros más usados para evaluar las características bacteriológicas de
un agua residual son los Coliformes Totales que incluyen: Coliformes Fecales +
Coliformes de Origen No-fecal. Los coliformes son especies de organismos que indican
contaminación por desechos humanos y animales (Metcalf & Eddy, 1996). Es importante
mencionar que el grupo Coliformes Fecales están compuestos de varias cepas de
bacterias, donde se encuentra el Escherichia Coli.
El ESCHERICHIA COLI es un organismo parte de la población bacteriana que se
encuentra en los intestinos del ser humano y animales, común en heces humanas.
(Metcalf & Eddy, 1996). Las especies de E. Coli aparentan ser las más representativas de
contaminación por origen fecal, por lo que se lo utiliza como un indicador.
1.5. EL SUELO: CARACTERÍSTICAS Y COMPOSICIÓN
Uno de los aspectos fundamentales para seleccionar un tratamiento natural con
aplicación directa sobre el terreno, implica realizar un estudio de caracterización físico-
química e hidráulica del suelo donde se producen de forma intensa los procesos
responsables de la depuración de las aguas residuales.
1.5.1 Características físicas del suelo
Las características físicas del suelo nos permitirán conocer dos aspectos
fundamentales la porosidad y la estructura de las cuales dependerá la permeabilidad del

GENERALIDADES
16
suelo. Los ensayos más adecuados para clasificar el suelo son: los límites de Atterberg,
granulometría, textura y estructura.
a. Límites de Atterberg
Llamados también límites de consistencia se utilizan para caracterizar el
comportamiento de los suelos finos.
- Límite líquido: Es cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado
plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de
Casagrande.
- Límite plástico: Es cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado
semisólido. Este ensayo mide la humedad más baja con la que pueden formarse
cilindros de suelo de 3 mm (1/8") de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la
mano y una superficie lisa, sin que dichos cilindros se desmoronen.
b. Granulometría
La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado. El
método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar las partículas por
una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen
como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. El ensayo de
granulometría nos permite determinar el tipo de suelo según una escala granulométrica.
c. Textura
El análisis de la textura aporta información acerca de los factores principales que
condicionan el comportamiento del suelo y zona no saturada como transmisor del fluido y
depurador. Las fracciones granulométricas finas, especialmente dentro del rango de los
limos finos y las arcillas, son las responsables de gran parte de los procesos de
depuración y de retención de los sedimentos orgánicos que luego serán
descompuestos por la actividad microbiológica (Moreno Merino L, et. al, 2000).
Para determinar la clase textural del suelo se ha utilizado el diagrama triangular de
textura Fig. 1.2. El equipo utilizado es el hidrómetro, el cual se usa para determinar el
porcentaje de partículas de suelos dispersados que permanecen en suspensión en un
determinado tiempo. La cantidad de muestra necesaria para limos y arcillas es de 50 a 60
gramos de suelo.

GENERALIDADES
17
Fig. 1.2 Triángulo textural
d. Estructura
La estructura del suelo se define por la forma en que se agrupan las partículas
individuales de arena, limo y arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan, toman
el aspecto de partículas mayores y se denominan agregados.
Observar la estructura del suelo es importante, permitiendo establecer la eficiencia de
las arcillas en los procesos de infiltración sobre el suelo, ya que las arcillas mal
estructuradas disminuyen la capacidad de infiltración del suelo.
La forma estructural del suelo se determina con un examen visual in-situ, observando
los estratos y que características de color presentan cada uno de ellos, mediante la
excavación de una calicata.

GENERALIDADES
18
1.5.2 Características químicas del suelo
Las características químicas del suelo influyen básicamente en la capacidad de
depuración del suelo, así como los mecanismos de retención de ciertos constituyentes.
Los análisis químicos incluyen:
• Capacidad de intercambio catiónico
• pH
• % de materia orgánica
• Nitrógeno total
• Fósforo
• Potasio
• Calcio
• Magnesio
• Hierro
• Manganeso
• Cobre
• Zinc
• Boro
• Azufre
e. Intercambio catiónico
Todos los suelos presentan cargas negativas en la superficie de sus constituyentes.
De acuerdo con el principio de electro-neutralidad, las cargas negativas en la
superficie de los coloides son neutralizadas por una cantidad equivalente de cationes en
la solución suelo, los que pueden quedar adsorbidos (Alloway, 1995; Silva, 2004).
Esta adsorción de cationes por el suelo, se caracteriza porque el ión es atraído
electrostáticamente por las superficies cargadas de la fracción coloidal del suelo,
formando complejos llamados esferas externas. La cantidad de iones que pueden ser
adsorbidos de forma intercambiable en el suelo se llama capacidad de intercambio
catiónico.
f. pH
El pH cumple una de las funciones más relevantes influyendo de forma directa sobre
los organismos del suelo, (Seoánez C., 2004). Además, el pH está directamente
relacionado con la disponibilidad de nutrientes a través de su conexión al porcentaje de
saturación de bases como el Calcio y Magnesio.

GENERALIDADES
19
En general, el pH más apropiado para que la vegetación tenga nutrientes disponibles,
debe ser ligeramente ácido, del orden de 6,4 a 6,7. (Seoánez C., 2004).
El pH del suelo tiene un efecto sobre la biodisponibilidad de la mayoría de los metales
pesados al afectar el equilibrio entre: la solubilidad, adsorción e intercambio de iones en
el suelo (Kabata Pendias, 2000; Reichman, 2002).
g. Contenido de materia orgánica
La materia orgánica contribuye al crecimiento vegetal mediante sus efectos en las
propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
Dentro de sus propiedades están las siguientes:
- Función nutricional la que sirve como fuente de nitrógeno y fósforo para el desarrollo
vegetal.
- Función biológica la que afecta profundamente las actividades de organismos de
microflora y microfauna.
- Función física y físico-química la que promueve una buena estructura del suelo, por lo
tanto mejorando la aireación y retención de humedad e incrementando la capacidad
amortiguadora y de intercambio de los suelos.
h. Nitrógeno
Las pérdidas de nitrógeno en el suelo, además de las debidas al consumo de las
plantas y lixiviación de nitratos, pueden producirse por desnitrificación y volatilización. La
desnitrificación tiene lugar cuando la aireación es pobre, y por la alta demanda de
oxígeno y materia carbonosa residual. La volatilización del amoniaco ocurre con pH
alcalinos y cuando hay una considerable aireación o movimiento de aire sobre el suelo.
i. Fósforo
La inmovilización del fósforo está relacionada con los constituyentes minerales del
suelo. En suelos ácidos se debe a la formación de compuestos insolubles de hierro y
aluminio, mientras que en suelos alcalinos la fijación se debe a compuestos insolubles de
calcio.

GENERALIDADES
20
j. Potasio
La importancia del potasio en el suelo radica fundamentalmente en el cuidado de las
plantas, en general el suelo normalmente retiene el potasio y es usado por las plantas
para tener más resistencia a las enfermedades.
k. Calcio
El calcio es más común en suelos agrícolas procedentes de las rocas originarias, es
un dominante de los cationes donde la mayor o menor cantidad se refleja en el grado de
saturación de las arcillas, cuyo indicador es el pH del suelo.
Por lo general es absorbido por las plantas, además es utilizado como parte
fundamental en la constitución de las sales en la solución del suelo.
l. Magnesio
El magnesio también es un elemento presente en el suelo para ser absorbido por la
plantas en forma de sales solubles. En términos generales el calcio y magnesio se
encuentran disponibles como cationes de intercambio y la cantidad disponible tiene una
relación directa con la meteorización de los minerales y el grado de lixiviación.
m. Hierro (Fe) y manganeso (Mn)
Los óxidos hidratados de Fe y Mn absorben metales pesados en forma específica y
determinan su biodisponibilidad. También actúan en el intercambio catiónico ya que,
dependiendo del pH pueden tener carga negativa en su superficie.
Se ha demostrado que los óxidos de hierro y manganeso tienen mayor capacidad de
adsorción de metales pesados que los óxidos de aluminio y otros minerales de la arcilla.
n. Cobre y zinc
Son micronutrientes para las plantas, o sea que solamente son necesarias en
cantidades relativamente bajas. Es importante mencionar que a medida que se aumenta
la concentración del fosforo en el suelo, disminuye la absorción del Zinc por la raíces de
las plantas.

GENERALIDADES
21
1.5.3 Características hidráulicas del suelo
Las características hidráulicas del suelo permiten conocer la cantidad de agua que
puede ser infiltrada por unidad de superficie y por tanto, es determinante a la hora de
establecer las dimensiones del sistema de depuración. Dentro de estas características
están la permeabilidad o capacidad de infiltración del suelo, la cual limita la carga
hidráulica admisible por el suelo receptor. Otro de los ensayos que delimita el tipo de
tratamiento es la profundidad a la que se encuentra el nivel freático.
o. Permeabilidad o capacidad de infiltración
La permeabilidad es la capacidad con la que el agua pasa a través del suelo y
depende de la estructura y la textura del suelo. Puede medirse en el laboratorio o en el
terreno. En laboratorio puede ser determinada a través de dispositivos llamados
permeámetros por dos métodos: por carga variable y por carga constante; para nuestro
estudio se utiliza el método de permeámetro de carga variable.
− Ensayo en laboratorio (Método de carga variable), Esta prueba se usa para
determinar el coeficiente de permeabilidad de suelos finos, tales como arenas finas, limos
y arcillas, (Alarcón, Alva, 1999). Consiste en utilizar un permeámetro que mide la
cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, por diferencia de niveles en un
tubo piezométrico. Este método, brinda mayor exactitud para suelos menos permeables.
La cantidad de agua escurrida es medida en forma indirecta por medio de la observación
de la relación entre la caída de nivel de agua en el tubo piezométrico y el tiempo
transcurrido.
Fig. 1.3 Diagrama del permeámetro de carga variable
Fuente: Permeabilidad Suelos, (Angelone, et al., 2006)

GENERALIDADES
22
Se obtiene el valor del coeficiente de permeabilidad k, usando la siguiente ecuación
según Cheng Liu, et. al, 2000:
(Ecuación 1.2)
Donde:
k= coeficiente de permeabilidad, cm/s
a= área de la sección transversal del tubo alimentador, cm2
L= Longitud de la muestra, cm
A= área de la sección transversal de la muestra, cm2
h1= altura hidráulica al inicio de la experiencia, cm
h2= altura hidráulica al final de la experiencia, cm
t = tiempo total en que el agua del tubo alimentador pasa de una altura h1 a h2, s
La permeabilidad calculada es para el valor de la temperatura del agua que se utiliza
para el ensayo. Es necesario corregir esta permeabilidad a 20°C multiplicando el valor
calculado por el coeficiente de viscosidad del agua a esa temperatura, ya que se necesita
estandarizar el coeficiente k a una determinada temperatura para comparaciones
posteriores.
− Ensayo in-situ (Ensayo Lefranc con
carga variable)
Este ensayo se utiliza para medir el coeficiente
de permeabilidad en suelos permeables y
semipermeables. El ensayo se efectúa en el interior
de sondeos y puede realizarse durante la ejecución
de la perforación o una vez finalizada ésta. La
perforación debe quedar entibada y, únicamente el
tramo de prueba, situado en la parte inferior de la
tubería quedará libre. Se hace subir el nivel
hasta una altura h0, y posteriormente se mide
dos niveles, h1 y h2, entre las que ha
transcurrido un tiempo t.
2
1
log
*
3.2
h
h
tA
aL
k =
Fig. 1.4 Ensayo Lefranc

GENERALIDADES
23
‫ܭ‬ =
݀݁
2
݈݊ቀ2‫ܮ‬
݀ൗ ቁ
8‫ݐܮ‬
݈݊
ℎ1
ℎ2
La permeabilidad se calcula mediante la expresión siguiente:
(Ecuación 1.3)
Donde:
K = conductividad hidráulica, m/s
h1, h2 = altura del agua al principio y al final del ensayo, m
t = tiempo transcurrido entre la observación de los niveles h1 y h2, s
L = longitud de la zona filtrante, m
d = diámetro de la zona filtrante, m
de = diámetro de la entubación (puede ser igual a d), m
p. Profundidad del nivel freático
La profundidad del nivel freático es uno de los aspectos más importantes y limitantes a
la hora de seleccionar una tecnología de depuración de las aguas residuales, ya que
evidencia la presencia de aguas subterráneas y la posible contaminación de las mismas
por el transporte de contaminantes desde el subsuelo, si el sistema de tratamiento no
opera correctamente.
Dependiendo del sistema de que se vaya a implementar para el tratamiento de las
aguas residuales para la ciudad de Gonzanamá es necesario, determinar a qué
profundidad se encuentra el nivel freático. Por tanto, para comprobar si el terreno cumple
esta condición se efectúa una perforación de 3 a 4 m con algún equipo de apropiado.
También es importante considerar que el nivel freático varía estacionalmente con las
lluvias, siendo recomendable conocer la variación del nivel en época de invierno y
verano.
1.6. CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS
La relevancia del clima como factor regulador del medio natural y su incidencia sobre
el ser humano y sus actividades, es innegable, uno de los aspectos importantes que
sirven como criterio de selección de la tecnología adecuada de depuración del agua
residual, es el estudio climatológico de la ciudad de Gonzanamá.

GENERALIDADES
24
La caracterización climatológica engloba cuatro factores que son de real importancia e
indispensables en el proceso, éstos son:
- Precipitación
- Temperatura
- Evapotranspiración
- Viento
La evolución de los factores climáticos, constituyen datos necesarios para el cálculo
de:
- El número de días que el sistema no puede operar (L. Moreno, 2003)
- Los ciclos de humectación/desecado (L. Moreno, 2003)
- La escorrentía superficial que puede llegar a las instalaciones (L. Moreno, 2003).
1.6.1 Recopilación de la Información
Es importante disponer de la mayor cantidad de años de registro de los diferentes
factores climatológicos no menor de 10 de años. (Moreno L., 2003). La fuente de
información fue el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI), a través del
convenio entre la Universidad Técnica Particular de Loja y PREDESUR.
Para el estudio hidrológico de la ciudad de Gonzanamá, se utilizó la estación
climatológica ordinaria Gonzanamá con las características que se detallan en la tabla
siguiente:
Tabla 1.4- Estación climatológica ordinaria usada para el estudio.
ESTACIÓN CLIMATOLÓGICA ORDINARIA GONZANAMÁ
CODIGO NOMBRE TIPO LATITUD LONGITUD ELEVACIÓN PROVINCIA
FECHA DE
INSTALACIÓN
M149 Gonzanamá CO 041349S 792552W 2042 msnm Loja 01-oct-75
Para el cálculo de la precipitación media mensual, temperatura media mensual,
velocidad media del viento en 24 horas se ha tomado el registro de 41 años (1965-2005),
37 años (1965-2001), y 20 años (1982 al 2001) respectivamente.
Fuente: INAMHI - http://www.inamhi.gov.ec/estaciones/estacionesportipo/redactual2006co.pdf

GENERALIDADES
25
1.6.2 Precipitación
La precipitación es un aporte más a la balsa de infiltración, por ello es necesario
contar con una descripción, tanto de las precipitaciones máximas, mínimas y medias
mensuales, para cada año tipo, como de su distribución mensual.
Los datos de precipitación que no constan en los registros del INAMHI para algunos
meses, fueron rellenados utilizado el método hidrológico de las proporcionalidades con la
siguiente ecuación:
Con los resultados obtenidos se utilizó la siguiente expresión matemática:
(Ecuación 1.4)
Donde:
Xi = Variable que representa el dato mensual faltante del año a rellenar, mm
PmN = Precipitación media mensual del periodo, mm
Pa = Sumatorias anuales de precipitación de series completas, mm
1.6.3 Temperatura
La evaporación directa puede suponer un porcentaje no despreciable de la pérdida de
agua de la balsa de infiltración, y puesto que en la evaporación influye directamente la
temperatura ambiente habrá que contar con un estudio de distribución de las
temperaturas.
Como es conocido, en las latitudes ecuatoriales la temperatura depende directamente
de la elevación en la que se encuentra la estación de registro aún más que de la latitud o
la temporada del año. Se optó por realizar el relleno de datos faltantes utilizando la media
mensual de las temperaturas registradas.
1.6.4 Evapotranspiración
Es un factor relevante para el diseño, proporcionando la información necesaria para
conocer la perdida de agua en la superficie cubierta completamente de vegetación. La
evapotranspiración está constituida por las pérdidas totales, es decir: evaporación de la
superficie evaporante (del suelo y agua) + transpiración de las plantas.
Pa
incompletoañoexistentesdatosXXX
Pm
X
Pm
X
Pm
X N
N
N ∑+++
===
.....21
2
2
1
1

GENERALIDADES
26
La evapotranspiración es necesaria para realizar el balance total de agua en las
balsas, aunque se pueden emplear métodos basados en formulaciones empíricas, el más
común en el Ecuador es el de Thornthwaite, usado en este estudio. En este caso son
necesarios los datos de temperatura media mensual para realizar su cálculo.
La fórmula utilizada para la evapotranspiración mensual (Vj), en mm es:
(Ecuación 1.5)
Donde:
Ka = Valor de corrección de Vj, de acuerdo con el mes considerado y a la latitud de la
localidad que determinan las horas de sol, cuyos valores se obtienen de tablas.
Tj = Temperatura media mensual
I = Índice térmico anual = Sumatoria de ij
a = exponente que varía con el índice anual de calor de la localidad
ij y a se calculan con las siguiente ecuaciones:
(Ecuación 1.6)
(Ecuación 1.7)
1.6.5 Viento
El viento es un factor climatológico muy importante que junto a la temperatura influye
en la posible generación de malos olores desde la planta de tratamiento a las viviendas
más cercanas. Por tanto, en lo posible habrá que evitar situar las balsas en lugares
azotados por el viento. En el caso, poco frecuente, de aplicar el agua mediante
aspersores es necesario evitar que el viento pueda arrastrar partículas de agua hacia la
población o zonas de cultivo de consumo directo.
a
j
aj
I
T
KV 





=
10
16
514.1
5






=
Tj
ij
492.010*17910*77110*675 42739
++−= −−−
IIIa

GENERALIDADES
27
1.7. TRATAMIENTOS NATURALES DE AGUAS RESIDUALES
Los sistemas naturales de depuración de aguas residuales engloban los
procedimientos en los que el tratamiento se debe a la acción combinada de la vegetación,
el suelo y los microorganismos sin emplearse ningún tipo de agregado químico. Sin
embargo, es necesario realizar un tratamiento primario que retenga los sólidos y las
grasas para optimizar la remoción de contaminantes.
En los últimos años este tipo de tratamientos han recobrado interés debido a sus
ventajas económicas, reducido consumo energético, baja producción de fangos, fácil
operación y mantenimiento con respecto a los sistemas convencionales, y que por tanto,
se convierten en alternativas sostenibles para las pequeñas comunidades en donde, el
reúso de afluentes tratados aplicados a la agricultura puede impulsar la producción
agrícola y mejorar las condiciones económicas de los campesinos de estas zonas.
Los principales tipos de sistemas de tratamiento en el terreno para aguas residuales
incluyen:
− Infiltración Rápida
− Infiltración Lenta
− Escorrentía Superficial
− Humedales: flujo superficial o flujo subsuperficial
1.7.1 Infiltración rápida (IR)
La infiltración rápida es un método de inundación del suelo, apropiada para
tratamiento de aguas residuales domésticas, limitada por las características del suelo, los
costos del terreno y los impactos sobre las aguas subterráneas.
En los sistemas de infiltración rápida el agua aplicada se infiltra por la superficie y
percola por los poros del suelo. Se realiza sobre suelos muy permeables de textura
gruesa, por lo que las superficies necesarias son relativamente pequeñas con cargas
hidráulicas elevadas. El tratamiento se realiza en el suelo sin la intervención de plantas.
(Durruti. J, 1976).
Es un sistema de recarga y posible protección de los acuíferos, remoción de
contaminantes, es fácil de operar y necesita menos área que otros métodos de aplicación

GENERALIDADES
28
sobre el suelo. Su principal limitación es el peligro de contaminación de las aguas
subterráneas en caso de deficiente operación.
Para la instalación de este sistema es primordial:
− Pendiente < 10% para evitar remociones excesivas de terreno.
− Nivel freático a una profundidad de 3 m.
− Permeabilidad del suelo rápida.
1.7.2 Infiltración lenta (IL)
Los sistemas de infiltración lenta contemplan la aplicación del agua residual
doméstica sobre un terreno con vegetación para conseguir tanto el grado necesario de
tratamiento como el crecimiento de la vegetación existente. (Metcalf & Eddy, 1996), a
través de la interacción del suelo, microorganismos y vegetación.
El proceso depurador consiste en aplicar mediante cualquier técnica convencional de
riego (aspersores fijos o móviles) el agua residual doméstica pretratada para que se
infiltre vertical y horizontalmente en el suelo y así abandonar sus contaminantes. Por
tanto, el tratamiento se produce conforme el agua aplicada percola en el terreno.
Los sistemas de IL se pueden clasificar como tipo I (infiltración lenta) o de tipo II
(irrigación en cultivo), dependiendo de los objetivos del diseño. Cuando el objetivo
principal es el tratamiento de aguas residuales se clasifica como tipo I, y se trata la
mayor cantidad de agua residual en la menor área de terreno posible. (Crites
Tchobanoglous, 2000). Los sistemas tipo 2 se diseñan con la finalidad de reutilizar el
agua para la producción agrícola, y consisten en aplicar una caudal suficiente de agua
residual cumpliendo con los requerimientos de irrigación de un cultivo.
Para la instalación de este sistema es primordial:
− Pendiente < al 20% en terrenos cultivados y < 40% en terrenos no cultivados.
− Nivel freático a una profundidad de 0.9 a 1.20 metros
− Permeabilidad del suelo baja o moderadamente rápida
1.7.3 Escorrentía superficial (ES)
El agua se depura por medio de procesos físicos, químicos y biológicos, al discurrir
por suelos superficiales relativamente impermeables con cobertura vegetal para evitar la
erosión. La escorrentía superficial es esencialmente un proceso biológico en el cual se

GENERALIDADES
29
aplica el agua residual sobre las zonas de un terreno donde fluye a través de la superficie
vegetal hasta unas zanjas de recolección. A medida que el agua fluye sobre el suelo,
una porción se infiltra, otra se evapora y el resto fluye a los canales de recolección.
Para la instalación de este sistema es necesario:
- Suelos con drenaje limitado tales como arcillas y limos arcillosos.
- Pendientes del orden del 2 al 12%.
- Superficies muy lisas para que el agua forme una lámina sobre el suelo. La extensión
necesaria del terreno oscila entre 10 y 44 m2
/hab.
El grado de tratamiento alcanzable es equivalente a uno secundario, generalmente
con buena reducción de nitrógeno y un bajo rendimiento en la eliminación de fósforo,
remociones del 90 al 70% para la DBO5 y los sólidos en suspensión.
Este sistema es viable, de costo bajo, eficiente para tratamiento de aguas residuales
con materia orgánica degradable y sometidas a pretratamiento de cribado más
sedimentación.
1.7.4 Humedales
Los humedales pueden ser naturales o artificiales. Son sistemas de tratamiento
natural por medios acuáticos en los cuales las plantas y animales son los principales
medios que intervienen en el tratamiento de aguas residuales municipales, eliminando
grandes cantidades de materia orgánica, sólidos, nitrógeno, fósforo. Los humedales
artificiales son de superficie libre de agua (con espejo de agua, o de de flujo
subsuperficial (sin espejo de agua)).
Los humedales tienen tres funciones básicas que los hacen tener un atractivo
potencial para el tratamiento de aguas residuales, son las siguientes:
− Fijar físicamente los contaminantes en la superficie del suelo y la materia
orgánica.
− Utilizar y transformar los elementos por intermedio de los microorganismos
− Lograr niveles de tratamiento consistentes con un bajo consumo de energía y bajo
mantenimiento.

GENERALIDADES
30
a. Humedales de flujo libre o superficial (HFL)
Los humedales de flujo libre con espejo de agua son balsas, una ciénaga, pantano o
canales paralelos con la superficie del agua expuesta a la atmósfera y el fondo
constituido por suelo relativamente impermeable, en la que la vegetación está inundada
hasta una profundidad de 10 a 60 cm. La vegetación puede ser cañas, juncos, espadaña.
b. Humedales de flujo subsuperficial (HFS)
Los humedales de flujo subsuperficial es un método acuático en el que el agua fluye
por debajo de la superficie de un medio poroso de grava gruesa o arena sembrado de
plantas emergentes (J. Rojas, 1999, p. 898). La profundidad del lecho va desde 1.5 a 3.3
pies (0.45 a 1 m) y tiene una pendiente característica de 0 a 0.5%.
Este tipo de tratamiento tiene la ventaja de evitar posibles problemas de mosquitos y
generación de malos olores, ya que el nivel del agua está por debajo de la superficie.
Como desventaja, sin embargo presentan mayores costos por el medio de grava y riesgo
de taponamiento.
1.8. CONSIDERACIONES AMBIENTALES
La conservación del medio ambiente y la protección de la salud pública son el
propósito esencial del tratamiento de las aguas residuales.
Existen algunas consideraciones ambientales que se deben tomar en cuenta para
garantizar que la planta de tratamiento no produzca contaminación en el aire (malos
olores y ruido), el medio físico en lo referente al paisajismo, el suelo como medio
depurador y el agua (subterránea o en los cauces).
Se debe corregir durante el funcionamiento de las instalaciones la producción de
malos olores por factores como el viento y la temperatura.
Otro de los aspectos ambientales fundamentales es decidir la localización de la
instalación, la misma que debe evitar alterar el paisajismo de la zona, y generar un
impacto visual desagradable a la comunidad. Además de eludir los posibles malos olores
que puedan producirse o la proliferación de insectos que sean portadores de
enfermedades.

GENERALIDADES
31
No hay que olvidar que se está infiltrando agua residual directamente sobre el suelo, lo
cual genera una serie de riesgos si no se realiza un seguimiento exhaustivo del proceso y
de la evolución tanto del suelo como del medio hídrico. Frente a los problemas que se
puedan generar la medida más adecuada es la realización de análisis sobre el
comportamiento del suelo, los vertidos y el agua subterránea, determinándose los niveles
máximos de vertido, en función de la capacidad depuradora o de retención de la
contaminación del suelo.
1.9. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA PARA
La selección la tecnología más apropiada para tratar un vertido residual, el primer paso
es realizar algunos estudios preliminares que implican un análisis completo del afluente
que va ha ser depurado con el fin de determinar el grado de contaminación existente y, el
nivel de calidad que se desea en el agua tratada de acuerdo al objetivo del tratamiento.
Otro aspecto importante es el nivel económico de la población en donde se desarrollara
el proyecto, manteniendo el equilibrio coste-rendimiento, para que el tratamiento aplicado
sea sostenible y eficiente.
Por lo tanto, los factores a tener en cuenta en la toma de decisión final del tipo de
tratamiento a implantar son los que se mencionan a continuación:
- Factores demográficos: población, servicio de agua potable y alcantarillado
- Objetivos del tratamiento
- Características del terreno: pendiente, profundidad del nivel freático
- Características del medio receptor (suelo): Caracterización físico-química e hidráulica
- Caudales de vertido
- Características básicas del afluente: carga orgánica, concentración bacteriana,
metales, pesticidas, temperatura, caudales.
- Disponibilidad del terreno
- Climatología: (precipitaciones, vientos, evapotranspiración, temperatura).
- Impacto ambiental
- Costos de construcción, operación y mantenimiento
- Eficiencia del tratamiento

CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
32
2.1 INTRODUCCIÓN
En este capítulo se analizará la composición físico-química y bacteriológica del agua
residual urbana de la ciudad de Gonzanamá, así como la relación entre los diferentes
parámetros.
La caracterización del agua residual urbana se efectuó mediante la determinación de
los parámetros más representativos de su composición, estos son: pH, Sólidos totales,
Sólidos disueltos, Sólidos en suspensión, Nitrógeno (Orgánico, amoniacal, nitrato, nitrito),
Fósforo (orgánico, inorgánico), Cloruros, Alcalinidad, Grasas, Carbono orgánico Total,
DBO, DQO y Boro y metales pesados, pesticidas clorados y pesticidas organoclorados.
2.2 MUESTREO DE AGUAS
2.2.1 Programa de muestreo de agua residual
El programa de muestreo que se aplicó para caracterizar el agua residual de la ciudad
de Gonzanamá, comprendió en su primera fase visitas de campo que permitieron obtener
información básica respecto a los sistemas prestadores del servicio de agua potable,
puntos de descargas del alcantarillado sanitario, características del cuerpo receptor y
definir el sitio más idóneo para el posible tratamiento.
Con la información recabada en la primera fase del monitoreo, se decidió realizar seis
muestreos de agua residual en seis diferentes días para conocer la variación de la carga
contaminante. Las muestras son simples recolectadas desde las 06:00 hasta las 18:00
durante cada hora, para su posterior transporte y análisis en laboratorio. En la tabla 2.1
se muestra los días y fechas escogidos para la toma de muestras en la ciudad de
Gonzanamá.
Tabla 2.1. Fechas de muestreo de agua residual en la ciudad de Gonzanamá
FECHA DE MUESTREO DÍA DE MUESTREO NÚMERO DE MUESTREO
19 de Enero de 2009 Sábado Primero
13 de marzo de 2009 Viernes Segundo
6 de mayo de 2009 Miércoles Tercero
4 de Junio de 2009 Jueves Cuarto
5 de Julio de 2009 Domingo Quinto
16 de Noviembre de 2009 Lunes Sexto

33
2.2.2 Toma de muestras
El objetivo de la toma de muestras in-situ es la obtención de un volumen de agua
residual que sea lo suficientemente pequeño para que sea transportado con facilidad y
manipulado en el laboratorio sin que deje de ser representativo de la fuente que se desea
caracterizar. Es necesario que el personal encargado tenga suficiente conocimiento y
clara conciencia de la responsabilidad de esta operación, con objeto de garantizar que el
resultado analítico represente la composición real.
a. Punto de muestreo
El lugar ideal para el muestreo es el
punto exactamente antes de que la
descarga ingrese a un curso de agua
receptor.
Como punto de muestreo se seleccionó
el último pozo del sistema de alcantarillado
de la ciudad de Gonzanamá antes de la
descarga (Fig 2.1), de fácil acceso. La cota
del pozo es 1915.86 m.s.n.m. y la
profundidad medida en campo es 1.60 m.
b. Equipo de muestreo
− En cada muestreo se ha utilizado:
− Trece botellas de plástico con capacidad de dos litros para la toma de muestras de
agua residual destinadas al análisis físico-químico, lavadas y esterilizadas con con una
solución de permanganato de potasio y ácido sulfúrico.
− Trece botellas ámbar para la recolección de muestras para los ensayos de metales
pesados y pesticidas, debidamente esterilizadas.
− Recipientes esterilizados para examen bacteriológico.
− Dos muestreadores metálicos esterilizados para recolectar las muestras.
− Equipo de refrigeración apropiado para transporte de las muestras.
− Balde de volumen conocido
− 1 Cronómetro
Fig. 2.1. Punto de Muestreo de Aguas

34
− 1 Termómetro
− Cinta para etiquetar las muestras
− Botas, guantes apropiados, mascarilla, mandil.
c. Procedimiento de muestreo
La toma de la primera muestra se realizó a las 06:00 tanto para ensayos físico-
químicos como para ensayos de métales pesados y pesticidas en la botella de plástico y
ámbar respectivamente; complementariamente se midió la temperatura en cada muestra
y se efectuó el aforo respectivo. Cabe recalcar que las muestras recolectadas fueron
simples, tomadas cada hora, hasta las 18:00, con un total de 77 muestras durante todo el
proceso.
Para la toma de muestras bacteriológicas se escogieron las horas pico 10h00, 12h00,
15h00, y 18h00, recolectándose 4 muestras por cada día de muestreo, con un total de 24
durante todo el proceso.
El método de muestreo fue desarrollado siguiendo los procedimientos de la norma
Mexicana NMX-AA-003-1980 para Aguas Residuales-Muestreo, utilizada por el
laboratorio de Aguas del IQA-UTPL al no haber una norma ecuatoriana establecida. El
procedimiento es el siguiente:
− Identificar correctamente
cada una de las muestras,
indicando: la fecha, hora,
sitio de toma, origen del
agua, temperatura de la
muestra.
− Limpiar previamente el lugar
de muestreo elegido para
eliminar incrustaciones,
barro, película bacteriana,
etc., que pueda alterar la
muestra.
− Homogenizar el recipiente
muestreador antes de
efectuar el muestreo.
− Introducir el recipiente
muestreador en el pozo y
homogenizar la botella
Fig 2.2 Toma de muestras de ARU para ensayos físico-
químicos

35
donde se coloca la muestra con el agua residual, para luego llenarla hasta obtener un
volumen de dos litros.
− No exponer la muestra a la luz y mantenerla a temperatura de 4°C en un tanque de
refrigeración apropiado, hasta ser llevada al laboratorio.
2.2.3 Aforo de aguas residuales
Uno de los datos fundamentales a la hora de proyectar un tratamiento de aguas
residuales es el volumen de vertido por unidad de tiempo que va a llegar a la instalación.
Este caudal depende de la población servida y de las costumbres en relación al uso de
agua.
La medición del caudal se efectuó utilizando el método volumétrico con un cronómetro
y un recipiente de volumen conocido para aforar. Se tomó un volumen de muestra (V) en
un tiempo (t) desde que se introduce a la descarga hasta que se retira de ella; la relación
de estos dos valores permite conocer el caudal (Q).
Es importante mencionar que los aforos se efectuaron al igual que la toma de
muestras cada hora. Y se obtuvieron los datos que constan en la tabla 2.2.
Tabla 2.2. Caudales de agua residual en la ciudad de Gonzanamá.
CAUDAL DE AGUA RESIDUAL (L/S)
Nro.
Muestreo
Hora 1M 2M 3M 4M 5M 6M
1 06h00 9,75 9,16 9,04 9,7 6,8 8,15
2 07h00 9,84 9,24 9,24 10,4 6,9 8,2
3 08h00 10,27 10,15 9,25 11,2 7,2 8,5
4 09h00 10,16 9,09 9,54 10,8 7,5 8,2
5 10h00 10,01 9,16 9,84 10,3 7,8 8,6
6 11h00 10,79 9,18 8,99 11,6 8,6 8,5
7 12h00 11,97 10,12 10,16 11,2 8,7 8,6
8 13h00 11,15 10,16 9,69 11,2 8,8 8,9
9 14h00 10,05 9,15 9,92 10,8 7,4 10,4
10 15h00 10,61 9,17 8,73 10,9 6,9 10,4
11 16h00 10,69 9,25 10,16 11,3 7,4 9,3
12 17h00 11,80 9,15 8,99 9,7 8,4 9,2
13 18h00 9,75 9,32 10,5 9,6 9,4
Caudales Media 10,59 9,44 9,45 10,74 7,85 8,95
CAUDAL PICO: 12 L/s CAUDAL MINIMO: 6,8 L/s CAUDAL MEDIO: 9,50 L/s
1M : Primer muestreo ( sábado 17 de enero 2009)
2M : Segundo muestreo ( viernes 13 de marzo 2009)
3M : Tercer muestreo ( miércoles, 06 de mayo de 2009)
4M : Cuarto muestreo ( jueves, 04 de junio de 2009)
5M : Quinto muestreo ( domingo, 05 de julio de 2009)
6M : Sexto muestreo ( lunes, 16 de noviembre de 2009)

36
La fig. 2.3 muestra la evolución que han experimentado los caudales de aguas
residuales a lo largo de todo el proceso de muestreo. El caudal pico registrado durante
los aforos es de 12 l/s y el caudal mínimo de 6,8 l/s. Además se debe mencionar que el
caudal medio es de 9,50 l/s.
Fig. 2.3. Evolución del Caudal de aguas residuales
Fig.2.4. Aforo de las aguas residuales
5
6
7
8
9
10
11
12
13 06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Caudal(l/s)
1M-SÁBADO 2M-VIERNES 3M MIERCOLES
4M-JUEVES 5M-DOMINGO 6M-LUNES

37
2.2.4 Medición de la temperatura en las muestras
En cada muestreo se tomó la temperatura inmediatamente después de su recolección,
los resultados aparecen en la tabla 2.3. Así mismo, en la fig. 2.5 se aprecia la evolución
que ha experimentado la temperatura de las aguas residuales en las 77 muestras
recolectadas para ensayos físico-químicos y bacteriológicos, las mismas que se
encuentran en el rango de 17,5 a 20,6 °C.
Tabla 2.3. Temperatura del agua residual
Nro.
Muestreo
Hora
Temp.
1M
(°C)
Temp.
2M
(°C)
Temp.
3M
(°C)
Temp.
4M
(°C)
Temp.
5M
(°C)
Temp.
6M
(°C)
1 06h00 18.4 18.5 18.2 18.3 17.5 19.3
2 07h00 18.5 18.7 18.4 18.4 17.9 19.4
3 08h00 19.0 18.8 18.8 18.7 18.3 19.6
4 09h00 19.3 19.1 19.1 18.6 18.4 19.5
5 10h00 19.5 19.4 18.9 18.7 18.5 19.5
6 11h00 19.6 20.1 19.2 18.8 19.7 20.0
7 12h00 19.5 20.0 19.0 19.4 19.4 19.6
8 13h00 20.3 20.2 19.0 19.8 19.0 19.5
9 14h00 20.3 20.5 18.5 19.0 19.2 19.7
11 16h00 19.6 20.6 18.2 18.5 18.9 19.5
12 17h00 19.7 20.1 18.2 18.4 18.3 19.4
13 18h00 19.7 19.5 18.2 18.4 18.2 19.4
TEMP. MAX: 20,6 °C TEMP. MIN: 17,5 °C
Fig. 2.5. Evolución de la temperatura en las muestras de aguas residual
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Temperatura(°C)
1M SÁBADO 2M VIERNES 3M MIÉRCOLES
4M JUEVES 5M DOMINGO 6M LUNES

38
Fig.2.6. Medición de la temperatura en las muestras de agua residual
2.2.5 Análisis de laboratorio
La etapa de laboratorio consistió en efectuar los ensayos correspondientes a cada uno
de los parámetros físico-químicos y bacteriológicos representativos que nos permitieron
caracterizar las aguas residuales, realizados en el laboratorio de Agua del IQA-UTPL,
basándonos en los métodos que se presentan en la tabla 2.4.
Tabla 2.4 Métodos de ensayo de los parámetros de caracterización de las aguas residuales.
PARÁMETRO UNIDAD MÉTODO EQUIPO UTILIZADO
PARÁMETROS FÍSICO- QUÍMICOS
pH Adimensional Electroquímico pH-metro
Sólidos disueltos mg/l Gravimétrico Condutimetro
Sólidos totales mg/l Gravimétrico Balanza, bureta, etc
Sólidos en suspensión mg/l Gravimétrico Balanza, bureta, etc.
Nitrógeno orgánico mg/l Volumétrico Balanza, bureta, etc.
Nitrógeno amoniacal mg/l Espectrofotométrico Espectrofotómetro
Nitrógeno de nitrito
mg/l Espectrofotométrico Espectrofotómetro
(DR-2800-DIB)
Nitrógeno de nitrato
mg/l Espectrofotométrico Espectrofotómetro
(DR-2800-DIB)
Cloruro
mg/l Precipitación
(volumétrico)
Balanza, bureta, etc.
Fósforo orgánico mg/l Espectrofotométrico Espectrofotómetro visible
Fósforo inorgánico mg/l Espectrofotométrico Espectrofotómetro visible
Alcalinidad
mg/l Neutralización
(volumétrico)
Balanza, bureta, etc.

39
PARÁMETRO UNIDAD MÉTODO EQUIPO UTILIZADO
Grasas mg/l Gravimétrico Balanza, bureta, etc.
Carbono orgánico mg/l Volumétrico Balanza, bureta, etc.
DBO mg/l Espectrofotométrico Espec-Nova-400
DQO mg/l Espectrofotométrico Espec-Nova-400
Boro
mg/l Colorimétrico
Espectrofotométrico
Espectrofotómetro visible
METALES PESADOS
Cadmio mg/l Absorción Atómica
Espectrofotómetro de
Absorción Atómica
Cobre mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Cromo mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Hierro mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Plomo mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Manganeso mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Mercurio mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Níquel mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
Zinc mg/l Absorción Atómica
Absorción Atómica
PESTICIDAS
Pesticidas Organoclorados y
Organofosforados
mg/l
Cromatología de
gases
---
PARÁMETROS
BACTERIOLÓGICOS
E. Coli ufc/100 ml Standard Methods ---
Coliformes Fecales ufc/100 ml Standard Methods ---
Coliformes totales ufc/100 ml Standard Methods ---
Los ensayos marcados con (*) no están incluidos en el alcance de la acreditación del OAE
Los ensayos marcados con ( ) no están incluidos en el alcance de la acreditación de la A2LA.
El detalle de los resultados de las muestras de agua residual otorgadas por el
laboratorio, así como las tablas comparativas de los seis muestreos, para cada parámetro
están en el Anexo 2-1 y Anexo 2-2.

40
Fig.2.7. . Determinación de Fósforo orgánico
e inorgánico
Fig.2.8. Ensayo de DQO
2.2.6 Análisis y discusión de resultados
Tomando en cuenta el estudio socio económico sanitario realizado en la ciudad de
Gonzanamá y la caracterización de las aguas residuales que se desarrolla en este
apartado, en un 95% constituyen agua residual doméstica, que varía de acuerdo con la
hora del día, día de la semana, mes del año.
Como resultado del proceso de caracterización del agua, en la tabla 2.5 se presenta la
composición del agua residual de la ciudad de Gonzanamá, así también la media
aritmética, desviación estándar, e intervalo máximo y mínimo de la media de cada uno de
los parámetros físico-químicos y bacteriológicos.
La media aritmética se ha utilizado como un punto de tendencia central, o sea del valor
hacia el cual tienden los datos. La media aritmética es la más usada por su facilidad de
cálculo, además se ve afectado grandemente por los valores extremos de la muestra.
La desviación estándar se ha utilizado como un criterio de rechazo de uno o varios
datos que difieren grandemente de los demás valores, tomando en consideración que es
un criterio aplicable en el análisis estadístico cuando se cuentan con más de 10 datos. En
general si el promedio aritmético excede 3 veces la desviación estándar, el dato se puede
rechazar con un nivel de confianza del 95%.

41
Tabla 2.5 Composición físico-química y bacteriológica del agua residual
PARÁMETRO UNIDAD n MEDIA
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
INTERVALO
NORMA DE CALIDAD
AMBIENTAL: RECURSO
AGUA
MIN MAX
CRITERIOS
DE
CALIDAD
ADMISIBLE
PARA
AGUAS DE
USO
AGRÍCOLA
LÍMITES DE
DESCARGA A
UN CUERPO DE
AGUA DULCE
PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS
PH 77 7.01 0.26 6.78 7.35 - -
Sólidos disueltos mg/l 77 98.45 35.74 85.06 121.28 - -
Sólidos totales mg/l 77 301.71 71.77 255.67 349.33 3000 1600
Sólidos
Suspensión
mg/l
77
60.04 38.96 39.17 82.40
- 100
Nitrógeno
Orgánico
mg/l
77
12.52 9.20 8.66 23.55
- -
Nitrógeno
Amoniacal
mg/l
77
10.71 7.54 5.23 27.18
- -
Nitrógeno de
Nitrato
mg/l
77
1.73 1.37 1.06 2.82
- -
Nitrógeno de
Nitrito
mg/l
77
0.10 0.11 0.05 0.21
- -
Cloruro mg/l 77 28.73 6.64 25.50 34.10 - -
Fósforo Orgánico mg/l 77 0.48 0.30 0.31 0.68 - -
Fósforo
Inorgánico
mg/l 77
1.53 0.98 0.98 2.56
- -
Alcalinidad mg/l 77 104.63 42.12 86.33 126.17 - -
Grasas mg/l 77 41.10 26.21 27.00 64.00 0.3 0.3
Carbono
Orgánico Total
mg/l
77 94.36 33.83 69.79 121.00
- -
DBO mg/l 77 112.24 48.90 73.24 139.44 - 100
DQO mg/l 77 247.84 97.24 155.67 306.80 - 250
Boro mg/l 77 0.78 0.43 0.52 1.27 - -
METALES PESADOS
Hierro mg/l 77 0.539 0.364 0.42 0.80 5.0 10
Plomo mg/l 77 0.029 0.033 0.01 0.05 0.05 0.2
Manganeso mg/l 77 0.111 0.072 0.09 0.14 0.2 2
Zinc mg/l 77 0.111 0.113 0.07 0.14 2.0 5
PESTICIDAS ORGANOFOSFORADOS
Clorpirifos metil mg/l 77 0.0031 0.0035 0.000 0.0039
Total 0.1 Total 0.1
Ethion mg/l 77 0.0021 0.0021 0.000 0.0038
Carbofenotion mg/l 77 0.0015 0.0015 0.0005 0.0026
Tetraclorvinfos mg/l 77 0.0011 0.0001 0.0002 0.0003
Azinfos etil mg/l 77 0.0009 0.0011 0.0000 0.0029

42
PARÁMETRO UNIDAD n MEDIA
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
INTERVALO
NORMA DE CALIDAD
AMBIENTAL: RECURSO AGUA
MIN MAX
CRITERIOS DE
CALIDAD
ADMISIBLE PARA
AGUAS DE USO
AGRÍCOLA
LÍMITES
DE
DESCARGA
A UN
CUERPO
DE AGUA
DULCE
Alfa HCH mg/l 77 0.0032 0.0024 0.0000 0.0076
Total 0.2 Total 0.05
2-4 DDT mg/l 77 0.0029 0.0035 0.0000 0.0058
Metoxicloro mg/l 77 0.0022 0.0037 0.0000 0.0060
Endrin mg/l 77 0.0020 0.0015 0.0004 0.0033
Mixer mg/l 77 0.0049 0.0029 0.0000 0.0059
Aldrin mg/l 77 0.0048 0.0031 0.0004 0.0084
Dieldrin mg/l 77 0.0040 0.0025 0.0000 0.0092
4-4 DDT mg/l 77 0.0016 0.0022 0.0000 0.0053
2-4 DDE mg/l 77 0.0078 0.0037 0.0000 0.0166
Beta HCH mg/l 77 0.0019 0.0000 0.0000 0.0032
Heptacloro mg/l 77 0.0088 0.0096 0.0000 0.0185
Delta HCH mg/l 77 0.0025 0.0000 0.0000 0.0034
Gama HCH mg/l 77 0.0055 0.0000 0.0000 0.0077
PARÁMETROS BACTERIOLÓGICOS
Coliformes
Totales
ufc/100
ml
36 4.1E+07 2.9E+07 3.5E+07 4.9E+07
- -
E. Coli
ufc/100
ml
36 1.8E+07 1.49E+07 1.4E+07 2.8E+07
- -
Coliformes
Fecales
ufc/100
ml
36 2.5E+07 2.8E+07 2.2E+07 2.9E+07
Remoción > al
99.9 %
Remoción
> al 99.9 %
n : es el numero de muestras
De los resultados obtenidos en los análisis de aguas para la ciudad de Gonzanamá se
puede concluir:
Los valores de pH fueron próximos a la neutralidad típicos de aguas residuales, el
intervalo de la media esta de 6.78 a 7.35 con un valor medio de 7.01, y dentro de un
rango necesario para que exista la actividad biológica suficiente en el agua residual para
la eliminación de nutrientes y materia orgánica (6.5 – 8.5). La fig. 2.9 muestra que el
rango de variación del pH ha sido bajo, no excediendo de la unidad en la mayoría de los
muestreos. Por otro lado, durante el proceso de estudio se registraron concentraciones
de alcalinidad, variando en el intervalo de 86.33 mg/l a 126.17 mg/l, con una media de
104.63 mg/l. Así mismo, la variación de la alcalinidad fue moderada, con cerca del 60%
de los datos cercanos a la media.

43
6.20
6.40
6.60
6.80
7.00
7.20
7.40
7.60
7.80
8.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
pH
1M SABADO 2M VIERNES 3M MIERCOLES 4M JUEVES
5M DOMINGO 6M LUNES MEDIA
Fig. 2.9. Evolución del pH en el agua residual
20.00
70.00
120.00
170.00
220.00
270.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Alcalinidad(mg/L)
Fig. 2.10 Evolución alcalinidad en el AR
La concentración de sólidos en suspensión registrada osciló entre 39.17 mg/l a 82.40
mg/l con un valor medio de 60.04 mg/L. Los valores son bajos con respecto al límite
máximo permisible para descarga a cuerpos de agua dulce (100 mg/l). Con
respecto a los sólidos totales la concentración media es de 301.71 mg/l y está en un
rango de 255.67 mg/l a 349.33 mg/l. Por tanto, la concentración de sólidos totales
(sedimentables, suspensión) se puede considerar débil con respecto al límite permisible
de descarga que es de 1600 mg/l.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
SólidosenSuspención(mg/L)
1M-SÁBADO 2M-VIERNES 3M-MIERCOLES 4M-JUEVES
5M-DOMINGO 6M-Lunes MEDIA
Fig.2.11. Evolución sólidos suspensión ARU Fig.2.12. Evolución sólidos totales ARU
La figura 2.13 indica que la concentración de nitrógeno inorgánico se encuentra en el
rango de 5.23 mg/l a 27.18 mg/l con una media de 10.71 mg/l, la variación de los datos
no fue muy alta con excepción de un pico de 57.75 mg/l. El nitrógeno orgánico por otro

44
lado está entre 8.66 mg/l y 23.55 mg/l, y una media de 12.52 mg/l. Es importante
mencionar que en el primer muestreo se apreció un caída tanto del Nitrógeno amoniacal
como Nitrógeno orgánico en nitrógeno amoniacal siempre fue mayor que el nitrógeno
orgánico.
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
NitrógenoAmoniacal(mg/L)
Fig.2.13. Evolución nitrógeno Amoniacal ARU
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
NitrógenoOrgánico(mg/L)
Fig.2.14. Evolución nitrógeno orgánico ARU
La concentración de nitritos se mantuvo entre 0.05 mg/l y 0.21 mg/l con un valor
promedio de 0.10 mg/l, permaneciendo en el rango típico de nitritos en un agua residual
urbana. El nitrógeno de nitrato por su parte oscilo entre 1.06 mg/l a 2.82 mg/l con
una media de 1.73 mg/l. Además es importante destacar que la desviación estándar es
de 0.11 y 1.37 para los nitritos y nitratos respectivamente, lo que evidencia que no ha
existido una variación significativa entre las muestras.
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
NitrógenodeNitrato(mg/L)
Fig.2.15. Evolución nitratos en ARU
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
NitrógenoNitrito(mg/L)
Fig. 2.16. Evolución nitritos en ARU

45
El fósforo orgánico como el inorgánico son nutrientes que tienen las aguas residuales.
Como resultado de nuestro análisis se ha observado en la fig. 2.17 y 2.18 como ha sido la
tendencia que han seguido los datos durante el estudio realizado, observándose en
algunos casos picos que no son representativos del conjunto de datos obtenidos,
demostrándose que el 60% de los datos se encuentran en un rango de 0.31 mg/l a 0.68
mg/l para fósforo orgánico y 0.98 mg/l a 2.56 mg/l para fósforo inorgánico. Por tanto el
fósforo total (orgánico + inorgánico) están dentro de los parámetros de un agua residual
típicamente urbana (4 a 15 mg/l).
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
FosfóroOrgánico(mg/L)
Fig.2.17. Evolución fósforo orgánico en ARU
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
FósforoInorgánico(mg/L)
6M LUNES 1M SABADO 2M VIERNES 3M MIERCOLES
4M JUEVES 5M DOMINGO MEDIA
Fig.2.18. Evolución fósforo inorgánico ARU
La concentración de cloruros se encontró entre 25.50 mg/l y 34.10 mg/l, con una
media de 28.73 mg/l. La desviación estándar de este parámetro fue 6.64, lo que indica
que la mayoría de los datos se encontraron entre 20 mg/l y 40 mg/l a excepción de
algunos valores que forman picos no representativos para el conjunto de datos obtenidos.
Además la concentración de cloruros es muy baja con respecto al límite permisible que
es 1000 mg/l.
Las grasas presentan una alta concentración debido a la cantidad de desechos grasos en
las aguas residuales, su valor oscila entre 27 mg/l a 64 mg/l con una media de 41.1 mg/l.
Por tanto se debe considerar un pretratamiento para mejorar esta concentración que es
alta respecto al límite permisible de 0.3 mg/l.

46
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Cloruro(mg/L)
Fig.2.19. Evolución cloruros en ARU
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Grasas(mg/L)
Fig.2.20. Evolución grasas ARU
La concentración de carbono orgánico total registrada osciló entre 69.8 mg/l a 121
mg/l con un valor medio de 94.4 mg/l. La desviación estándar fue de 33.83 mg/l, lo que
indica que la mayoría de los datos estuvieron entre 50 mg/l a 100 mg/l, a excepción del
sexto muestreo donde las concentraciones fueron más altas. Se puede decir que la
concentración de COT es típica de un ARU e indica la naturaleza orgánica.
0
50
100
150
200
250
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
CarbonoorgánicoTotal(mg/L)
Fig.2.21. Evolución carbono orgánico total en ARU
La DBO5 osciló entre 73.2 mg/l a 139.44 mg/l, con una media de 112.24 mg/l. El valor
de DBO sobrepasa el límite máximo permisible para descarga a cuerpos de agua dulce
que es de 100 mg/l, típico de un agua residual urbana como medida indirecta de la
cantidad de materia orgánica que posee.
La DQO se encuentra en el rango de 155.7 mg/l a 306.8 mg/l, con un valor medio de
247.8 mg/l, La desviación estándar fue de 97.24 mg/l. El valor máximo de DQO se

47
encuentra fuera del límite permisible para descarga a un cauce de agua dulce. por lo cual
se debe buscar algún metido de remoción.
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
DBO(mg/L)
Fig.2.22. Evolución de la DBO en ARU
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
DQO(mg/L)
Fig.2.23. Evolución de la DQO en ARU
La contaminación por origen biológico está representada por los Coliformes totales
que se encuentran en un intervalo de 3.48E+07 ufc/100ml a 4.87E+07 ufc/100ml, con un
valor medio de 4.09E+07 ufc/100ml. La desviación estándar fue de 2.9E+07 ufc/100ml lo
que indica que existe un dispersión significativa del conjunto de datos con respecto a la
media. Los Coliformes fecales son otro indicador de contaminación por desechos
humanos para nuestro estudio se encuentran en el rango de 2.2E+07 ufc/100ml a
2.9E+07 ufc/100 ml, con una media de 2.5E+07 ufc/100 ml.
El Echerichia Coli se encuentra en un rango de 1.4E+07 ufc/100ml a 2.8E+07 ufc/100
ml, con una media de 1.8E+07 ufc/100 ml. La desviación estándar es de 1.49E+07
ufc/100 ml.
0.0E+00
1.0E+07
2.0E+07
3.0E+07
4.0E+07
5.0E+07
6.0E+07
7.0E+07
8.0E+07
9.0E+07
1.0E+08
1.1E+08
10h00
12h00
13h00
15h00
17h00
18h00
Coliformestotales(ufc/100ml)
Fig.2.24. Coliformes Totales en ARU
0.0E+00
1.0E+07
2.0E+07
3.0E+07
4.0E+07
5.0E+07
6.0E+07
7.0E+07
8.0E+07
9.0E+07
10h00
12h00
13h00
15h00
17h00
18h00
ColiformesFecales(ufc/100ml)
Fig.2.25. Coliformes fecales en ARU

48
0.0E+00
1.0E+07
2.0E+07
3.0E+07
4.0E+07
5.0E+07
6.0E+07
7.0E+07
10h00
12h00
13h00
15h00
17h00
18h00
E.Coli(ufc/100ml)
Fig.2.26. Eschericha Coli fecales en el ARU
Con respecto a los metales pesados analizados no se ha encontrado presencia de
Cadmio, Cromo, Mercurio y Níquel. El Hierro se encuentra en una concentración que
oscila entre 0.42 mg/l a 0.80 mg/l, con un valor medio de 0.54 mg/l. En la fig. 2.23 se
puede observar que los datos del primer muestreo están altamente dispersos con
respecto a los demás datos, esto debido a que en este día se presentaron lluvias que
pueden haber ocasionado arrastre de elementos que contienen este metal, por lo tanto
no es representativo. Además, la concentración de hierro es baja con respecto al límite
máximo de descarga a causes de agua dulce (25 mg/l).
Otro de los metales presentes en el agua residual es el plomo que se encuentra en un
intervalo de 0.01 mg/l a 0.05 mg/l, con una media de 0.029 mg/l. El manganeso por su
parte está en el rango de 0.09 mg/l a 0.14 mg/l, con una desviación estándar de 0.07
mg/l. El Zinc esta en el rango de 0.07 mg/l a 0.14 mg/l, con un valor medio de 0.11 mg/l.
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Hierro(mg/L)
Fig.2.27. Evolución del Hierro en ARU
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Plomo(mg/L)
1M-SÁBADO 2M-VIERNES 3M-MIERCOLES 4M JUEVES
5M-DOMINGO 6M LUNES MEDIA
Fig.2.28. Evolución del Plomo en ARU

49
Con respecto a los pesticidas organoclorados (Alfa HCH, HCB, Beta HCH, Gama
HCH, Delta HCH, Heptacloro, Aldrin, 2-4 DDE, Alfa Endosulfan, 4-4 DDE, Dieldrin, Endrin
Beta, 2-4 DDT, 4-4 DDT, Metoxicloro y Mixer) y pesticidas organofosforados (Chlorpyrifos
metil, Azinfos methyl, Ethion, Carbofenoton y Tetraclorvinfos), se encuentran en
concentraciones muy bajas y están dentro del límite máximo permisible para descarga
de aguas residuales a cuerpos de agua dulce, 0.1 y 0.05 para pesticidas
organofosforados y pesticidas organoclorados respectivamente.
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
0.450
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Manganeso(mg/L)
Fig.2.29. Evolución Manganeso en ARU
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
06h00
07h00
08h00
09h00
10h00
11h00
12h00
13h00
14h00
15h00
16h00
17h00
18h00
Zinc(mg/L)
Fig.2.30. Evolución del Plomo en ARU
Las concentraciones más bajas de los parámetros característicos del ARU se
registraron sobre todo en días festivos o después de episodios de lluvia. También se
registraron ocasionalmente concentraciones extremadamente altas, de estos parámetros.
Con el fin de evitar una desviación excesiva de los valores de estos parámetros, se
decidió hacer un modelamiento de los datos en función de la desviación estándar y
nuestro criterio técnico.
2.2.7 Medida de la biodegradabilidad
La materia orgánica biodegradable se mide en términos de la DBO y la materia
orgánica total por la DQO. Si DBO5/DQO, es mayor que 0.5, los residuos se consideran
tratables mediante procesos biológicos. Por lo tanto, de la caracterización de aguas
residuales para Gonzanamá se puede determinar que la relación DBO5/DQO del agua
residual domestica bruta es biodegradable.
SEOÁNEZ Mariano (2004), define la siguiente relación de biodegradabilidad:

50
(Ecuación 2.1)
Y representa la fracción de DQO que es biodegradable. Los casos típicos de relación
de biodegradabilidad se presentan en la tabla 2.6
Tabla 2.6 Biodegradabilidad del agua residual
K Afluente
1.5 Afluente biodegradable de forma natural
2 < K < 3 Afluente urbano biodegradable si se trata
K > 5 Afluente no biodegradable. Es típico de muchos afluentes industriales
Nota: Casos típicos de relación de biodegradabilidad. SEOÁNEZ CALVO Mariano (2004). pág. 79.
Para una concentración de DBO5 máxima de 139. 44 mg/l y de DQO 306 mg/l, el
coeficiente K es de 2.2, lo que indica que el agua residual de la ciudad de Gonzanamá es
biodegradable aplicándosele un tratamiento primario.
5DBO
DQO
K =

CARACTERIZACIÓN DE SUELOS
51
CARACTERIZACIÓN FÍSICA. QUÍMICA E HIDRAÚLICA DEL
SUELO
La eliminación de los componentes dañinos de las aguas residuales urbanas mediante
métodos naturales aplicados sobre el terreno, han sido un medio de depuración adoptado
con el fin de reutilizar el agua y el contenido de nutrientes en el riego para mejorar la
agricultura. Por tanto, el suelo debe estar en condiciones de poder receptar la cantidad y
el contenido de contaminantes del agua residual, por esta razón se ha realizado
diferentes ensayos que permitieron establecer si el terreno disponible es apropiado o no,
para cumplir con el objetivo propuesto. Es por ello que, en este capítulo se estudian las
características físicas, químicas e hidráulicas del suelo.
3.1 MUESTREO DE SUELOS
El muestreo de suelos es la etapa previa al análisis y determinación de los parámetros
de caracterización física, química e hidráulica del suelo. Consiste en la recolección de
muestras del material que conforma el suelo, que sea representativa del sitio a
caracterizar. Además, se debe considerar el tamaño, manejo, transporte y tratamiento de
la muestra.
La planificación del muestreo de suelos en el cantón Gonzanamá, inició con el
reconocimiento del terreno disponible para realizar el tratamiento de las aguas residuales,
realizando una inspección visual para conocer las condiciones actuales del mismo
asegurando que el muestreo sea eficaz. De esta forma, fue posible definir 3 a 4 puntos de
muestreo por hectárea, obedeciendo a la homogeneidad del terreno y ubicándolos de tal
forma que cubran toda el área disponible.
3.1.1 Toma de muestras para ensayos físicos
La muestra para efectuar los ensayos físicos del suelo fue inalterada, utilizando el
equipo de perforación manual denominado cuchara posteadora para la obtención de las
muestras.
El procedimiento para la recolección de las muestras fue el siguiente:
- Retirar la capa vegetal del área escogida como punto de muestreo.
- Realizar las perforaciones para obtener aproximadamente 2 Kg de material.

52
- Colocar las muestras en fundas plásticas apropiadas para conservar las condiciones
de humedad del suelo hasta que sea transportado al laboratorio. etiquetarlas con el
respectivo número de muestra. condiciones de humedad. fecha. lugar. número de
perforación.
Se recolectaron 4 muestras compuestas a diferentes profundidades. cada una
constituida por material de cada estrato proveniente de cada una de las perforaciones.
Además se realizó una calicata para efectuar la evaluación visual de los horizontes del
suelo, presentados en la tabla 3.1.
Tabla 3.1 Datos de Inspección visual in situ de los estratos del terreno
ESTRATO PROFUNDIDAD
(m)
ESPESOR
(m)
CARACTERÍSTICA DEL SUELO
1 0.40 0.40 Suelo orgánico color café obscuro con presencia de
raíces.
2 0.70 0.30 Suelo de color café con motas amarillas.
3 1.20 0.50 Suelo color amarillento.
4 2.10 0.90 Suelo de color café obscuro con motas amarillas y
negras bien pronunciadas.
Fig. 3.1 Toma de muestras de ensayos físicos de suelos
3.1.2 Toma de muestras para ensayos químicos.
La muestra para efectuar los ensayos químicos de suelos es inalterada preservando
las características in-situ. El procedimiento para su obtención consistió en realizar una

53
calicata de aproximadamente 1x1x2m, para extraer un cubo de aproximadamente 20 cm
de arista y 2 kg. (fig. 3.2).
Para el estudio se obtuvieron tres muestras inalteradas hasta una profundidad de 1.80
m.
Fig. 3.2. Muestra inalterada de suelo
Las muestras obtenidas fueron recubiertas con una capa de parafina para preservar
sus características y condiciones de humedad. y posteriormente ser enviadas al
laboratorio de suelos para los análisis respectivos.
3.2 Análisis de laboratorio y ensayos in-situ
Los ensayos de clasificación física e hidráulica del suelo se realizaron en el laboratorio
de mecánica de suelos de la UTPL, basados en normas ASTM y otros métodos que se
especifican en la tabla 3.2.
Tabla 3.2. Normas de ensayos y métodos para caracterización del suelo.
ENSAYOS FÍSICOS
ENSAYO NORMA
Límite Líquido ASTM 423-66
Límite plástico ASTM D 4318
Granulometría ASTM D 422
Textura ASTM D 422 - (método del hidrómetro)
pH Relación suelo: Agua 1:2:5
ENSAYOS QUÍMICOS
Materia Orgánica y Nitrógeno Total Walkley Black- titulación con sulfato ferroso
amoniacal y destrucción de la materia orgánica con
ácido sulfúrico y dicromato de potasio.
Fósforo y Potasio Asimilables Colorimétrico
Calcio. Magnesio y Microelementos (Fe. Mn. Cu y
Zn).
Espectrofotometría de Absorción Atómica
Capacidad de Intercambio de cationes Extracción con acetato de amonio pH 7. lavado con
alcohol etílico y titulación con ácido sulfúrico 10/N

54
ENSAYO NORMA
ENSAYOS HIDRÁULICOS
Permeabilidad in-situ Método Lefranc
Permeabilidad en laboratorio ASTM D 2434-68
Fig. 3.3 Ensayo de textura del suelo
3.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.3.1 Caracterización física del suelo
La caracterización física, ha consistido en definir el tipo de suelo mediante la
clasificación del mismo por los métodos SUCS Y ASHTO. Para cumplir con este fin, se ha
realizado los siguientes ensayos: límite líquido, límite plástico, granulometría y textura.
Los resultados de la clasificación se muestran en la tabla 3.3 y los cálculos como los
resultados de los análisis de laboratorio se muestran en el Anexo 3.
Tabla 3.3 Caracterización física del suelo
MUESTRA
PROFUNDIDAD
(m)
LP LL IP
W
%
IG
CLASIFICACIÓN
TEXTURA
SUCS AASHTO
1
0 a 0. 40
31 63 32 33 33 CH
A - 7 -5 (33) Suelos arcillosos (Regular
a pobre) Ac
2
0.40 a 0.70
31 60 29 33 27 CH
A - 7 - 5 (27) Suelos arcillosos
(Regular a pobre) Ac
3
0.70 a 1.2
26 60 35 47 27 CH
A - 7 - 5 (27) Suelos arcillosos
(Regular a pobre) Ac
4
1.2 a 2.1
26 48 22 22 9 CL
A - 7 - 6 (9) Suelos arcillosos (Regular
a pobre) Fo-Ac-Ao

55
Las características físicas del suelo de la zona en estudio se resumen en el perfil
estratigráfico mostrado en la fig. 3.4.
Fig. 3.4 Perfil estratigráfico del Suelo
Por tanto, se puede concluir que el tipo de suelo que se encuentra en la zona de
estudio es generalmente de tipo arcilloso-impermeable lo cual dificultaría la selección del
tratamiento por infiltración rápida o infiltración lenta para depurar las aguas residuales de
la ciudad de Gonzanamá.
3.3.2 Caracterización química del suelo
Es importante conocer qué tipo de componentes químicos se encuentran disponibles
en la matriz del suelo. ya que estos condicionan su capacidad depuradora y afectan la
remoción u absorción de ciertos constituyentes del agua residual, además de conocer si
está contaminado.

56
Los análisis químicos nos permitieron conocer: pH, contenido de materia orgánica,
nitrógeno total, fosforo, potasio, calcio, magnesio, hierro, manganeso, cobre, zinc, boro,
azufre y capacidad de intercambio catiónico, como se presentan en la Tabla 3.4.
Tabla 3.4. Resultados de ensayos químicos del suelo
MUESTRA
PROFUNDIDAD
pH
M.O.
N
Total
P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B S
C.I.C
C.E.
%
%
PPM
cmol/kg
cmol/Kg
cmol/Kg
PPM
PPM
PPM
PPM
PPM
PPM
dS/m250C
(Meq/100)
1 0.70 6.44 1.54 0.08 1.7 0.25 11.8 32.5 36.7 7.0 4.2 2.8 0.18 0.14 26.7 0.14
2 1.20 6.08 0.28 0.01 1.8 0.15 8.4 7.0 28.6 9.4 5.0 4.0 0.18 0.13 28.3
0.13
3 1.80 6.15 0.33 0.02 1.7 0.20
10.6
5
15.6
4
32.3 9.0 5.0 3.6 0.20 0.09 28.3
0.09
M.O.: Materia Orgánica; N Total: Nitrógeno Total; P: Fósforo; K: Potasio; Ca: Calcio; Mg: Magnesio; Fe: Hierro; Mn:
Manganeso; Cu: Cobre; Zn: Zinc; B: Boro; C.I.C: Capacidad de Catiónico; C.E.: Conductividad Eléctrica.
De los resultados obtenidos en los análisis químicos de suelos y utilizando las tablas
3.5, 3.6, 3.7 otorgadas por los laboratorios de AGROCALIDAD para la determinación de
la alta, media o baja concentración de los componentes químicos del suelo, en la tabla
3.8 se presenta la caracterización química del suelo.
Tabla 3.5. Interpretación de los rangos de pH y C.E del suelo (Sierra)
Fuente: Laboratorio de Suelos AGROCALIDAD- estación Tumbaco.
Tabla 3.6. Rangos de concentraciones de los componentes químicos del suelo (Sierra)
CONCENTRACIÓN
M.O. N Total P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B
% % PPM cmol/kg
cmol/k
g
cmol/kg PPM PPM PPM PPM PPM
Bajo 0-2 0-0.15 0-10 < 0.2 < 1 < 0.33 0-20 0-5 0-1 0-3 < 1
Medio 2.1-4 0.16-0.3 11-20 0.2-0.38 1.0 -3.0 0.34-0.66 21-40 6-15 1.1 – 4 3.1 – 6 1-2
Alta >4.1 >0.31 >21 > 0.4 > 3 > 0.66 > 41 > 16 > 4.1 >6.1 > 2
Fuente: Laboratorio de Suelos de AGROCALIDAD- estación Tumbaco.
pH (Adimensional) C. E (dS/m)
Acido 5.5 No salinos < 2
Ligeramente acido 5.6 -6.4 Ligeramente Salinos 2 – 3
Prácticamente
Neutro
6.5 – 7.5 Salinos 3– 4
Ligeramente alcalino 7.6 – 8.0 Muy Salinos 4 - 8
Alcalino 8.1

57
Tabla 3.7. Interpretación de los rangos de CIC
Fuente: Romero Rojas Jairo (1999)
Tabla 3.8. Caracterización química del suelo
MUESTRA
PROFUNDIDAD
pH
M.O.
N
Total
P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B
C.I.C
C.E.
%
%
PPM
cmol/kg
cmol/Kg
cmol/Kg
PPM
PPM
PPM
PPM
PPM
dS/m250C
(Meq/100)
1 0.70
Ligeramente
acido
B B B M A A M M A B B
Absorción
alta
No
salinos
2 1.20
Ligeramente
acido
B B B B A A M M A M B
Adsorción
alta
No
salinos
2 1.80
Ligeramente
acido
B B B B A A M M A M B
Absorción
alta
No
salinos
M.O.: Materia Orgánica; N Total: Nitrógeno Total; P: Fósforo; K: Potasio; Ca: Calcio; Mg: Magnesio; Fe: Hierro; Mn:
Manganeso; Cu: Cobre; Zn: Zinc; B: Boro; C.I.C: Capacidad de Catiónico; C.E.: Conductividad Eléctrica; B: Bajo; M: Medio;
A: Alto.
De la caracterización química del suelo se concluye:
– El pH del suelo es ligeramente ácido adecuado para la mayoría de los cultivos.
– El porcentaje de materia orgánica en los tres estratos es bajo. lo cual es una
característica de un suelo semiárido.
– La capacidad de intercambio catiónico en el suelo indica que la adsorción es alta y
corresponde a suelos arcillosos orgánicos. Por tanto. existirá una mayor
capacidad de depuración del agua residual.
– El contenido de macronutrientes en la zona de estudio. es relativamente baja a
excepción de algunos componentes como el calcio y el potasio, esto indica que
los componentes no son suficientes para el buen desarrollo agrícola de la zona.
3.3.3 Caracterización hidráulica del suelo
La caracterización hidráulica del suelo consistió en la determinación de la capacidad
de infiltración llamada permeabilidad y la profundidad del nivel freático. Estos parámetros
influyen directamente en la selección de la alternativa de tratamiento de las aguas
residuales.
CIC (Meq/100)
Absorción Limitada 1 - 10
Absorción moderada 12 -20
Adsorción alta >20

58
a. Permeabilidad en laboratorio
Para realizar este ensayo se extrajo una muestra compuesta de suelo de los diferentes
estratos hasta una profundidad de 3 metros. El ensayo en laboratorio se realizo por el
método de carga variable, siguiendo la norma especificada en la tabla 3.2.
Los datos obtenidos del ensayo son los siguientes:
− t₀ = 10h42
− tf = 17h 21
− t = 6 h 39 = 23940 s
− h1 = 163.5 cm
− h2 = 160.3 cm
− a = 1.12 cm
− Temperatura del agua = 21 °C
− Diámetro del espécimen = 10.22 cm2
− L del espécimen = 11.63 cm
− Área del molde A = 82.03 cm2
Se obtiene el valor del coeficiente de permeabilidad k así:
(Ecuación 3.1)
Seguidamente se realiza la corrección del valor de k a 20 °C utilizando un coeficiente
de corrección de 0.9761. De esta forma, el valor de k es:
Coeficiente de permeabilidad k 20⁰⁰⁰⁰C = 1.28E-07
Con el valor de k a 20°C, se utiliza la tabla 3.9 p ara determinar cualitativamente el
grado de permeabilidad del suelo.
2
1
log
*
3.2
h
h
tA
aL
k =
scmEk /0731.1
3.160
5.163
log
)23940)(03.82(
)63.11)(12.1(3.2
−==

59
Tabla 3.9. Valores de K en cm/s para distintos tipos de suelo
Por lo tanto, el suelo conformado por arcillas estratificadas es de drenaje
prácticamente impermeable, modificado por la vegetación o descomposición. Estos
resultados se presentan en la tabla 3.10.
Tabla 3.10. Permeabilidad del suelo a 20 °C
Muestra h1 h2 t T Permeabilidad Coeficiente Permeabilidad K a 20 ⁰C
(cm/s)# (cm) (cm) (s) (⁰C) K (cm/s) Corrección
1 163.5 160.3 23940 21 2.14E-07 0.9761 1.28 E-07
Perm.
Pobre
− Ensayo de velocidad de infiltración (permeabilidad in-situ)
Para determinar la velocidad de infiltración del suelo K, se ha utilizado el método
Lefranc por carga variable. Este método es apropiado para el tipo de suelo arcilloso,
donde la permeabilidad se supone baja.
El ensayo se ejecutó, primeramente realizando una perforación hasta
aproximadamente 1.95 m con una perforadora mecánica, para posteriormente preparar el
pozo de ensayo colocando una capa de grava de 30 cm.

60
Paso seguido se introduce, un tubo el cual se llena con agua hasta una altura h0 como
referencia, hasta que el suelo se sature, y subsiguientemente se mide el tiempo que
demora en infiltrarse en diferentes intervalos de profundidad. El tiempo de ensayo fue de
61 minutos.
Con los datos de campo obtenidos se realizó los cálculos respectivos que se detallan
en el Anexo 3, de los cuales se obtiene una velocidad de infiltración igual a 9.037 E-07
m/s.
− Profundidad del nivel freático
La profundidad del nivel freático, fue determinada en campo mediante perforaciones
realizadas con una perforadora mecánica.
En el terreno escogido para realizar la caracterización del suelo no se ha encontrado el
nivel freático hasta la profundidad de exploración de 3 m, con lo cual se puede asegurar
que la depuración de las aguas residuales mediante las tecnologías naturales en proceso
de selección no contaminará aguas subterráneas o acuíferos. Además este resultado
hace posible la aplicación de cualquiera de los métodos naturales preseleccionados.

ESTUDIO CLIMATOLÓGICO
61
ESTUDIO CLIMATOLÓGICO DE LA ZONA
El estudio climatológico de la ciudad de Gonzanamá consintió en la determinación de
los factores como: precipitación media mensual, temperaturas medias mensuales,
velocidades medias mensuales del viento en 24 horas, evapotranspiración mensual y
balance hídrico. Estos parámetros están representados mediante gráficas y cuadros
expuestos más adelante.
4.1 PRECIPITACIÓN
El método utilizado para los cálculos de precipitación media mensual es el de la Media
Aritmética (MA), consiste en calcular el promedio aritmético de las precipitaciones
mensuales de todos los años de registro disponibles de la estación climatológica ordinaria
Gonzanamá. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 4.1.
Tabla 4.1. Precipitación media mensual en la ciudad de Gonzanamá
La figura 4.1 muestra que la época lluviosa está comprendida entre los meses de
diciembre a abril, registrándose una precipitación media de 218.7 mm. La época seca se
encuentra comprendida entre los meses de mayo a septiembre, donde se registra muy
poca incidencia de lluvia.
NOMBRE: GONZANAMA
CÓDIGO: M149
LATITUD: 4
0
13
’
49
”
S
LONGITUD: 79
0
25
’
52
”
W
ELEVACIÓN: 2042 msnm
PRECIPITACIÓN MEDIA MENSUAL (mm)
Meses ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Media
Mensual 139.8 192.2 218.7 172.7 74.1 20.8 16.4 12.3 39.4 82.1 84.2 100.8

62
Fig. 4.1. Variación de la precipitación con respecto al tiempo
4.2 TEMPERATURA
El estudio de la temperatura de la localidad inició con el relleno de los datos faltantes
en el registro, utilizando el método de la media aritmética (MA), seguidamente se obtuvo
la temperatura media mensual como se presenta en la tabla 4.2.
Tabla 4.2. Temperaturas medias mensuales en la ciudad de Gonzanamá
NOMBRE: GONZANAMA
CÓDIGO: M149
LATITUD: 4
0
13
’
49” S
LONGITUD: 79
0
25
’
52
”
W
TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (°C)
Media
Mensual 16.3 16.4 16.7 17.0 17.3 17.1 17.1 17.2 17.4 17.2 17.2 16.9
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
450.0
ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC
Precipitación(mm)
Meses/año
1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978
1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 media

63
Fig. 4.2. Variación de temperatura con respecto al tiempo
La figura 4.2 muestra la variación de las temperaturas medias mensuales en el curso
del año, ilustrando así la amplitud de temperatura sobre la ciudad de Gonzanamá. La
temperatura mínima media mensual se presenta en el mes de Enero con un valor de 16.3
°C y la temperatura máxima media mensual en septiem bre con un valor de 17.4 °C.
Las temperaturas más altas se presentan entre los meses de mayo y noviembre,
donde la ciudad de Gonzanamá tiene un clima más cálido que a inicios del año.
4.3 CLIMOGRAMA DE LA CIUDAD DE GONZANAMÁ
Para mejor interpretación de los resultados de precipitación y temperatura, es
importante representar en un climograma el periodo de aridez de la zona; designada así
al lapso de tiempo en que la curva de temperatura esta sobre la curva de precipitación.
Fig. 4.3. Climograma de la ciudad de Gonzanamá

64
La figura 4.3 muestra el periodo de aridez en los meses de junio, julio y agosto. En
esta temporada seca es importante proveer a la población de agua para riego de
productos y pastizales, que es a lo que más se dedica la población de acuerdo al estudio
socioeconómico.
4.4 VIENTO
Las velocidades medias mensuales del viento se han calculado utilizando el método
de la media aritmética (MA) los resultados se presentan en la tabla 4.3.
Tabla 4.3. Velocidad media mensual del viento en la ciudad de Gonzanamá
NOMBRE: GONZANAMA
CÓDIGO: M149
LATITUD: 4
0
13
’
49
”
S
LONGITUD: 79
0
25
’
52
”
W
Fig. 4.4. Variación de la velocidad del viento respecto al tiempo
De la figura 4.4 se observa que la velocidad media más alta en la ciudad de
Gonzanamá se presenta en el mes de Agosto con un valor de 2.55 m/s. La velocidad del
viento empieza a aumentar en la época más cálida del año, desde el mes de mayo hasta
octubre donde disminuye su velocidad a valores de 1 m/s en toda la época de invierno.
VELOCIDAD MEDIA MENSUAL EN 24 HORAS (m/s)
Media
Mensual 0.89 0.96 0.90 1.14 1.24 1.70 2.1 2.55 1.60 1.36 1.09 0.94

65
La dirección preponderante del viento en la ciudad de Gonzanamá fluye con mayor
incidencia en la dirección ESTE y NORESTE de los puntos cardinales. (Chiroque
Suárez, 2003).
4.5 EVAPOTRANSPIRACIÓN
La cantidad de agua absorbida por la vegetación más la evaporación producida por las
temperaturas influenciadas por los días soleados, se cuantifican mediante el cálculo de la
evapotranspiración.
Se determinó la evapotranspiración por el método de Thornthwaite, el cual requiere
datos de temperaturas medias mensuales para su análisis. El cálculo y resultados se
muestran en la tabla 4.4.
Tabla 4.4. Calculo de evapotranspiración mensual en la ciudad de Gonzanamá
Fig. 4.5. Variación de evapotranspiración a lo largo del año

66
Los valores más altos de evapotranspiración se encuentran entre los meses de abril y
octubre, registrados como meses áridos del año, además se nota que los valores no se
alejan considerablemente, por lo que se puede establecer que las cantidades de agua
necesaria como pérdida totales entre suelo y vegetación son cercanas en todo el
transcurso del año, a excepción de los dos primeros meses donde existe exceso de
caudal en el suelo debido a la lluvias.
4.6 BALANCE HÍDRICO
Partiendo del conocimiento de las precipitaciones medias mensuales y de la
evapotranspiración mensual se puede determinar el balance hídrico en el suelo a lo largo
del año, permitiendo evaluar la disponibilidad, exceso y déficit del agua en el suelo.
Para el estudio de este parámetro se ha utilizado el método directo propuesto por
Thornthwaite y Matter, según el cual se pierde agua para poder generar la
evapotranspiración potencial hasta agotar la reserva. Los cálculos y resultados se
encuentran en la tabla 4.5.
Tabla 4.5. Calculo del balance hídrico del suelo en la ciudad de Gonzanamá
En la figura 4.7 se observa claramente el balance hídrico en el suelo en los diferentes
meses a lo largo del año, de esta forma que entre enero y mayo existe gran cantidad de
agua sobre el suelo. Mientras que, en los siguientes meses se nota una disminución
considerable de la cantidad de agua en el suelo, presentando una época de sequía entre
los meses de mayo y octubre, luego de esta fecha en los tres últimos meses del año se
presenta una recarga de agua sobre el suelo hasta nuevamente tener un exceso debido
al retorno del ciclo lluvioso del año.

67
Fig. 4.6. Ficha hídrica del cantón Gonzanamá

SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
68
SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE DEPURACIÓN DE AGUAS
RESIDUALES DOMÉSTICAS
Para la selección de un tratamiento de depuración de aguas residuales domésticas es
necesario analizar todas las variables que faciliten el proceso de toma de decisiones,
considerando múltiples criterios y aspectos desde el punto de vista técnico, ambiental,
social, económico que garanticen la sostenibilidad y eficiencia de la tecnología
implementada.
5.1 ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
Los sistemas naturales de depuración con aplicación directa en el terreno escogidas
como alternativas de tratamiento de las aguas residuales para la ciudad de Gonzanamá
son las siguientes:
Infiltración rápida
Tratamientos sobre el terreno Infiltración Lenta
Flujo superficial
Humedales de flujo superficial
Métodos acuáticos
Humedales de flujo subsuperficial
De los métodos propuestos se realizará una comparación respecto a las variables que
intervienen para escoger la tecnología que más se adapte a las necesidades de la ciudad
de Gonzanamá.
5.2 CRITERIOS CONSIDERADOS EN LA SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
DE TRATAMIENTO
Los criterios de selección mencionados en el apartado 1.9 son la base fundamental en
la selección de la alternativa de tratamiento por métodos naturales. Por lo tanto, en las
tablas siguientes se presenta las variables que cada criterio considera necesarias, para
mencionado proceso, tomando en consideración las condiciones propias de la ciudad de
Gonzanamá.

69
Tabla 5.1 Factores demográficos
VARIABLE VALOR
Población actual (habitantes) 1960
Población futura (25 años) (habitantes) 3734
Existencia y tipo de Alcantarillado (%) 100% zona urbana. separado y combinado
Cobertura de agua potable (%) 100% zona urbana
Tabla 5.2 Características del terreno
VARIABLE VALORACIÓN
Superficie necesaria (m
2
/hab) Aproximadamente 1 Ha.
Topografía (Adimensional) Moderada
Profundidad del Nivel freático (m) > 3
Pendiente (%) 8 – 16
Tabla 5.3 Características del suelo
VARIABLE VALORACIÓN
Permeabilidad del suelo (Adimensional) Permeabilidad Baja
Velocidad de infiltración (mm/h) 3. 2
Textura (Adimensional) Fina
Tipo de Suelo (Adimensional) Arcillosos
Tabla 5.4 Objetivos del tratamiento
VARIABLE OBJETIVO
Expectativas de calidad del
efluente
Reutilización de la mayor cantidad posible de caudal
Nivel de tratamiento Primario y Secundario
Descarga del efluente Aguas para riego de cultivos o descarga a cuerpos de agua dulce.
Expectativas de reúso
Población con gran necesidad de agua para riego de pastos y
cultivos.
Estándares de calidad del efluente
Concentraciones cumplan la norma de calidad admisible para aguas
de uso agrícola o límites de descarga a cuerpos de agua dulce.
Tabla 5.5 Factores climáticos
FACTORES CLIMÁTICOS
Temperatura ambiente (°C) 16 a 17. 5
Precipitación media máxima Época lluviosa - diciembre a abril ( 70 a 224 mm/mes)
Época seca - mayo a septiembre
Vientos Velocidad media máxima Agosto 1 - 2.55 m/s.
De mayo a octubre disminuye velocidad a valores de 1 m/s.
La dirección del viento es generalmente ESTE y NORESTE.
Evapotranspiración Los valores más altos son de abril a octubre.
Tabla 5.6 Características del ARU ciudad de Gonzanamá
CARACTERISTICAS DEL AGUA RESIDUAL
Origen Doméstico
Caudal Pico 12 L/s
Caudal Medio 9.50 L/s

70
Tabla 5.7 Composición del ARU
Tabla 5.8 Disponibilidad de recursos
VARIABLE DISPONIBILIDAD
Recursos locales Mano de obra y terreno municipal
Requerimientos de energía Mínima depuración natural
Mano de obra local
Gran apoyo por parte de la comunidad a proyectos que
impulsan el desarrollo de la comunidad.
Equipo mecánico Ninguno
Materiales para la construcción Distribuidores locales
Tabla 5.9 Aspectos tecnológicos
VARIABLE CONSIDERACIÓN
Impacto ambiental del sistema de
tratamiento
Bajo impacto
Disponibilidad del terreno Terreno disponible
Generación de subproductos para
su aprovechamiento
Ninguno, debido al costo de producción. El tratamiento se
debe realizar al menor costo posible
Eficiencia de la tecnología De moderada a alta
Facilidad de operación y
mantenimiento
Debe ser fácil de operar y mantener
CARACTERISTICAS DEL AGUA RESIDUAL
COMPOSICIÓN
PH 7.35 mg/L
Sólidos disueltos 121.28 mg/L
Sólidos totales 349.33 mg/L
Sólidos Suspensión 82.40 mg/L
Nitrógeno Orgánico 23.55 mg/L
Nitrógeno Amoniacal 27.18 mg/L
Nitrógeno de Nitrato 2.82 mg/L
Nitrógeno de Nitrito 0.21 mg/L
Cloruro 34.10 mg/L
Fósforo Orgánico 0.68 mg/L
Fósforo Inorgánico 2.56 mg/L
Alcalinidad 126.17 mg/L
Grasas 64.00 mg/L
Carbono Orgánico Total 121.00 mg/L
DBO 139.44 mg/L
DQO 306.80 mg/L
Coliformes Totales 4.9E+07 ufc/100 ml
E. Coli 2.8E+07 ufc/100 ml
Coliformes Fecales 2.9E+07 ufc/100 ml
Coliformes Totales 4.87E+07 ufc/100 ml
E. Coli 2.83E+07 ufc/100 ml
Coliformes Fecales 2.92E+07 ufc/100 ml

71
Tabla 5.10 Costos
VARIABLE CONSIDERACIÓN
Costos de inversión Sostenible para el municipio
Costos de Operación y Mantenimiento Bajo porque es un sistema natural de depuración
Costos de Terreno Disponer de terrenos municipales
Recuperación de recursos De moderada a alta
5.3 SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
En esta fase se realizará una comparación entre las tecnologías naturales
preseleccionadas, aquellas que con los justificativos técnicos y razonamientos lógicos
nos conduzca a definir la mejor opción para el tratamiento de las aguas residuales de la
ciudad de Gonzanamá. Para ello, se presentan matrices de selección que se han
elaborado en función de la experiencia de otros autores, para los criterios presentados en
el ítem anterior.
5.3.1 Matrices de selección
A continuación se presentan las matrices de selección con el requerimiento que cada
tecnología tiene para ser seleccionada.
Tabla 5.11 Matriz Factores demográficos
TRATAMIENTO
VARIABLE
POBLACIÓN
(habitantes)
COBERTURA DE
AGUA POTABLE
(Adimensional)
TIPO DE
ALCANTARILLADO
(Adimensional)
Infiltración rápida 500 – 5000 Total o parcial Separado
Infiltración lenta 500 – 5000 Total o parcial Separado
Escorrentía superficial 500 – 5000 Total o parcial Separado
Humedales artificiales 500 - 5000 Total o Parcial Separado
Fuente: Collado L.. 1992. pág. 105
Tabla 5.12 Matriz de Características del Terreno
TRATAMIENTO
VARIABLE
AREA
REQUERIDA
(m
2
/hab)
TOPOGRAFÍA
(Adimensional)
PROFUNDIDA
D DE NIVEL
FREÁTICO
(m)
PENDIENTE
(%)
Infiltración rápida
2 - 22 Moderada >3
< 20% terrenos cultivados
< 40% terrenos no cultivados
Infiltración lenta 5 - 9 Pronunciada 0.6 – 0.9 < 10%
Escorrentía superficial 5 - 15 Moderado No crítica 2 al 8%
Humedales artificiales 2.5 - 9 Suave No crítica < 5
Fuente: Collado L.. 1992. pág. 106; Seoánez. 2005. pág. 43; Metcalf & Eddy. 1995. pág. 1055

72
Tabla 5.13 Matriz Características del Suelo
TRATAMIENTO
VARIABLE
PERMEABILIDAD
DEL SUELO
(Adimensional)
VELOCIDAD
DE
INFILTRACIÓN
(mm/h)
TEXTURA
(Adimensional)
TIPO DE SUELO
(Adimensional)
Infiltración rápida Alta > 51 Gruesa
Arena. arenas
margosas
Infiltración lenta Baja a
moderadamente
alta
5 - 51 Gruesa y Media Margosos
Escorrentía superficial Baja < 5 Fina Arcillas. limos
Humedales artificiales Baja < 5 Fina Arcillosos
Fuente: Metcalf & Eddy. 1995. pág. 1055; Romero R. 1999. pág. 917.
Tabla 5.14 Matriz Características del agua residual
TRATAMIENTO
ORIGEN
(Adimensional)
COMPOSICIÓN BIODEGRADABLE
(Adimensional)
Infiltración rápida Doméstico Biodegradable
Infiltración lenta Doméstico Biodegradable
Escorrentía superficial Doméstico Biodegradable
Humedales artificiales Doméstico Biodegradable
Tabla 5.15 Matriz Remoción de contaminantes
TRATAMIENTO
VARIABLE Producción
de fangosDBO5 DQO SST P N
Infiltración rápida 90 – 95 60 – 75 92 – 99 85 – 90 25 - 90 Reducida
Infiltración lenta 90 – 95 70 – 80 90 – 95 25 – 40 30 – 95 Reducida
Escorrentía superficial 80 – 95 60 – 70 70 – 80 20 – 30 45 – 50 No
Humedales artificiales 60 - 98 55 - 80 60 - 98 20 - 40 >80 No
Fuente: Moreno. 2003. pág. 26; Seoánez. 2005. pág. 44.
Tabla 5.16 Matriz Facilidad de Operación y mantenimiento
TRATAMIENTO
VARIABLE
FUNCIONAMIENTO
(Adimensional)
PERSONAL
(Adimensional)
FRECUENCIA
DE CONTROL
(Adimensional)
EQUIPOS
(Adimensional)
Infiltración rápida S MP PF N
Infiltración lenta S MP PF N
Escorrentía superficial No MP PF N
Humedales artificiales MS MP PF N
S:Simple; P:Poco; PF: Poco frecuente; MP: Muy Poco; F: Frecuente; MS: Muy simple; No: Normal; N:
Ninguno
Fuente: Seoánez. 2005. pág. 44; Collado L. 1992. pág. 115.

73
Tabla 5.17 Matriz Costos
TRATAMIENTO
COSTO DE
CONSTRUCCIÓN
(Adimensional)
COSTO DE
MANTENIMIENTO
(Adimensional)
Infiltración rápida E E
Infiltración lenta E PE
Escorrentía superficial ME ME
Humedales artificiales E ME
E: Económico; ME: Muy Económico; PE: Poco Económico
Fuente: Seoánez. 2005; Collado L.. 1992. pág. 115
Tabla 5.18 Matriz Impacto ambiental
TRATAMIENTO
SUELO
(Adimensional)
AIRE
(Adimensional)
AGUA
(Adimensional)
PAISAJE
(Adimensional)
SALUD
(Adimensional)
Infiltración
rápida
PF PF
B N B
Infiltración
lenta
PF PF
B N B
Escorrentía
superficial
PF PN
B N B
Humedales
artificiales
PN PV
B B B
M: Mala; N: Normal; B: Buena; PF: Problema Frecuente; PN: Problema Normal; PV: Problema variable
Fuente: Seoánez. 2005; Collado L.. 1992. pág. 115
5.3.2 Valoración de las matrices de selección
Cada variable de la matriz de selección será valorada con una puntuación cualitativa o
cuantitativa, dependiendo de su alcance. En la tabla 5.19 se presenta el resumen de las
puntuaciones asignadas para cada variable de las matrices de selección.
La máxima puntuación de 10 corresponde a la situación más favorable, apta,
económica, simple, etc., para la variable que se esté evaluando, así mismo el valor de 5
puntos atañe a escenarios que pueden adaptarse a las condiciones del lugar, sin ser las
más idóneas, y por ultimo 1 punto corresponderá a las condiciones más desfavorables.
Tabla 5.19 Puntuación de las Variables
CRITERIO VARIABLE NOMENCLATURA PUNTUACIÓN
Factores
demográficos
Población (habitantes)
500 - 5000 10
>5000 1
Cobertura de Agua Potable (Adimensional) Total o parcial 10
Tipo de Alcantarillado (Adimensional)
Separado 10
Otro tipo 5

74
CRITERIO VARIABLE NOMENCLATURA PUNTUACIÓN
Características
del terreno
Área requerida (m
2
/hab)
Topografía (Adimensional)
Profundidad del Nivel Freático (m)
Pendiente (%)
Adapta a sus
características propias
10
Puede aptarse a sus
5
No se adapta a sus
características
1
Características
del suelo
Permeabilidad del suelo (Adimensional)
Velocidad de infiltración (mm/h)
Textura (Adimensional)
Tipo de suelo (Adimensional)
Adapta a sus
10
Puede aptarse a sus
5
No se adapta a sus
características
1
Agua Residual
Origen Domestica 10
Biodegradabilidad
Doméstica + Industrial 5
Biodegradable 10
Producción de fangos
No biodegradable 1
Reducida 5
Facilidad de
operación y
mantenimiento
Funcionamiento
S 5
MS 10
N 1
Personal (Adimensional)
MP 10
P 5
Frecuencia de control (Adimensional) F 5
PF 10
Equipos (Adimensional)
N 10
P 5
Costos
Costo de construcción (Adimensional)
Costo de mantenimiento (Adimensional)
ME 10
E 5
PE 1
Impacto
Ambiental
Suelo (Adimensional)
Aire (Adimensional)
PV 10
PN 5
PF 1
Agua (Adimensional)
Paisaje (Adimensional)
Salud (Adimensional)
B 10
N 5
M 1
E: Económico; ME: Muy Económico; PE: Poco Económico; M: Mala; N: Normal; B: Buena; PF: Problema
Frecuente; PN: Problema Normal; PV: Problema variable; S:Simple; P:Poco; PF: Poco frecuente; MP: Muy
Poco; F: Frecuente; MS: Muy simple; No: Normal; N: Ninguno
5.3.3 Matrices de selección final
La tabla 5.20 presenta la matriz de selección final de la tecnología de tratamiento de
aguas residuales por métodos naturales con cada una de las variables analizadas en las
matrices de selección.

75
Esta matriz nos sirve para asignar la respectiva puntuación a cada variable de acuerdo
a la tabla 5.19. De esta forma, el más alto puntaje obtenido de la sumatoria algebraica de
cada columna dará la tecnología más apropiada para la ciudad de Gonzanamá.
Tabla 5.20. Matriz de selección final
VARIABLE
TRATAMIENTO
INFILTRACIÓN
RÁPIDA
INFILTRACIÓN
LENTA
ESCORRENTÍA
SUPERFICIAL
HUMEDALES
ARTIFICIALES
Población 10 10 10 10
Cobertura de Agua potable 10 10 10 10
Alcantarillado separado 10 10 10 10
Área requerida 5 1 1 10
Profundidad del nivel freático 10 1 10 10
Pendiente del terreno 5 1 5 1
Topografía del terreno 10 1 10 1
Tipo de suelo 1 1 10 10
Textura 1 1 10 10
Velocidad de infiltración 1 1 10 10
Permeabilidad 1 5 10 10
Origen del agua residual 10 10 10 10
Biodegradabilidad 10 10 10 10
Remoción de sólidos en suspensión 10 10 5 5
Remoción de DBO 10 10 5 5
Remoción de DQO 5 5 5 5
Remoción nitrógeno Total 5 5 1 10
Remoción de fósforo total 5 1 1 1
Producción de fangos 5 5 10 10
Funcionamiento de la planta 5 5 1 10
Personal 10 10 10 10
Frecuencia de control 5 10 10 5
Equipos 10 10 10 10
Costo de construcción 5 5 10 5
Costo de operación y mantenimiento 5 1 10 10
Impacto sobre el suelo 1 1 1 5
Impacto sobre el aire 1 1 5 10
Impacto sobre el agua 10 10 10 10
Impacto sobre el paisaje 5 5 5 5
Impacto sobre la salud 10 10 10 10
SUMATORIA TOTAL 181 160 205 223
Por tanto, después del análisis y comparación de las tecnologías seleccionadas se
llegará a concluir que el tratamiento que más se adapta a las condiciones de terreno,
agua residual, tipo de suelo, área disponible, costos de construcción, operación y
mantenimiento, etc., son los sistemas acuáticos por humedales artificiales con una
significativa puntuación de 223 puntos con respecto a las anteriores.

76
Ahora bien, existen dos alternativas de tratamiento de humedales artificiales:
humedales de flujo superficial y humedales de flujo subsuperficial. En la tabla 5.21 se
presenta una comparación entre los dos sistemas para analizar y elegir el que más
convenga a nuestras necesidades.
Tabla 5.21. Comparación entre los HFL y HSS
HUMEDALES DE FLUJO SUPERFICIAL
(HFL)
HUMEDAL DE FLUJO SUBSUPERFICIAL
(HSS)
– Superficie libre de agua
– Flujo de circulación del agua en lámina libre
sobre un lecho en el que se enraíza la
vegetación del humedal.
– Son más frecuentes
– Menor coste de instalación
– Hidráulica Sencilla
– Tienen gran parte de las propiedades de los
humedales naturaleza
– Favorecen la vida animal
– Las bajas temperaturas provocan descensos en
el rendimiento
– Pendiente <5%
– Recolección del efluente para riego es más
sencillo
– Lecho vegetal sumergido
– Flujo sumergido. a través de un medio granular
– Hidráulica más complicada
– Son menos frecuentes
– Tratamiento más eficaz
– Necesitan poco espacio
– Flujo oculto
– Sin olores
– Soportan bien temperaturas baja
– Algo más caros que los HSL
– Pocos problemas con la fauna
– Pendiente <5%
a. Conclusión
Para la ciudad de Gonzanamá se ha escogido realizar un humedal de flujo superficial
porque es el más económico entre los dos tipos de humedales en función de las
características de construcción, costos de construcción, operación y mantenimiento. Ya
que el acondicionamiento de un medio granular para el funcionamiento de un HSS
implicaría un aumento de costos tomando en cuenta que se debe realizar un movimiento
de tierras considerable para acondicionar las pendientes de 10 al 20% que se tienen en la
zona de estudio para la construcción de las balsas que conformaran el Humedal.
Además el sitio de construcción de la planta está alejado del área poblada no causando
mayores impactos negativos por la posible generación de malos olores o proliferación de
insectos en el HFL.
Además para la construcción del tratamiento se cuenta con un área de
aproximadamente 1 Ha. para su construcción, no siendo una limitante escoger un HSS
por la menor área que requieren con respecto a los HFL.

DISEÑO DE LA TECNOLOGÍA
77
DISEÑO DEL SISTEMA DEPURADOR DE AGUAS RESIDUALES
DOMESTICAS DEL CANTÓN GONZANAMÁ
6.1 DESCRIPCIÓN DEL TRATAMIENTO
Las características de las aguas residuales domésticas de la ciudad de Gonzanamá,
como la presencia de sólidos gruesos y partículas abrasivas, hacen necesaria la
utilización de dispositivos de retención, remoción o triturado antes del tratamiento
biológico. Por tanto, el diseño consta de un pretratamiento compuesto por un canal de
entrada, vertedero de excesos, canal de desbaste, canal desarenador, desengrasador y
un distribuidor de caudales hacia los humedales. Estas unidades permiten la retención
de un gran porcentaje de sólidos y partículas abrasivas así como del exceso de grasas,
ayudando al tratamiento a funcionar óptimamente.
La siguiente etapa consta de un tratamiento biológico que luego de un análisis
minucioso de caracterización del suelo, caracterización de aguas residuales y
características hidrogeológicas de la zona, etc. se ha visto factible depurar el agua
residual doméstica utilizando humedales artificiales de flujo superficial debido a su gran
capacidad de remoción de DBO, nitrógeno y patógenos.
F
i
g
u
r
a
6
.
1
Fig. 6.1 Esquema del humedal de flujo libre
Fuente: Carlos Merino, 2010

78
6.2 DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA
La población futura se ha determinado promediando los resultados de tres métodos de
cálculo, tomando en cuenta un índice de crecimiento del 1% y un periodo de diseño de 20
años.
− Método EX - IEOS
(Ecuación 6.1)
− Método Geométrico
(Ecuación 6.2)
− Método Logarítmico
(Ecuación 6.3)
Al promediar, se obtiene una población futura de diseño de 2474 habitantes.
6.3 CAUDALES DE DISEÑO
De acuerdo a las normas vigentes (INEN, TULA, RAS) el caudal de aguas residuales
domésticas varía entre el 70% y 80% de la dotación de aguas potable.
La dotación de agua potable para la ciudad de Gonzanamá es de 145 lt/hab/día, la
misma que ha sido proporcionada por el Ilustre Municipio del cantón Gonzanamá.
− Caudal de aguas residuales domésticas
(Ecuación 6.4)
P = Población futura = 2474 hab.
D = Dotación de agua potable = 145 lt/hab/día
R = Coeficiente de retorno = 0.8 Norma INEN
n
i)Pa(1Pf +=
ucf TT
uc i)(1PPf −
+=
)Tkg(T
ci
cif
ePPf −
×=
86400
RDP
QD
××
=
hab2392)11(1960i)Pa(1Pf 20n
=+=+=
hab2514)11(1960i)(1PPf 20102035TT
uc
ucf
=+=+= −−
hab2517e1960ePPf )20102035(1)Tkg(T
ci
cif
=×=×= −−
s/lt32.3
86400
80.0dia/hab/lt145hab2474
86400
RDP
QD =
××
=
××
=

79
− Caudal de aguas ilícitas (Qi)
Para obtener este caudal es necesario determinar el caudal máximo horario (Qmaxh),
cuyo valor en nuestro caso se lo obtuvo mediante aforos realizados en el lugar de estudio
(último pozo de recolección de aguas servidas en la red de alcantarillado sanitario). El
caudal máximo horario aforado es de 12 lt/s.
(Ecuación 6.5)
− Caudal por infiltraciones (Qinf)
Para su cálculo es necesario tener información de la longitud de tubería utilizada
para construir la red de alcantarillado sanitario de la ciudad. El dato se obtuvo del
área de agua potable del municipio de Gonzanamá, cuya longitud es de 8400m.
(Ecuación 6.6)
− Caudal medio diario (Qmd)
El caudal medio diario será, la sumatoria del caudal de aguas domésticas más el
caudal de aguas ilícitas más el caudal por infiltraciones, calculados en los pasos
anteriores:
(Ecuación 6.7)
− Caudal máximo horario (QMH)
El caudal máximo horario se obtiene multiplicando el caudal medio diario por un factor
de mayoración dado por la ecuación de Flores:
(Ecuación 6.8)
P = Población futura
(Ecuación 6.9)
lt/s1.2lt/s1210%Qmaxh10%Qi =×=×=
lt/s84.08400mlt/s0.0001tuberiaLog.lt/s0.0001Qinf =×=×=
lt/s5.36lt/s0.84lt/s1.2lt/s32.3QinfQiQQ Dmd =++=++=
0.1
P
3.5
F =
lt/s8.59lt/s5.361.6QmdFQMH =×=×=
1.6
2474
3.5
P
3.5
F 0.10.1
===

80
De tal forma, en la tabla 6.1 se presentan los caudales de diseño máximo y medio en
lt/s, que serán utilizados para el dimensionamiento de las diferentes unidades de la
depuradora.
Tabla 6.1 Caudales de diseño
CAUDAL CAUDALES DE AFORO
(lt/s)
CAUDALES CALCULADOS
(lt/s)
CAUDALES DE DISEÑO
( lt/s)
Caudal máximo 12 8.59 10.3
Caudal medio 9.5 5.36 7.4
6.4 DIMENSIONAMIENTO DE LA DEPURADORA
6.4.1 Canal de entrada
El agua ingresará al tratamiento mediante un canal rectangular que tiene una
pendiente del 2% (Manual de depuración Uralita S ≥ 0.5% hasta un 5%), construido de
hormigón cuyo coeficiente de rugosidad n es igual a 0.013.
Se adoptará un ancho de canal de 0.40m, basándose en las recomendaciones del
Manual de Depuración Uralita ancho de 0.30m hasta 0.70m.
La norma EX-IEOS recomienda una velocidad en el canal mayor a 0.6 m/s para el
caudal medio diario, y una velocidad menor a 2.5 para el caudal máximo horario.
− Verificación de velocidad para el caudal máximo:
Las velocidades se verifican de acuerdo a las ecuaciones de Manning como se
muestra a continuación:
(Ecuación 6.10)
K = Coeficiente de Manning para el cálculo del tirante de agua
Q = Caudal máximo de diseño
n = Coeficiente de rugosidad de Manning
b = Base del canal
S = Pendiente del canal
2
1
3
8
Sb
nQ
K
⋅
⋅
=
0.011
0.020.40
0.0130.0103
Sb
nQ
K
2
1
3
8
2
1
3
8
=
×
×
=
⋅
⋅
=

81
0.74232
K1.66240
b
d
⋅=
0.74232
K1.66240
b
d
⋅=
− Tirante de agua
(Ecuación 6.11)
d = Tirante de agua
Luego de calcular el tirante de agua se verifica la velocidad con la ecuación de
Manning (Ecuación 6.12).
(Ecuación 6.12)
La velocidad se encuentra dentro de los límites.
− Verificación de velocidad para el caudal medio:
Su verificación se realiza de acuerdo a las ecuaciones 6.10, 6.11 y 6.12, como en el
caso anterior.
− Tirante de agua
Se recomienda utilizar una altura de seguridad ≥ 0.40m, por lo tanto, las dimensiones
del canal serán las que se presentan en la tabla 6.2.
0.023m0.010.40m1.6624Kb1.66240d 0.742320.74232
=××=××=
m/s0.82
100
2
2(0.023)0.40
23)(0.40)(0.0
0.013
1
SR
n
1
V
2
1
3
2
2
1
3
2
=











+
=∗∗=
0.008
0.020.40
0.0130.0074
Sb
nQ
K
2
1
3
8
2
1
3
8
=
×
×
=
⋅
⋅
=
0.018m0.0080.40m1.6624Kb1.66240d 0.742320.74232
=××=××=
0.71m/s
100
2
2(0.018)0.40
18)(0.40)(0.0
0.013
1
SR
n
1
V
2
1
3
2
2
1
3
2
=











+
=∗∗=

82
Tabla 6.2 Dimensiones del canal de entrada
DESCRIPCIÓN UNIDAD DIMENSIÓN
Ancho del canal m 0,4
Calado del canal a
caudal máximo
m 0,023
Calado del canal a
caudal medio
m 0,018
Altura del canal m 0,4
Longitud del canal m 1,0
6.4.2 Aliviadero de entrada
El aliviadero se diseñará con la ecuación 6.13 de acuerdo al Manual de Depuración
Uralita:
(Ecuación 6.13)
Donde el caudal máximo (Qmax), resulta de multiplicar 4 veces el caudal medio diario
(Qmd).
El coeficiente de dilución se determina de acuerdo a los siguientes casos:
−−−− De 3 a 4 en aliviaderos previo al pretratamiento
−−−− De 2 a 3 en pequeñas plantas con aliviadero
Se adopta un coeficiente de dilución de 3 por las características del pretratamiento. Con
los datos obtenidos se resuelve la ecuación 6.13:
Luego se determina la altura del aliviadero de acuerdo a la ecuación 6.14:
(Ecuación 6.14)
Donde:
C = coeficiente del vertedero = 1.64 valor propuesto por Ravinóvich para vertedero con
arista redondeada.
L = longitud para el aliviadero = 0.50m.
QmdionCoef.dilucQmaxQv ×−=
lt/s30/sm0.0300.00744Qmd4Q 3
max ==×=×=
lt/s7.4/sm0.0074/sm0.00743/sm0.030QionCoef.dilucQQv 333
mdmax ==×−=×−=
2
3
HLCQv ⋅⋅=

83
Por seguridad se adopta una altura del vertedero de 0.2 m.
6.4.3 Paso del caudal al desbaste
El paso del caudal hacia el canal de desbaste se lo realizara mediante una tubería,
cuyo cálculo hidráulico se hará con formulas de orificios sumergidos. El diámetro
calculado es este proceso servirá para todas las tuberías a lo largo del proceso de
tratamiento del agua residual.
La ecuación de velocidad para orificios sumergidos de cresta ancha es la siguiente:
(Ecuación 6.15)
Donde:
Cv = Coeficiente para orificios sumergidos de cresta ancha = 0.82
H = Lámina de agua sobre el orificio.
g = gravedad
Con la ecuación de continuidad
V
Q
A = , se remplaza en la ecuación 6.15:
(Ecuación 6.16)
Con la ecuación del área de una circunferencia se determina el diámetro de la tubería.
(Ecuación 6.17)
Por lo tanto se opta por una tubería de PVC ѲѲѲѲ 110 mm a lo largo del proceso de
tratamiento.
m0.043
m0.501.64
/sm0.0074
LC
Qv
H
3
3
2
=





×
=





×
=
Hg2CvV ∗∗∗=
2
cm63.3810000
0.209.8120.82
0.010
2gHCv
Q
A =×
×××
=
∗
=
cm9
π
463.38
π
4A
d =
×
=
∗
=

84
6.4.4 Dimensionamiento del canal de desbaste y reja
Este canal es muy importante en cualquier proceso de tratamiento, debido a que
retiene un gran porcentaje de sólidos en suspensión y cuerpos voluminosos flotantes.
Con la finalidad de que esta unidad trate de evitar en lo posible la entrada de papeles,
ramas pequeñas y otros sólidos pequeños, se diseñará la reja con barras de 1cm y
espaciamiento de 2.5 cm. La operación de la reja será manual con una inclinación de 45
grados.
Diseño:
s = Separación de las barras en la reja = 2.5 cm
a = Ancho de las barras = 1 cm
El ancho del canal en la zona de rejilla vendrá dado por:
(Ecuación 6.18)
c = Ancho del canal adoptado
El número de barras se los calcula con la siguiente ecuación
(Ecuación 6.19)
Según la norma EX-IEOS la velocidad para caudal medio, en el canal de desbaste
debe estar entre 0.4 m/s a 0.75 m/s.
− Verificación de velocidad para caudal medio
La verificación de la velocidad se la realiza de acuerdo a las ecuaciones 6.10, 6.11 y
6.12.
( ) sas1
s
c
b ++





−=
barras12
2.51
2.545
sa
sb
n =
+
−
=
+
−
=
0.006
0.020.45
0.0130.0074
Sb
nQ
K
2
1
3
8
2
1
3
8
=
×
×
=
∗
∗
=
( ) ( ) m0.45cm45cm412.512.51
2.5
30
sas1
s
c
b =≈=++





−=++





−=
sa
sb
n
+
−
=

85
0.74232
K1.66240
b
d
⋅=
0.74232
K1.66240
b
d
⋅=
- Tirante de agua
Para determinar las perdidas es necesario calcular la velocidad para el caudal
máximo.
− Verificación de velocidad para el caudal máximo
− Tirante de agua
− Pérdidas de energía en la rejilla
Tabla 6.3 Valores de ß según Kirshmer
ß TIPO DE BARRA
2.42 Rectangular con caras rectas
1.67 Rectangular con cara recta y semicircular
1.79 Circular
m0.0160.006m0.451.6624Kb1.66240d 0.742320.74232
=××=××=
m/s0.67
100
2
2(0.016)0.45
16)(0.45)(0.0
0.013
1
SR
n
1
V
2
1
3
2
2
1
3
2
=











+
=∗∗=
0.008
0.020.45
0.0130.010
Sb
nQ
K
2
1
3
8
2
1
3
8
=
×
×
=
∗
∗
=
m0.0210.008m0.451.6624Kb1.66240d 0.742320.74232
=××=××=
m/s0.77
100
2
2(0.021)0.45
21)(0.45)(0.0
0.013
1
SR
n
1
V
2
1
3
2
2
1
3
2
=











+
=∗∗=

86
Las pérdidas están dadas de acuerdo a la siguiente ecuación:
(Ecuación 6.20)
ß = Coeficiente de Kirshmer
hv = altura de velocidad = v2
/2g
v = velocidad para el caudal máximo
g = gravedad
− Área de la reja
Con la ecuación de continuidad se determinó el área de la reja.
− Tirante de agua en la rejilla
Por seguridad se adopta una altura de rejilla de 0.30m
− Longitud del canal antes de la rejilla
(Ecuación 6.21)
Se adopta una longitud de 0.50m
Tabla 6.4 Dimensiones de la Rejas
Ancho del canal de
entrada
m 0,45
Ancho de las barras m 0,10
Separación útil entre
barras
m 0,25
Longitud m 0,5
Número de barras u 12
θSenhv
s
a
βH
3
4
∗





=
2
m0.013
0.77
0.010
V
Q
A ===
m0.030
0.45
0.013
b
A
y ===
m0.42
Sen45
0.30
Senθ
y
L ===
m0.015Sen45
9.812
0.77
2.5
1
2.42θSenhv
s
a
βH
2
3
4
3
4
=





×






=∗





= o

87
6.4.5 Dimensionamiento del desarenador
La función del desarenador es la de separar gravas, arenas, partículas minerales y
cualquier otro tipo de material pesado de tamaño superior a 0.15 mm. Para el presente
estudio se ha utilizado un desarenador de flujo horizontal, formado por dos canales
rectangulares en donde circula el agua controlada a una velocidad comprendida entre
0.20 y 0.40 m/s (Velocidad recomendada por las normas EX-IEOS).
La retirada de los sólidos sedimentados se la realizará manualmente, cuyo proceso se
describe en el manual de operación y mantenimiento de la planta.
La velocidad adoptada para el diseño es de 0.25 m/s, y se trabajara con el caudal
máximo horario. El proceso de cálculo es el siguiente:
− Área del desarenador
Con la ecuación de continuidad se determina el área transversal del desarenador
Como el canal será rectangular se adopta un ancho de 0.40m
− Tirante de agua
El Manual de Depuración Uralita recomienda: 51 <<
h
b
b = ancho adoptado en el desarenador
El valor cumple con el recomendado.
La norma EX-IEOS recomienda considerar una altura de sedimentación de 0.20m. Por
lo que la altura total del desarenador (HT) sería:
2
m0.041
0.25
0.010
V
Q
A ===
m0.15m0.10
0.40
0.041
b
A
ha ≈===
2.7
0.15
0.40
ha
b
==

88
Se adoptará una altura de 0.40 m
Se considera un tiempo de retención igual a 90 segundos y se realiza una limpieza
cada 15 días.
− Volumen que pasa por el desarenador (Vol)
(Ecuación 6.22)
La cantidad de arena recogida por el desarenador varía de 7.5 a 90m lt por cada 1000
m3
de agua residual (OMS, 1981).
Para el diseño se adopta 45 lt por cada 1000 m3
de agua residual.
(Ecuación 6.23)
− Longitud del desarenador
(Ecuación 6.24)
La norma EX-IEOS recomienda incrementar la longitud del desarenador en un rango
del 30% al 50%. Por lo que la longitud final del desarenador (Lu) será:
− Chequeo de la eficiencia hidráulica del desarenador
Volumen útil del desarenador
(Ecuación 6.25)
Periodo de retención
El periodo de retención debe ser menor al adoptado de 90 s
(Ecuación 6.26)
0.35m0.20m0.15mHT =+=
3
m1334386400150.010tQVol =××=×=
3
m0.6
1000000
4513343
1000000
arenaCant.Vol
ArenaVol. =
×
=
×
=
m3.75
0.400.40
0.6
bHT
arenaVol.
Ld =
×
=
×
=
5m4.3m3.7550%Lu ≈=×=
3
m0.80.400.405bHTLdutilV =××=××=
s77.71
0.010
0.8
Q
Vutil
Tr ===

89
El tiempo de retención es menor.
Tabla 6.5 Dimensiones del desarenador
Ancho del desarenador m 0,4
Altura m 0,4
Altura de sedimentación m 0,2
Longitud total del
desarenador
m 5,0
6.4.6 Dimensionamiento del desengrasador
Para el dimensionamiento del desengrasador, la OMS (Organización mundial de la
salud), recomienda trabajar con una carga hidráulica de 4 lt/s.m2
y un tiempo de retención
de 4min en caudales de 10 a 20 lt/s.
− Área del desengrasador
(Ecuación 6.27)
Remplazando en las ecuaciones se tiene:
Se adopta el ancho total de las dos cámaras del desarenador igual a 0.90m
Para determinar la altura se determina el volumen del desengrasador
(Ecuación 6.28)
Remplazando V en la ecuación siguiente se tiene:
m22.57
4
10000.010
hidraulicaCarga
Qmax
A =
×
==
5.1
b
l
=lbA ×= b5.1bA ×=
m1
1.5
2.57
1.5
A
b ===
m2m1.41.50.90l ≈=×=
3
rmax m26040.010TQV =××=×=
hAV ×=
m1
2.57
2
A
V
h ===

90
La pendiente del tanque desengrasador será del 15 % para evitar sedimentación en el
mismo.
Tabla 6.6 Dimensiones del desengrasador
Base m 0,9
Longitud m 2,0
Altura m 1,0
Pendiente de fondo % 10
6.4.7 Diseño hidráulico y dimensionamiento de los humedales de flujo
superficial
Los parámetros de descarga están guiados de acuerdo a las normas establecidas por
el ministerio del medio ambiente.
Tabla 6.7 Datos de diseño
− Diseño para la remoción de DBO
Las ecuaciones para su diseño son las siguientes:
(Ecuación 6.29)
PARÁMETRO VALOR
DBO afluente 140 mg/l
DBO efluente 100 mg/l
SST afluente 349,33 mg/l
NKT afluente 50,73 mg/l
NKT efluente 15 mg/l
Fósforo afluente 2,56 mg/l
Caudal diseño 0.0074 m3
/s = 642.02 m3
/día
Vegetación Carrizo
Profundidad 0,70 m
Porosidad 0,65
Temperatura máxima del agua residual 25 °C
Temperatura mínima del agua residual 18,4 °C

91
Remplazando en las ecuaciones se tiene:
Área superficial requerida para eliminar la DBO
(Ecuación 6.30)
Q = Caudal de diseño en m3
/día
Co = Concentración del componente en el afluente en mg/l
Ce = Concentración del componente en el efluente en mg/l – Normas de descarga de
efluentes
KT = Coeficiente de temperatura a 250
y = Profundidad de las balsas
n = Coeficiente de porosidad
Tiempo de retención hidráulica
(Ecuación 6.31)
− Remoción del % de SST
Se determina la carga hidráulica
(Ecuación 6.32)
Concentración de SST luego del pasar un área de 523 m2
(Ecuación 6.33)
( ) mg/l131.08122.690.002130.1139349.33 =×+=Ce
( ) 12025
25 d0.9071.060.678K −−
=×=
( )
nyK
ClnClnQ
As
T
eo
××
−
=
horas9dias0.37
642.02
0.650.70523
Q
nyAs
TRH ==
××
=
××
=
cm/dia122.69100
523
642.02
100
As
Q
CH =×=×=
( )CH0.002130.1139CoCe ∗+=
( ) ( ) 2
T
eo
m523
0.650.700.907
100ln140ln642.02
nyK
ClnClnQ
As =
××
−
=
××
−
=

92
Con la cantidad de SST en el afluente y la concentración calculada para el efluente se
determina que el porcentaje de remoción de SST es del 62 %.
− Diseño para la remoción de nitrógeno
(Ecuación 6.34)
Área requerida para la nitrificación
Con la ecuación 6.30 se determina el área requerida para eliminar el nitrógeno.
Tiempo de retención hidráulica, calculado mediante la ecuación 6.31
Verificación de la remoción del nitrógeno total
Se calcula la carga hidráulica mediante la ecuación 6.32
Se obtiene el porcentaje de remoción del nitrógeno con la siguiente ecuación
(Ecuación 6.35)
( ) mg/l9.461.75-10.32ln0.6150.730.193 =+×=Nt
Con la cantidad de nitrógeno total o Kendall en el afluente y la concentración calculada
para el efluente se establece que el % de remoción de nitrógeno es del 81 %.
− Diseño para la remoción de fósforo
No se determinara el área de diseño para remoción de fósforo, ya que su
concentración en el afluente es menor al límite establecido en la normativa ambiental. Sin
embargo, es necesario determinar su porcentaje de remoción en función del área del
tratamiento.
( ) ( ) 1202520T
25 d0.2761.0480.21871.0480.2187K −−−
===
( ) ( ) 2
T
eo
m6219
0.650.700.907
100/140ln642.02
nyK
C/ClnQ
As =
××
×
=
××
∗
=
dias4.41
642.02
0.650.706219
Q
nyAs
TRH =
××
=
××
=
( ) 1.75CHln0.61No0.193Nt −+=
cm/dia32.10100
6219
642.02
100
As
Q
CH =×=×=

93
− Cálculo del porcentaje de remoción del fósforo.
Para determinar el porcentaje de remoción del fósforo, se busca un valor de
concentración de fósforo en el efluente (Ce), para que el área requerida para su remoción
sea igual o aproximada a la de la remoción del nitrógeno, que es con el que se diseñará
el humedal.
La ecuación para determinar el área para la remoción del fosforo es la siguiente:
(Ecuación 6.36)
Coeficiente Kp = 2.74 cm/día
Co y Ce = Concentración de fósforo en el afluente y efluente
b = Coeficiente de conversión = 100
Al realizar la iteraciones respectivas se obtiene que Ce = 1.97 mg/l para que el área
sea de 6138 m2
, que es aproximada a la necesaria para remover el nitrógeno. El cálculo
fue el siguiente:
De esta manera con la cantidad de fosforo en el afluente y la del efluente determinada en
las iteraciones se calcula que el porcentaje de remoción de fósforo es del 23%.
− Dimensionamiento de las balsa
Para hacer más eficiente el proceso de tratamiento y además de ocupar el espacio
adecuadamente se vio conveniente distribuir el área total del humedal en 4 balsas de
igual tamaño. Así el área para cada balsa es de 1555 m2
, además es recomendable
según las normas establecidas por el medio ambiente utilizar una relación largo/ancho de
3 a 1. Al dividir el largo establecido de 52 m por el ancho de 30 m se tiene una relación
igual a 2, por lo que cumple con los parámetros de la norma.
( ) ( ) 2
P
eo
m6138
2.74
1.97/2.56ln642.02100
K
C/ClnQb
As =
××
=
××
=

94
Tabla 6.8 Dimensiones del HFL
Área total m2
6219
Número de balsas u 4
Área de cada balsa m2
1555
Profundidad m 0,7
Ancho de cada balsa m 30
Largo de cada balsa m 52
Período de retención días 4
Diámetro de la
tubería
mm 110
Material del sistema
de distribución y
recolección
Tubería PVC
Área por habitante 2.51 m2
/hab.
6.4.8 Selección de la vegetación
La vegetación es un factor muy importante de los humedales artificiales. Por tanto, la
elección de la especie se hará analizando los requerimientos del hábitat de cada una
para escoger la que mayores ventajas presente y preferiblemente sean plantas locales
adaptadas a las condiciones del sitio.
En este caso se usará una planta de la familia de las gramíneas denominada
Phragmites australis (carrizo) por ser una planta que se adecua a las condiciones de
temperatura ambiente, pH del suelo (ligeramente acido) y el agua residual de la zona,
además tiene la ventaja de tener un bajo valor alimenticio y por tanto no se ve atacadas
por animales como otros tipos de plantas.
En la tabla 6.9 se presentan algunas especies de plantas utilizadas en la depuración
de aguas residuales y sus requerimientos de habitad.
Tabla 6.9 Especies emergentes más utilizadas en la depuración de aguas residuales.
FAMILIA NOMBRE LATINO NOMBRE COMUN
TEMPERATURA
DESEABLE
RANGO
EFECTIVO
DE PH
Ciperáceas Carex sp. - 14 a 32 5 a 7.5
- Scirpus lacustris Junco de laguna 18 a 27 4 a 9
Gramíneas
Phragmites
australis
Carrizo 12 a 23 2 a 8
Juncáceas Juncus sp. Juncos 16 a 26 5 a 7.5
Tifáceas Thypha sp. Eneas 10 a 30 4 a 10
Fuente: Tchobanoglous, 2000.

95
6.5 Manual de operación y mantenimiento
El manual de operación y mantenimiento conducen a asegurar un correcto
funcionamiento y vida útil de la depuradora, así también, se encarga de plantear las
actividades para operar y mantener cada una de los componentes del sistema
depurador de aguas residuales: personal, equipos, y materiales requeridos como
también precauciones y cuidados que se deben tener para garantizar la seguridad
de los trabajadores.
6.5.1 Unidades de pretratamiento
Para alcanzar los niveles más altos de rendimiento en la depuración de las aguas
residuales domésticas de la ciudad de Gonzanamá por Humedales de flujo superficial, es
necesario el diseño de unidades de pre-tratamiento.
Las unidades de pre-tratamiento serán:
− Canal de entrada, disipa la energía con la que llegan las aguas residuales por el
emisario final y permite uniformizar su velocidad.
− Rejillas, para separar sólidos de gran tamaño como piedras, plásticos, trozos de
madera, virutas, palos, trapos, etc.
− Desarenador, para eliminar gravas, arenas, tierra y otros objetos pequeños que
traspasan las rejas de desbaste.
− Desengrasador, para eliminar los aceites y las grasas presentes en el agua
residual
−−−− Canal de entrada
Tiene la finalidad de disipar la energía con la que llegan las aguas residuales a través
de la tubería de alcantarillado hacia la planta de tratamiento, y permite uniformizar la
velocidad del afluente. Por la importancia que tiene se debe dar mantenimiento una vez
por semana a fin de que trabaje cumpliendo su función. Al final del canal de entrada se
encuentra un aliviadero de excesos, que permite el desfogue del aumento de caudal
causado por aguas lluvias especialmente en época de invierno.
Es preciso que un operador revise el canal, y en caso de ser necesario limpiar los
sólidos grandes con ayuda de un rastrillo, pala y carretilla para luego ser retirados al
relleno sanitario municipal o enterrarlos.

96
−−−− Rejilla
El procedimiento más usual consiste en hacer pasar el agua a través una reja
metálica. Su finalidad es la eliminación de los sólidos de tamaño grande y mediano
(trozos de madera, trapos, raíces, etc.) que estén en suspensión o flotando. A medida
que los sólidos se van acumulando en las rejas, éstas se van colmatando y el agua
encuentra mayor dificultad para atravesarlas. Por tanto, es necesario eliminar los objetos
que causen obstrucción por lo menos una vez al día en épocas de invierno y una vez a la
semana en tiempos de verano.
La limpieza de las rejas la realizará el operador de forma manual con la ayuda de un
rastrillo que encaje entre los barrotes que tienen una separación de 0,25 cm. La
disposición de los residuos sólidos se hará enterrándolos o llevándolos al relleno sanitario
municipal en bolsas apropiadas.
−−−− Desarenador
El desarenador elimina gravas, arenas, partículas minerales y cualquier otro tipo de
material pesado de tamaño superior a 0.15 mm. Este desarenador es de flujo horizontal,
formado por dos canales rectangulares por donde circula el agua a una velocidad
comprendida entre 0.20 y 0.40 m/s. Además cuenta con dos compuertas a la entrada de
cada canal, a fin de facilitar la limpieza de las arenas y otros materiales pesados que se
acumulan en el fondo del desarenador de forma manual utilizando herramientas como
palas y baldes, sin dejar fuera de servicio a la planta.
Las operaciones de mantenimiento por parte del operador se realizarán semanalmente
y con respecto a la disposición de las arenas si su contenido de materia orgánica está
produciendo malos olores esta debe unirse a los sólidos procedentes de las otras
unidades del pre-tratamiento y enterrarse o llevarse al relleno sanitario municipal,
mientras que si la arena es más limpia, puede ser aprovechada en rellenos, caminos, y
otros.
Un operador debe revisar diariamente que no esté pasando agua por las paredes de
las compuertas. En caso de haber falla por este motivo el operador debe avisar al
responsable de la planta para que haga los arreglos pertinentes.

97
−−−− Desengrasador
El desengrasador cumple con la función de separar las grasas, aceites y espumas
del agua residual, que se van reteniendo en la superficie, por la baja densidad de éstas
con respecto a la del agua.
La frecuencia en la limpieza del desengrasador debe ajustarse a la cantidad de
materias retenidas, y depende del agua residual propia de cada zona. Las materias
retenidas son recogidas con una tolva, cucharones, diariamente y es conveniente retirar
el material acumulado y enterrarlo junto a los sólidos provenientes de las otras etapas del
pre-tratamiento.
Tabla 6.10. Actividades de operación y mantenimiento de las unidades de pretratamiento
UNIDAD ACTIVIDADES FRECUENCIA PERSONAL HERRAMIENTAS
Canal de entrada
Inspección, limpieza de
desechos sólidos, escombros,
etc.
1 vez /
semana
Operador
Rastrillo, pala
de mano,
carretilla
Desbaste: Rejilla
Inspección, limpieza de sólidos
de tamaño grande y mediano
(trozos de madera, trapos,
raíces, etc.) así como de finos.
1 vez / día Operador
Rastrillo, pala
de mano,
carretilla
Desarenador
Inspección y retiro de arenas
y otros materiales pesados
que se acumulan en el fondo
del desarenador.
1 vez /
semana
Operador
Pala de mano,
balde,
carretilla
Desengrasador
Inspección, limpieza de
aceites, grasa, espumas,
corchos y otros materiales
retenidos en la superficie
1 vez / día Operador
Cucharones,
baldes, palo
largo para
limpiar natas
de grasas
6.5.2 Humedal de flujo superficial
La operación de la depuradora inicia cuando el afluente ingresa al pre-tratamiento
donde son removidos los sólidos suspendidos, arenas y grasas, para posteriormente
ingresar mediante una tubería PVC de 110 mm hacia un pozo de revisión para distribuir
correctamente el caudal hacia 4 balsas de tratamiento. El operador deberá revisar
semanalmente este pozo verificando que el caudal este distribuyéndose correctamente
sin que existan obstrucciones.

98
Luego, el agua ingresa al humedal por medio de una tubería PVC de 110 mm,
repartiendo equitativamente el caudal en dos balsas que funcionan simultáneamente,
cuyo tiempo de retención es de aproximadamente 4 días, proceso en el cual el operador
debe comprobar que el caudal circule por todas las partes del humedal en el tiempo
establecido, que la acumulación de residuos no bloquee los caminos de flujo y no se
desarrollen aéreas de estancamiento que provoquen la proliferación de mosquitos,
asimismo, debe verificarse flujos y niveles de agua de manera frecuente.
Seguidamente el agua sigue su curso hacia la siguiente fase constituida por dos
humedales más, que luego del tiempo de retención de 4 días se receptara mediante una
tubería PVC de 110 mm hacia un tanque de recolección de 6 m3
, para ser utilizados para
riego por parte de la comunidad.
Además de revisar el proceso de circulación del agua en el tratamiento, el operador
debe encargarse de verificar el correcto crecimiento de la vegetación implantada (carrizo)
y dar limpieza a cada balsa retirando especies invasoras.
El desempeño de un humedal artificial de flujo libre depende de los criterios de diseño,
las características del agua residual y de la operación. La remoción es por lo general de
90 % para la DBO, para la DQO 70 % y de 98 % para los SST. La eliminación de
nitrógeno es mayor al 80 %, la remoción de fósforo oscila entre el 20 %. La eliminación
de patógenos llega a niveles del 99,99%.
− Implantación de la cobertura vegetal por trasplante de rizomas
La cobertura vegetal para el humedal artificial de flujo superficial será de carrizo
(Phragmites australis). Para que esta cobertura se estabilice perfectamente se requiere
de aproximadamente tres años, teniendo especial cuidado durante el primer año para
permitir un buen crecimiento de las plantas.
La implantación del carrizo se efectuará, utilizando la técnica de implantación por
trasplante de rizomas (plantas pequeñas) que se plantan en tierra de forma oblicuo en
cada balsa previamente. La altura del agua debe conservarse lo más alto posible para
permitir un mejor control de la maleza, y el estado de sequedad prematuro.

99
Tabla 6.11 Actividades de operación y mantenimiento del sistema HFL
UNIDAD/PROBLEMA ACTIVIDADES/SOLUCIÓN FRECUENCIA PERSONAL HERRAMIENTAS
Humedal / Inundación
del las balsas
Se necesita que el afluente
alcance todas las partes del
humedal.
Al inicio del
proceso de
puesta en
marcha y luego
de
mantenimiento
en las balsas.
Operador Inspección visual
Humedal /
proliferación de
roedores
Se necesita eliminar toda
clase de roedores que
dañen las balsas.
1 / mes Operador Inspección visual
Humedal /
Crecimiento
inadecuado de
plantas, malos olores.
Verificar el crecimiento
saludable de las plantas.
Eliminar especies invasoras.
1 / semana Operador Inspección visual.
Humedal /
Obstrucción de las
unidades del sistema
Limpieza del factor causante
de la obstrucción.
1 / semana Operador
Inspección visual,
rastrillos, palas
carretillas
Humedal /
Proliferación de
mosquitos
Los sistemas de vertido a las
celdas deberán limpiarse,
además evitar
estancamientos del
afluente.
1 / semana Operador
Inspección visual.
Rastrillos, palas,
carretillas
Humedal / Vegetación
que se descompone
acelerando el proceso
de colmatación
Retirar el material que se
descompone fácilmente y
reemplazarlo en caso de ser
necesario.
1 / año Operador
Inspección visual.
Machetes,
rastrillos.
Humedal / Control de
calidad del efluente
Recolección de muestras.
Ensayos físicos, químicos y
bacteriológicos del efluente.
1 / meses Operador
Material de
muestreo.
6.5.3 Operador de la planta de tratamiento
El operador es la persona encargada de la supervisión y control del correcto
funcionamiento de los procesos desarrollados en la depuradora de aguas residuales.
Para la operación del HFL, no necesita ser una persona especializada, ya que el trabajo
es sumamente sencillo y no demanda de una persona especializada en este campo.
−−−− Funciones y responsabilidades
El operador de la planta depuradora tiene las siguientes funciones y actividades:.

100
− Estar completamente familiarizado con el funcionamiento de toda la planta de
tratamiento de aguas residuales.
− Supervisión visual y control del desarrollo de los procesos de cada unidad del
sistema de tratamiento (rejillas, desarenador, desengrasador, humedales, etc.)
así como de la limpieza de las herramientas.
− Trabajos de mantenimiento (limpieza de rejillas, retirada de arenas, maniobras
de válvulas, etc.)
− Trabajos de conservación (pintado de elementos metálicos, cuidado de la
jardinería, etc.), destinadas a mantener la buena presencia de la planta.
− Tomar muestras representativas de aguas residuales para su posterior análisis.
− Localizar posibles desperfectos en el desarrollo del proceso, para su posterior
resarcimiento.
−−−− Protección e higiene del operador
Es importante asegurar la salud del operador, por esto es necesario:
− Proveer el equipo mínimo para su protección: overol, casco, mascarilla,
guantes, botas. El mismo que debe ser usado solo en el sitio de trabajo.
− Después de usadas las herramientas deben ser lavadas, NO se deben guardar
sucias.
− Disponer de retretes, cuartos de aseo apropiados y un botiquín adecuado para
uso de los trabajadores que incluyan productos para la limpieza ocular y
antisépticos para la piel.
− Después de terminadas las actividades de mantenimiento en la planta, el
operador deberá lavarse las manos con agua y jabón y si es posible
desinfectarlas con alcohol antes de ingerir cualquier alimento.
− El operador deberá evitar tocarse la nariz, boca u oídos con las manos a
menos que estén recién lavadas.
− Se establecen controles médicos periódicos y vacunas que deben
suministrarse a los operadores.
6.5.4 Equipos de trabajo
Para la realización de las diferentes operaciones de mantenimiento en la depuradora,
el operario necesitan de equipos de trabajo y herramientas manuales que ayuden a evitar

101
riesgos innecesarios, tales como herramientas de albañilería: picos, palas, rastrillos,
planas, etc.; herramientas estándares: llaves, destornilladores, martillos, etc.
El operador estará equipado con: botas de hule, guantes, overol, mascarilla y casco.
En su equipo debe incluir una linterna, para posibles inspecciones nocturnas durante
eventos máximos de lluvia. Todo el equipo y suministro debe ser entregado al operador
por parte del Municipio a cargo.
6.5.5 Toma de muestras para la evaluación del efluente
Además de lo anteriormente señalado deberá tomarse muestras de agua residual a
la salida del tratamiento, para realizar pruebas de DBO5 (Demanda Bioquímica de
Oxígeno), Alcalinidad, Sólidos en Suspensión, Coliformes Fecales, Demanda Química de
Oxígeno, pH, Sólidos Totales y Sólidos Disueltos. Esta actividad deberá realizarse
mensualmente siguiendo el procedimiento descrito en el capítulo II apartado 2.2.2, para
evaluar el funcionamiento de la depuradora.

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL
102
ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL PARA EL
7.1. INTRODUCCIÓN
El estudio de impacto ambiental debe ser considerado un instrumento importantísimo
en la toma de decisiones, ya que permite alcanzar anticipadamente, un conocimiento
amplio e integrado de los impactos o incidencias ambientales derivadas de la realización
del proyecto y producido por acciones humanas.
La construcción de la planta de tratamiento de aguas residuales conlleva al estudio
técnico y de impacto ambiental en la zona, lo cual permite identificar los cambio que se
realizaran en el entorno y que pueden afectar a los ciclos de vida normal de la flora y
fauna del la ciudad.
También serán evaluadas las ventajas de tener un proceso de depuración que permita
obtener un agua lo suficientemente adecuada para ser reutilizada en procesos de riego o
para enviarla hacia un cuerpo receptor, evitando en gran manera la contaminación de los
flujos de agua.
Un aspecto primordial de la gestión ambiental es generar una actitud preventiva, que
permita identificar anticipadamente las afectaciones negativas de las obras, con el fin de
establecer en forma oportuna medidas para eliminar o reducir a niveles aceptables el
impacto que se hace a la zona en estudio, con este propósito nuestro estudio será
realizado con una evaluación ambiental minuciosas de la zona con el fin de desarrollar
un proyecto que se ajuste a las necesidades de la sociedad con el menor impacto posible
al entorno y ambiente de la ciudad.
7.2. METODOLOGÍA
El desarrollo del estudio de impacto ambiental se ha realizado de acuerdo al modelo
propuesto por Leopold que consiste en un cuadro de doble entrada (matriz). En las
columnas se consideran las acciones humanas que pueden alterar el sistema, y en las
filas los parámetros ambientales que pueden ser afectados. En la matriz original de
Leopold hay 100 acciones y 88 parámetros ambientales, aunque no todos se utilizan ya
que su número depende del proyecto que se va a realizar.

103
Además, el proceso de evaluación del impacto ambiental será ejecutado de acuerdo a
los términos de referencia propuestos por la Municipalidad y a los estándares
ambientales ecuatorianos.
7.3. MARCO LEGAL
El marco legal ambiental para éste tipo de proyectos se encuentra principalmente en
el Texto Unificado de Legislación Ambiental (TULA), que consta de diez tomos, así como
en la Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental (DS-374, RO 97, mayo
1976), y su Reglamento para el Manejo de Desechos Sólidos (Registro Oficial 991, del 3
de agosto de 1992).
De manera particular, el TULA , en su Libro VI “De la Calidad Ambiental”, en sus
Capítulos III, IV, V menciona los objetivos, elementos y proceso de evaluación de
impactos ambientales y el Título IV presenta el Reglamento a la Ley de Gestión
Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental que incluyen:
• Norma de calidad ambiental y descarga de efluentes recurso agua.
• Norma de calidad ambiental del recurso suelo y criterios de remediación para
suelos contaminados
• Norma de emisiones al aire desde fuentes fijas de combustión
• Norma de calidad del aire ambiente.
• Límites permisibles de ruido ambiente para fuentes fijas y móviles, y para
vibraciones.
• Norma de calidad ambiental para el manejo y disposición de desechos sólidos no
peligrosos.
Adicionalmente, el Artículo 12 del Código de Salud, establece que: “Los reglamentos y
disposiciones sobre molestias públicas, tales como: ruidos, olores desagradables, humos,
gases tóxicos, polvo atmosférico, emanaciones y otras, serán establecidas por la
autoridad de salud".
7.4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
En la ciudad de Gonzanamá existe una población actual de aproximadamente 1960
habitantes, la misma que cuenta con sistema de agua potable y alcantarillado sanitario en
toda la zona urbana de la ciudad.

104
La alta necesidad de agua para riego en tiempo de verano y la alta contaminación de
los cursos de agua han sido una preocupación para la sociedad, por lo que la búsqueda
de métodos de depuración de aguas residuales eficientes y de bajo costo ha sido tema
de investigación en este trabajo.
Para la realización de este estudio se ha proyectado en las necesidades de esta
ciudad, que tiene un avance económico y poblacional considerable, llevando en aumento
las necesidades económicas y desarrollo de la ciudad.
De esta forma se ha visto necesaria la construcción de una planta depuradora de
aguas residuales por el método natural denominado humedales de flujo superficial. El
cual necesita un área para su construcción de 6219 m2, para soportar un periodo de
diseño de 20 años, cuya población futura calculada es de 2474 habitantes.
Los estudios realizados han permitido escoger esta tecnología de depuración ya que
se adapta a las características de la zona de influencia y a las características del agua
residual. El proceso de depuración está compuesto por un tratamiento preliminar
conformado por desbaste, desarenado y desengrasado, luego el tratamiento biológico
conformado por el humedal de flujo superficial dividido en 4 balsas con plantaciones de
carrizo. El cambio que se originará en el paisaje recomienda un plan de manejo ambiental
que permita mitigar los daños así como dar a conocer las ventajas que se producirían por
su construcción.
7.5. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA
7.5.1. Medio físico
a. Características de la zona
Además de los datos geográficos de la ciudad presentados en capítulos anteriores es
importante mencionar en este capítulo que la topografía de la ciudad de Gonzanamá es
irregular, presentándose planicies solo en pequeñas partes del lugar. La zona de estudio
se encuentra asentada en una pequeña elevación relativamente regular con una
pendiente aproximada de hasta el 5%.
El área de terreno según los estudios de suelos y la inspección visual está compuesta
por arcilla cubierta por un pastizal que sirve de alimento para la crianza de ganado.

105
Además se encuentran arboles, específicamente faiques utilizado como sombra para el
ganado que se cría en el lugar.
A los alrededores la zona cuenta con gran cantidad de arboles que han crecido desde
hace mucho tiempo, estos sirven como lugar de asentamiento de varias especies de aves
que crecen en un entorno agradable en la localidad debido al bajo grado de
contaminación del mismo.
b. Clima
La ciudad de Gonzanamá cuenta con dos estaciones climáticas bien definidas: verano
e invierno cuyas características y tiempos de duración se presentan en el capítulo IV
dedicado a este tema. Así como las características de temperatura, viento y
evapotranspiración.
c. Calidad del aire
La calidad del aire en la ciudad es muy buena, debido a la ausencia total de industrias
que emanen gases tóxicos al ambiente. Además la cantidad de automotores es baja, lo
que hace que la ciudad tenga un alto grado de purificación del aire.
d. Ruido
Debido a la baja cantidad de automotores, la cantidad de ruido especialmente en la
avenida principal por donde pasan cooperativas se la considera baja debido a que la
circulación de vehículos no es muy significativa.
7.5.2. Medio biótico
a. Flora
Los productos que se siembran en la localidad son esencialmente guineo, maíz, frejol
y a menor escala las hortalizas, frutas y otros productos que sirven para consumo interno
de la ciudad. Además de estos productos se ha observado la presencia de plantas
conocidas presentadas en la tabla 7.1.

106
Tabla 7.1 Evaluación Ecológica Rápida de la flora
NOMBRE
COMÚN
NOMBRE CIENTÍFICO FAMILIA ABUNDANCIA USOS
Faique Acasia macracantha MIMOSACEAE 2 Sombra y leña
Guararo Lafoensia acuminata LYTHRACEAE 1 leña
Porotillo Tabebuia chrysantha BIGNONIACEAE 2 cercos
Yuruza Paspalum depauperatum POACEAE 1
PastizalesChilena Panicum maximun POACEAE 2
Yaragua Melinis minutiflora POACEAE 3
1 = Poco, 2 = Común, 3 = Abundante
b. Fauna
Generalmente la población se dedica a la ganadería, crianza de cerdos y aves de
corral que sirven de alimento a la parte interna de la ciudad. También existe una gran
cantidad de caballos, mulas y asnos que sirven para el trabajo doméstico, como para
arado de tierras, transporte de alimentos y personas.
Los animales silvestres se encuentran alejados de la zona de influencia debido a la
presencia de caninos y ganado de una parte de la población que vive cerca del lugar. Sin
embargo hay una gran cantidad de aves rondando el lugar debido a la presencia de
árboles que sirven como asentamiento para los mismos.
7.5.3. Medio social y económico de la región
Las encuestas realizadas en la ciudad de Gonzanamá han permitido describir el
aspecto demográfico, económico y social de la población descrito en el capítulo I del
presente trabajo.
Este aspecto es importante en la evaluación ambiental ya que permite obtener datos
sobre las necesidades de la población, así como de los problemas que atraviesa la
sociedad y la capacidad de los mismos para poder dar marcha a proyectos que
beneficien a la ciudad.
Es importante mencionar que la ciudad cuenta con vía de acceso a la zona de estudio
así como de red de energía eléctrica y telefonía celular y pública, lo cual es un parámetro
importante en el aspecto constructivo de la planta.

107
7.6. CARACTERIZACIÓN, IDENTIFICACIÓN Y PREDICCIÓN DE LOS
IMPACTOS DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA
7.6.1. Características del método
La metodología diseñada por Leopold propone que se consideren los siguientes
factores ambientales (filas de la matriz), estos pueden ser aumentados o disminuidos, de
acuerdo a las características del proyecto y del medio.
Para identificar y valorar los impactos positivos y negativos que producirá la
construcción del proyecto en estudio, se utiliza el método de la matriz de Leopold, la
misma que consiste en una matriz formada por factores ambientales (filas) y acciones
que se realicen en la construcción, operación y mantenimiento (columnas).
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y
QUÍMICAS
Tierra
Recursos minerales
Material de construcción
Suelos
Geomorfología
Campos magnéticos y radiactividad
de fondo
Factores físicos singulares
Agua
Continentales
Marinas
Subterráneas
Calidad
Temperatura
Recarga
Nieve, hielo y heladas
Atmósfera
Calidad (gases, partículas)
Clima (micro, macro)
Temperatura
Procesos
Inundaciones
Erosión
Sedimentación y precipitación
FACTORES CULTURALES
Usos del territorio
Espacios abiertos y salvajes
Zonas húmedas
Silvicultura
Pastos
Agricultura
Zona residencial
Zona comercial
Zona industrial
Minas y canteras
Recreativos
Caza
Pesca
Navegación
Baño
Camping
Excursión
Zonas de recreo
Estéticos y de interés humano
Vistas panorámicas y paisajes
Naturaleza
Espacios abiertos
Paisajes
Agentes físicos singulares
Parques nacionales y áreas de
reserva

108
Solución
Sorción (intercambio de iones
complejos)
Compactación y asentamientos
Estabilidad
Sismología (terremotos)
Movimientos de aire
CONDICIONES BIOLÓGICAS
Flora
Árboles
Arbustos
Hierbas
Cosechas
Microflora
Plantas acuáticas
Especies en peligro
Barreras, obstáculos
Fauna
Pájaros (aves)
Animales terrestres
Peces y mariscos
Organismos bentónicos
Insectos
Microfauna
Especies en peligro
Barreras
Monumentos
Especies o ecosistemas especiales
Lugares u objetos históricos o
arqueológicos
Desarmonía
Nivel cultural
Estilos de vida
Salud y seguridad
Empleo
Densidad de población
Servicios e infraestructura
Estructuras
Red de transporte
Red de servicios
Eliminación de residuos sólidos
Barreras
RELACIONES ECOLÓGICAS
Salinización de recursos de agua
Eutrofización
Vectores de enfermedades –
insectos
Cadenas alimenticias
Salinización de materiales
superficiales
Invasión de maleza
Otros
El método de Leopold también requiere que se identifiquen las acciones que podrían
ser llevadas a cabo en la ejecución del proyecto y que podrían afectar el medio. A
continuación se detallan estas acciones:
MODIFICACIÓN DEL RÉGIMEN
Introducción de fauna exótica
Controles biológicos
Modificación de hábitats
Alteración de la cobertura vegetal
Alteración de la hidrología superficial
Alteración de las condiciones de
drenaje
Modificación y control de las cuencas
Canalización
Regadío
Modificación del clima
Incendios
Pavimentación
ALTERACIÓN DE LA TIERRA
Controlo de la erosión y terraceo
Clausura de minas y control de
desperdicios
Rehabilitación de minas
Paisajes
Dragado de muelles
Relleno y drenaje de pantanos
RENOVACIÓN DE FUENTES
Reforestación

109
Ruido e introducción de vibraciones
extrañas
TRANSFORMACIÓN DE LA TIERRA
Urbanización
Parques industriales y edificios
Aeropuertos
Carreteras y puentes
Caminos vecinales
Líneas férreas
Tendido de cables no conductores
Líneas de transmisión, tuberías de
conducción
Barreras, inclusive cercas
Modificación y dragado de canales
Revestimiento de canales
Construcción de canales
Presas
Muelles y rompeolas
Estructuras mar adentro (off-shore)
Estructuras recreacionales
Voladuras, horadaciones
Corte y relleno
Túneles y estructuras subterráneas
FUENTES DE EXTRACCIÓN
Voladuras y horadaciones
Excavación superficial
Superficies de excavación y retorno
Construcción de pozos y explotación
de aguas subterráneas
Perforaciones
Limpieza y desbroce
Caza y pesca comercial
PROCESAMIENTO
Haciendas
Parcelación, formación de ranchos
Tierras de producción agrícola
Tierras de producción y autoconsumo
Generación de energía
Procesamiento de minerales
Industria metalúrgica
Industria textil
Automóviles y aviones
Manejo y preservación de la fauna
salvaje
Recargas de agua subterránea
Aplicación de fertilizantes
Reciclaje de desperdicios
MODIFICACIONES EN EL TRANSITO
Ferroviario
Automotriz
Caminero
Marítimo
Aéreo
Fluvial
Náutico – recreacional
Tendido de cables
Comunicación
Tendido de tuberías
ELIMINACIÓN Y TRATAMIENTO DE
DESPERDICIOS
Descargas oceánicas
Rellenos
Eliminación de materiales dañados
Almacenamiento subterráneo
Manejo de basuras
Desechos de petróleo
Infiltraciones mediante pozos
Descarga de aguas calientes
Basuras municipales
Descargas líquidas
Lagunas de oxidación y estabilización
Fosas sépticas, comerciales y
domésticas
Lubricantes
TRATAMIENTO QUÍMICO
Fertilización
Tratamiento químico de desechos
acumulados en carreteras
Estabilización química del suelo
Control de maleza
Control de insectos
ACCIDENTES

110
Refinerías
Alimentos
Pulpa y papel
Almacenamiento de productos
Cosecha
Explosiones
Derramamientos y fugas
Fallas operacionales
OTROS
Según características propias del
proyecto analizado
Para cada acción se determinará qué factores ambientales se afectan y se las
calificara cuantitativamente en términos de su magnitud e importancia. La magnitud de la
acción se colocara en el lado izquierdo y la importancia en el lado derecho del casillero
que estará separado por una diagonal.
Los valores de magnitud que se medirán tendrán un rango de 1 al 10, donde el 10
corresponde a magnitud de mayor impacto y 1 representa la magnitud de menor impacto.
Si la magnitud del impacto es positiva se emplea el signo positivo y si el impacto es
negativo se emplea el signo negativo. El valor de importancia también se los considera en
una escala del 1 al 10, siempre se tomara a la importancia como absoluto o positivo. A
partir de estos procedimientos se calcularan los promedios positivos y negativos así como
la agregación de los impactos, y se cuantificará la acción más beneficiosa y la más
dañina.
Al hacer las identificaciones debe tenerse presente que en esta matriz los impactos no
son exclusivos o finales. Los valores de la magnitud e importancia que se asignen a los
impactos identificados pueden responder a valores prefijados como los dados en la tabla
7.2, asignados por Leopold para mayor facilidad de valoración.
Tabla 7.2 valoración de magnitud e importa de la matriz de Leopol
MAGNITUD IMPORTANCIA
CALIFICACIÓN INTENSIDAD AFECTACIÓN CALIFICACIÓN DURACIÓN INFLUENCIA
1 Baja Baja 1 Temporal Puntual
2 Baja Media 2 Media Puntual
3 Baja Alta 3 Permanente Puntual
4 Media Baja 4 Temporal Local
5 Media Media 5 Media Local

111
MAGNITUD IMPORTANCIA
CALIFICACIÓN INTENSIDAD AFECTACIÓN CALIFICACIÓN DURACIÓN INFLUENCIA
6 Media Alta 6 Permanente Local
7 Alta Baja 7 Temporal Regional
8 Alta Media 8 Media Regional
9 Alta Alta 9 Permanente Regional
10 Muy Alta Alta 10 Permanente Nacional
7.6.2. Identificación de acciones y factores ambientales que afectan en la
construcción del proyecto
Es evidente que en la etapa de construcción se produzca la mayor cantidad de
impactos negativos sobre el ambiente, entorno y paisaje de la zona. Sin embargo, las
afecciones producidas son de carácter transitorio. Así, la población se verá afectada
especialmente cuando se realicen las obras físicas como: movimiento de tierras,
extracción y transporte de materiales hacia la zona. La generación de empleo será un
impacto de carácter positivo ya que evidentemente ayuda en gran medida al aspecto
económico de la localidad.
Otro tipo de acciones negativas fuertemente impactantes son la generación de polvo,
producción de ruido y vibraciones, ya que ocasionan una alta contaminación del aire lo
que conlleva a bajar el nivel de salud de la población.
a. Acciones consideradas durante la etapa de construcción
Previo al levantamiento topográfico, necesario en la implantación del proyecto, se
inicial la etapa de construcción, donde se proyecta realizar las siguientes acciones:
− Desbroce y limpieza
− Excavación a máquina
− Desalojo de materia con volquetas
− Transporte de materiales con vehículos a motor
− Ruido y vibraciones por presencia y circulación de maquinaria
− Construcción de obras de concreto
− Implantación de la vegetación en balsas

112
Se ha considerado que para la etapa de construcción del proyecto se realizarán las
siguientes actividades principales:
b. Recursos o factores afectados durante la etapa de construcción
Entendiéndose por recurso ambiental a cualquier elemento material que forma parte
del medio ambiente considerado; por factor ambiental, en cambio se entiende a un
proceso o característica que se desarrolla dentro del medio ambiente y que puede estar
asociada a uno o más recursos ambientales.
Los recursos y/o factores ambientales que podrían verse afectados durante la etapa
de construcción para cada acción que se realiza en el proyecto son las siguientes:
Levantamiento topográfico: En esta etapa la afectación del medio es mínima, cuyo
proceso afecta el suelo debido a la excavación de estacas y movimiento de los animales
del sitio a otro lugar.
Desbroce y limpieza: La afectación se presenta debido al corte de los árboles, arbustos,
hierbas y cultivos presentes en la zona.
Excavación a máquina: Esta actividad producirá la mayor parte del daño en la zona de
influencia ya que se eliminara por completo las plantas que existen en el lugar, además
se producen daños al suelo y al aire por la presencia de maquinaria.
Desalojo de material: El desalojo afecta al aire y al suelo debido a la presencia de
volquetas en la zona. Además la presencia de polvo afecta en gran medida el medio
ambiente del lugar.
Transporte de material: Los vehículos que ingresan al lugar contaminan el aire y afectan
en menor proporción el suelo.
Ruido y vibraciones: Este parámetros proveniente de las actividades de construcción
afecta la presencia de la fauna en la zona.
Construcción de obras de concreto: La permanencia de las obras de concreto afecta el
paisaje que ha inicio se encuentra en el lugar.
Implantación de vegetación en balsas: La vegetación produce en efecto positivo en el
medio ya que se aumenta la presencia de flora en el lugar.

113
7.6.3. Identificación de acciones y factores ambientales que afectan en la
etapa de operación y mantenimiento
En la etapa de operación y mantenimiento se aprecian en mayor número e intensidad
los impactos positivos del proyecto, con notables diferencias de los impactos negativos.
Los potenciales impactos predominantemente positivos durante la fase de operación y
mantenimiento, a diferencia de los de la fase anterior, serán de carácter permanente e
incidirán sobre el mejoramiento de las condiciones de habitabilidad y de desarrollo de las
actividades productivas de la población.
La presencia de impactos negativos es mínima, cuya presencia se puede dar por el
mal manejo, operación y mantenimiento de la planta.
c. Acciones consideradas durante la etapa de operación y mantenimiento
Se han considerado las acciones más relevantes, estas son:
− Inadecuado mantenimiento del sistema
− Fallas operacionales en el sistema
− Integración del usuario
− Mantenimiento adecuado del sistema
− Reutilización del efluente
Entre otros también se ha tomado en cuenta considerar:
− Cambio del paisaje o modificación del hábitat
− Desarrollo de la zona (ciudad de Gonzanamá)
d. Recursos y factores afectados durante la etapa de operación y
mantenimiento
En base a las acciones analizadas y considerando la descripción de las condiciones
ambientales en la zona del proyecto, se han seleccionado los recursos y/o factores
ambientales de mayor significación que podrían verse afectados durante la etapa de
operación y mantenimiento para cado acción del proyecto; estos son los siguientes:
Inadecuado mantenimiento del sistema: Es la acción de mayor efecto negativo a todos
los factores ambientales del lugar, ya que este puede causar daños irremediables al

114
suelo cultivado por su contaminación con el riego, al aire debido a los malos olores,
disminuye la calidad de los productos que se riegan con este caudal, salud de la
población, etc.
Fallas operacionales en el sistema: Las fallas hacen que la calidad del efluente
disminuya considerable provocando malos olores y contaminación por que el agua no
cumple con las características ambientales.
Integración del usuario: La población es la que más beneficios tendrá, ya que se
aumenta el aspecto económico con fuentes de trabajo y producción, además la calidad
de los productos es mucho mejor, aumentando la salud de los residentes de la ciudad.
Mantenimiento adecuado del sistema: Un mantenimiento adecuado es muy
beneficioso ya que se cumplirá con la característica establecida en el estudio,
provocando todos los efectos positivos posibles.
Reutilización del efluente: Como ya se ha dicho el efluente servirá para riego o para
aumentar un caudal sano a los cuerpos receptores, aumentando la producción
especialmente en tiempo de verano cuando la falta de agua es evidente en los procesos
de producción.
Cambio del paisaje: Aparte de las obras de concreto el humedal traerá consigo un lugar
atractivo para la población. En algunos casos en otros países los humedales han sido
lugares turísticos para la gente.
Desarrollo de la zona: Como ya se ha dicho los beneficios serán evidentes provocando
un gran efecto positivo en la población. Además, se debe tomar en cuenta que un
tratamiento adecuado es básico en cualquier lugar del mundo.
7.7. MATRIZ DE IDENTIFICACIÓN Y VALORACIÓN DE IMPACTOS
AMBIENTALES
A continuación se presenta la matriz que resume los factores ambientales afectados por
las acciones realizadas en la ejecución del proyecto.

-1 -1 -5 -2 -2 -1 -4 9 -4
1 1 6 1 1 1 3 6 1
-1 -1 -6 -2 -2 -1 -5 9 -4 9
1 1 6 1 1 1 3 6 1 6
-1 -2 -2 -2 -6 -6
1 2 2 1 6 6
9 -9 -9 9
6 6 6 6
9 9 -9 -9 9 9
6 6 6 6 6 6
-8 -8 -8 8 -8 -8 8
4 4 4 6 6 6 6
-2 -2 -2 -9 -9 9
1 1 1 6 6 6
7 -9 -9 9
6 6 6 6
-2 -7 -8 -8 -2
1 4 4 4 1
-1 -1 -9 -9 -9 -1 -2
1 1 4 4 4 1 1
-4 -4 -2 8
6 3 3 6
-4 -1 -1 -1 -2 9 -8 -8 8 8
6 1 1 1 3 6 3 3 3 6
-4 -2 -1 -1 -2 8
6 3 1 1 3 6
-1 -2 -8 8
1 3 6 6
-4 -4 -7 -7 -7 -7 -1 7 -6 -1 9
2 2 4 4 4 4 1 6 6 2 6
-4 -4 -2 -7 -7 -7 -1 -1 -1 -1
2 2 1 4 4 4 1 1 2 1
-1 6 -9 9
3 3 6 6
-3 -9 -8 9
3 6 6 6
-6 -5 -5 -5 -3 5 -1 -8 8
3 2 2 2 3 6 1 6 6
7 7 6 6 6 6 5 9 9
4 4 4 4 4 4 4 6 6
9 -9 -9 9 9 9
6 6 6 6 6 6
AFECTACIONES POSITIVAS
AFECTACIONES NEGATIVAS -111
AGREGACION DE IMPACTOS -111 -111
2 2 -12
0 5 -96
2 5 -96
1 5 -60
1
10
-83
b.- GEOMORFOLOGÍA
21
CONTAMINACIÓN DEL AIREa.-
b.- OLORES
c.- PROLIFERACIÓN DE VECTORES
d.- POLVO
1
6
8
0 1 7
-378-154
12
3 -57
DESARROLLODELAZONA
CAMBIODELPAISAJE
REUTILIZACIÓNDEL
EFLUENTE
MANTENIMIENTO
ADECUADODELSISTEMA
1
2 8 46
INPLANTACIÓNDE
VEGETACIÓNENBALSAS
CONSTRUCCIÓNDEOBRAS
DECONCRETO
AFECTACIONESPOSITIVAS
342
DISEÑO OTROS
INTEGRACIÓNDEL
USUARIOS
8 0 1
1 8 1
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
FALLASOPERACIONALES
ENELSISTEMA
INADECUADO
MANTENIMIENTODEL
SISTEMA
a.- SUELO (Hasta 2m como máximo)
RUIDOYVIBRACIONES
TRANSPORTEDE
MATERIALES
DESALOJODEMATERIAL
EXCAVACIÓNAMÁQUINA
A.2.-
A.-
A.1.-
c.-
LEVANTAMIENTO
TOPOGRÁFICO
B.-
DESCONTAMINACIÓN DEL AGUA
RECARGA CUERPO RECEPTOR Y RIEGO
AIRE
RUIDO
B.1.-
a.-
b.-
a.-
b.-
A.3.-
e.-
ARBOLES
ARBUSTOS
HIERBAS
c.-
C.2.-
a.-
b.-
C.-
C.1.-
a.-
c.-
d.-
B.2.-
a.-
ANIMALES TERRESTRES
EMPLEO
AVES
b.- AGRICULTURA
SERVICIOS BASICOS
FACTORES CULTURALES
USO DEL TERRITORIO
PAISAJE
GANADERÍA
FAUNA
b.-
NIVEL CULTURAL
CULTIVOS
AFECTACIONESNEGATIVAS
AGREGACIONDEIMPACTOS
0 -83
FLORA
CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS
TIERRA
CONTAMINACIÓN DEL SUELO
AGUA
CONDICIONES BIOLOGICAS
7 -113
6
45
4
2
2
0
0
108
3
7
9 -71
1
3
1
1
-28
9 0 280
5
3
10
-7
15
2
-200 -154
108
1 1 0
0 10
4 10 0 COMPROBACION
5 14 1 14
4 7
0
-59 106 415 -531 -94 353
METODO DE LEOPOLD
MATRIZ DE IDENTIFICACION Y VALORACION DE IMPACTOS AMBIENTALES
4 2
6
2
-107
2 2
2 7
DESBROCEYLIMPIEZA
CONSTRUCCIÓN
210 108
13 12 5 0
ACCIONES
PARAMETROS
AMBIENTALES
115

116
Los impactos serán evaluados de acuerdo de a la siguiente tabla:
Tabla 7.3. Cuadro de la evaluación de impactos de acuerdo
a la metodología de Leopold.
Los resultados obtenidos en la matriz de calificación de impactos por el método de
Leopold son los mostrados en las tablas siguientes:
Tabla 7.4. Resumen de afectaciones por actividades.
ACTIVIDADES
AFECCIONES
POSITIVAS
AFECCIONES
NEGATIVAS
AGREGACIÓN DE
IMPACTOS
Levantamiento topográfico 1 6 8
Limpieza y desbroce 1 10 -83
Excavación a máquina 1 13 -200
Desalojo de materia 1 12 -154
Transporte de material 1 12 -154
Ruido y vibraciones 0 5 -59
Construcción de obras de concreto 4 14 106
Implantación de vegetación en balsas 10 1 415
Inadecuado mantenimiento del sistema 0 14 -531
Fallas operacionales del sistema 0 8 -378
Integración del usuario 2 5 14
Mantenimiento adecuado del sistema 7 0 342
Reutilización del efluente 4 0 210
Cambio del paisaje 7 1 353
Desarrollo de la zona 2 0 108
RANGOS IMPACTO
-70.1 a -10 NEGATIVO MUY ALTO
-50.1 a -70 NEGATIVO ALTO
-25.1 a -50 NEGATIVO MEDIO
-1 a -25 NEGATIVO BAJO
1 a 25 POSITIVO BAJO
25.1 a 50 POSITIVO MEDIO
50.1 a 80 POSITIVO ALTO
80.1 a 100 POSITIVO MUY ALTO

117
De acuerdo a este cuadro se desprende que las actividades que mayor impacto
negativo causan son la que se realizan en la ejecución del proyecto como limpieza y
desbroce, excavación, desalojo, transporte, ruido y vibraciones. Además, en la etapa del
funcionamiento de la planta lo que más impacto negativo produciría son la falta de
mantenimiento y fallas en la operación del sistema.
En la matriz y resumen de afectaciones se nota claramente que la valoración de los
impactos positivos es muy alta en la mayor parte de las actividades que se van a realizar
en el proyecto, siendo factible su ejecución en la referente al impacto que producirá en la
población.
Tabla 7.5. Resumen de afectaciones por componente ambiental.
COMPONENTE AMBIENTAL
AFECCIONES
POSITIVAS
AFECCIONES
NEGATIVAS
AGREGACIÓN
DE IMPACTOS
Características
físicas y químicas
Tierra
Suelo 1 8 1
Geomorfología 2 8 46
Contaminación del suelo 0 6 -83
Agua
Descontaminación del
agua
2 2 0
Recarga cuerpo receptor
y riego
4 2 108
Aire
Contaminación del aire 2 5 -96
Olores 1 5 -60
Proliferación de vectores 2 2 -12
Polvo 0 5 -96
Ruido 0 7 -113
Condiciones
biológicas
Flora
Arboles 1 3 6
Arbustos 3 7 45
Hierbas 1 5 10
Cultivos 1 3 11
Fauna
Aves 2 9 -71
Animales terrestres 0 10 -107
Factores culturales
Uso del
territorio
Paisaje 2 2 15
Agricultura 1 3 -39
Ganadería 2 7 -10
Nivel
cultural
Empleo 9 0 280
Servicios básicos 5 2 162

118
La matriz de Leopold en la tabla 7.5, muestra que los componentes ambientales más
afectados son: el aire en lo referente a su contaminación, olores en un porcentaje medio,
proliferación de vectores en un porcentaje bajo, polvo y ruido, además la fauna,
agricultura y ganadería desarrolladas en la zona de influencia. A pesar que estos
componentes ambientales son afectados en el proceso de construcción, es evidente que
en la mayor parte de ellos el impacto es positivamente alto de acuerdo a los parámetros
de Leopold.
También es importante recalcar que en la fase de operación de la planta existirá un
alto porcentaje de impactos positivos, que serán beneficiosos para la población en el
aspecto económico ya que existirá mayor cantidad de agua para riego, así como menor
cantidad de cuerpos de agua afectados por el agua residual de la ciudad. Además de que
la ciudad contara con un servicio básico que disminuirá el riesgo de enfermedades y
aumentara las fuentes de trabajo de la población.
A pesar de todo es importante tener en cuenta algunas medidas de mitigación de
impactos ambientales.
7.8. MEDIDAS DE MITIGACIÓN
Las medidas de mitigación de los impactos ambientales causados por la ejecución de la
planta de tratamiento por humedales de flujo superficial son las siguientes:
7.8.1. Medidas de mitigación durante la construcción
Obras de drenaje.- Desde el punto de vista ambiental se considera indispensable la
construcción de obras de drenaje superficial, para evitar que las balsas colmaten por la
presencia de caudales no deseables.
Prevención de arrastre de sedimentos.- Las principales medidas de mitigación
recomendadas con respecto al control del desalojo del material producto de la
excavación para la conformación de las balsas son la limpieza por parte de los
operadores de la mayor cantidad de residuos que puedan afectar al buen desarrollo de
operación de la planta.
Protección de ecosistemas.- Bajo ningún concepto se permitirá la disposición de los
materiales sobrantes en lugares ambientalmente sensibles, ni en zonas inundables,
tampoco la construcción de botaderos de material en el sitio de los humedales.

119
7.8.2. Medidas de mitigación durante la etapa de operación y
mantenimiento.
Mantenimiento de la obra.- El mantenimiento de la obra deberá ser indispensable para
evitar daños ambientales. El mantenimiento se hará de acuerdo al manual descrito en
capítulos anteriores.
Prevención de los efectos de contaminación.- Es importante mantener la zona del
proyecto limpia para evitar el daño del paisaje en el lugar.
Educación ambiental.- Es necesario informar a los pobladores del lugar y comunidades
vecinas sobre las características y alcance del proyecto, para evitar falsas expectativas
de empleo. Las medidas de protección deben prevenir el deterioro del medio ambiente.
7.9. COMPARACIÓN AMBIENTAL DE LAS ALTERNATIVAS
Las dos alternativas que se evalúan son las siguientes:
7.9.1. Alternativa sin proyecto
La no ejecución de un proyecto causa impactos desfavorables para la sociedad ya que
la no ejecución de estos proyectos de tal importancia para la ciudad se verá trascender
posteriormente en problemas de enfermedades y contaminación del agua de las
quebradas cercanas a la población. Esto hace que la planta de tratamiento de las aguas
servidas de la localidad sea un servicio básico necesario para un buen desarrollo de la
capacidad productiva debido a que cada día el factor más importante es tener fuentes de
agua descontaminada adecuada para su uso.
Al no ejecutar este tipo de proyectos en las ciudades pequeñas, se pierde la
oportunidad de generar empleo para los pobladores de estas ciudades, en la fase
constructiva como en fase de operación de la planta.
7.9.2. Alternativa con proyecto
Es una buena opción, ya que causará impactos positivos importantes en la sociedad.
Y como se dijo anteriormente la construcción de proyectos básicos permiten el buen
desarrollo de la localidad creando fuentes de trabaja y aumentando la productividad de la
zona con mayor cantidad del recurso agua.
La destrucción del paisaje no es alta debido a que con anterioridad se trata de escoger el
lugar que no dañe considerablemente paisajes llenos de arboles o plantas del lugar.

120

PRESUPUESTO
120
PRESUPUESTO
En este capítulo se abordará el presupuesto de construcción del sistema de
tratamiento de aguas residuales domésticas para la ciudad de Gonzanamá por humedal
de flujo superficial. Este presupuesto servirá para tener una idea del costo del proyecto si
se lo llegase a construir. El presupuesto contiene el análisis de costos unitarios de cada
rubro incluido en la tabla de cantidades de la obra.
8.1 Análisis de precios unitarios
El análisis de precios es un proceso mediante el cual se estima el costo de cada rubro
del presupuesto total del proyecto, para de esta manera el contratante pueda remunerar o
pagar en moneda al contratista por unidad de obra y por concepto de trabajo que ejecute.
El análisis de cada rubro considera costos de mano de obra, equipo, materiales,
transporte.
8.2 Presupuesto total de construcción
El presupuesto total del proyecto, es el costo de la obras más el 20% de costos
indirectos, los mismos que incluye el margen de utilidad que va a tener el contratista.
El presupuesto total de la obra es de 73697.91 dólares americanos.
8.3 Costos de operación y mantenimiento
Los costos de operación y mantenimiento del humedal de flujo superficial, dependen
de variables como tamaño de la planta depuradora, necesidad de personal, frecuencia
del mantenimiento, control del funcionamiento, programa de capacitación, herramientas.
De esta manera se ha obtenidos que el costo de operación y mantenimiento anual
para el tratamiento propuesto es de 8086.92 dólares americanos.

PRESUPUESTO
121
UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA
PRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRA
OBRA : CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
UBICACIÓN : CANTÓN Gonzanamá HOJA 1 DE 2
DESCRIPCION UND. CANT.
PRECIO
UNITARIO
PRECIO
TOTAL
PRELIMINARES 34,121.23
Replanteo y nivelación m2 8,191.00 1.63 13,351.33
Limpieza y desbroce m2 8,191.00 1.79 14,661.89
Cerram. poste Hº S. + alambre puas (5 Ilos) + excavación m 379.00 13.82 5,237.78
Acero de refuerzo fy=4200 Kg/cm2 kg 486.16 1.79 870.23
CANAL DE ENTRADA Y DESBASTE 233.45
Excav. h=0 a 2 m a máquina (retroexcavadora suelo normal) m3 2.63 2.23 5.86
Adecuación del fondo de la zanja m2 3.94 6.72 26.48
Encofrado recto m2 3.60 13.92 50.11
Hormigón S. f'c=210 kg/cm2 m3 1.17 109.37 127.96
Reja canal de cribado u 1.00 3.42 3.42
Malla electrosoldada 6mm 15x15 cm m2 3.94 4.98 19.62
DESARENADOR 789.05
Compuerta de volante de acero inoxidable u 2.00 213.79 427.58
DESENGRASADOR 390.06
HUMEDAL ARTIFICIAL DE FLUJO SUPERFICIAL 35,155.17
Excav. h=0 a 2 m a máquina (retroexcavadora suelo normal) m3 4,368.00 2.23 9,740.64
Desalojo de material con volqueta m3 4,400.00 3.20 14,080.00
Compactación mecánica m2 7,952.00 0.98 7,792.96
Cajas de revisión de 60x60x60cm (Incluye tapa H°A°) u 2.00 69.52 139.04
Suministro e instalación Tubería PVC 110mm ml 52.00 10.97 570.44
Sum. Instalación Tub. Tipo dren 110 mm u 112.00 6.88 770.56
Implementación de vegetación u 9,184.00 0.14 1,285.76
Grava sobre tubería de desagüe m3 39.20 19.79 775.77

PRESUPUESTO
122
PRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRAPRESUPUESTO TOTAL DE LA OBRA
OBRA : CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
UBICACIÓN : CANTÓN GONZANAMÁ HOJA 2 DE 2
TANQUE DE RECOLECCIÓN 800.06
CASETA 2,208.89
Excavación y desalojo manual para plintos, cimientos y bordillos m3 0.92 5.36 4.93
Losa de H°S° f'c=210kgf/cm2, e = 20cm + encofrado m2 8.87 22.60 200.46
Mampostería ladrillo m2 24.00 15.10 362.40
Encofrado vigas y columnas ml 16.00 10.20 163.20
Lavamanos + inodoro + accesorios glb 1.00 131.36 131.36
Ventanas de hierro + protección u 1.00 65.36 65.36
Puerta metálica u 1.00 74.70 74.70
Enlucido vertical Paleteado (1:3) m2 48.00 7.26 348.48
SON: SETENTA Y TRES MIL SEICIENTOS NOVENTA Y SIETE 91/100 TOTAL $ 73,697.91
IVA 12% 8843.75
Elaborado por: TOTAL + I.V.A. $ 82,541.66
Jorge Luis Santín Torres
Lorena Elizabeth Bermeo Castillo

PRESUPUESTO
123
COSTO REFERENCIAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ANUAL DE LA PLANTA
OBRA: CONSTRUCCIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL CANTÓN GONZANAMÁ
UBICACIÓN: CANTÓN GONZANAMÁ HOJA 1 DE 1
RUBR
O
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO
PRECIO
TOTAL
1 Operador de la planta mes 12 329.16 3949.92
EQUIPO 50.00
2 Herramienta menor global 1 50.00 50.00
CAPACITACIÓN 180.00
3 Curso de capacitación horas 12 15.00 180.00
EQUIPO DE PROTECCIÓN PARA OPERADOR 167.00
5 Guantes de butilo par 1 25.00 25.00
6 Botas para agua par 1 32.00 32.00
7 Casco de seguridad ligero u 1 20.00 20.00
8 Gafas tipo panorámicas u 1 15.00 15.00
9 Mascara buconasal con 2 filtros u 1 35.00 35.00
10 Overol impermeable global 1 40.00 40.00
11 Muestras de control de calidad de agua residual global 12 310.00 3720.00
12 Electricidad bodega + lámpara kwh 20 1.00 20.00
TOTAL 8086.92
Son: Ocho mil ochenta y seis 92/100 dólares americanos

CONCLUSIONES
150
CONCLUSIONES
− La caracterización física, química y bacteriológica de aguas residuales de la
ciudad de Gonzanamá, así como la relación DBO5/DQO ha permitido determinar
que su composición corresponde a la de un agua biodegradable y de origen
doméstico, siendo tratable por método naturales.
− Los resultados de los ensayos de suelos in-situ y laboratorio muestran la
presencia de arcillas de baja permeabilidad en la zona de estudio, adecuada para
realizar procesos de depuración mediante humedales de flujo superficial.
− La selección de la tecnología de depuración de aguas residuales apropiada para
la ciudad de Gonzanamá ha sido escogida en función de parámetros ambientales,
características propias de la zona, características del agua residual y del suelo,
resultando en la selección de un humedal artificial de flujo superficial.
− Después de los cálculos realizados para el diseño de la planta de tratamiento de
humedales de flujo superficial se ha establecido que la remoción teórica de SST
es de 60% al 90%, para DBO de 60 al 81%, para nitrógeno total > 80%, para
fosforo < 20% y más del 99% de coliformes fecales.
− En el presupuesto referencial de la obra y en el costo de operación y
mantenimiento anual se observa que el tratamiento natural por humedales de flujo
superficial resulta más económico que los tratamientos convencionales, ya que
no necesita de mayor infraestructura civil ni uso de equipos para la operación.
− La aplicación de métodos naturales de tratamiento de aguas residuales garantiza
la sostenibilidad y eficiencia en la depuración de las aguas residuales domésticas,
por sus bajos costos de construcción, operación y mantenimiento, comparados
con los sistemas convencionales de tratamiento.
− Después de realizada la evaluación de los impactos positivos y negativos que se
pudieran dar en el proyecto en cuestión utilizando la matriz de Leopold, se ha
determinado que la mayor cantidad de impactos negativos se producen en la
etapa de construcción en los parámetros ambientales suelo, aire, flora y fauna.
Sin embargo, es importante recalcar el impacto positivo que genera sobre la

CONCLUSIONES
151
población la implantación de un sistema de depuración que contribuye al
mejoramiento del saneamiento básico, y a potenciar la producción agrícola por la
posible reutilización del efluente para riego.
− La participación en el proyecto de Aguas residuales SENACYT-UTPL, nos ha
dado la oportunidad a los pasantes de involucrarnos en la investigación de
alternativas que sean de bajos costos para las poblaciones menos favorecidas de
la provincia. Además, se ha logrado desarrollar la capacidad de trabajo en equipo
obteniendo mejores resultados.

REFERENCIAS
152
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