TOMO 05: TARIFA, COSTO DE OPERACION Y MANTENIMIENTO

TOMO 5: COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

5.1.- INTRODUCCION
Las tarifas se usan para recuperar costos y lograr estabilidad financiera y también para la asignación de los escasos recursos del sector, distribución equitativa de los ingresos y viabilidad fiscal. Sin embargo, aún las tarifas diseñadas de la manera más prolija no llegan a cumplir todos estos objetivos sin que haya concesiones entre ellos.
El principio fundamental es que los beneficiarios de un servicio público deben pagar los costos. Si bien existe controversia sobre qué tipos de costo debe cubrir la tarifa, una empresa debe cubrir sus costos de operación y mantenimiento, capital, préstamos de corto plazo y fondos de reserva. La magnitud de estos costos se determina por la calidad del servicio que provee, lo que a su vez está influenciado por factores institucionales y técnicos.
Los centros de costos, una modalidad contable para desagregar costos en unidades discretas o por actividades, facilitan el diseño de las tarifas. Pero el establecimiento de las tarifas también debe tomar en cuenta la eficiencia de las operaciones, el agua no contabilizada, la competencia institucional de la empresa y la predicción precisa de la capacidad y voluntad de pago de los usuarios.
Una vez que se han identificado correctamente los costos del servicio de agua, se debe seleccionar el método adecuado para recuperarlos. Los dos métodos más usados son el pago por medición del consumo y la tarifa única. Al final, se debe elegir el método o combinación de métodos que le resulte más beneficioso.

5.2.- CONCEPTOS DE TARIFA
La tarifa de los servicios de agua y alcantarillado, que es el precio adecuado que el usuario espera pagar, puede tener varios objetivos: recuperación de costos y financiamiento sustentable, asignación eficiente de los escasos recursos del sector, distribución del ingreso y viabilidad fiscal

5.3.- ASPECTOS OPERACIONALES
• Costos incluidos en la tarifa
• Clases de usuarios
• Eficiencia de la operación
• Voluntad y capacidad de pago

5.3.1 Costos incluidos en la tarifa
El principio subyacente de los cobros directos por los servicios públicos es que el costo de estos servicios debe ser recuperado de los beneficiarios. Las tarifas se convierten así en el mecanismo establecido para esta recuperación.
Existe un amplio debate sobre los costos que deben incluirse en las tarifas. Se discuten algunas combinaciones que pueden aplicarse en la mayoría de las empresas. Si se recupera el total de los costos de proveer el servicio, la empresa puede funcionar como una entidad completamente auto sustentable.

A. Costos de operación y mantenimiento
Lo mínimo que se espera de la mayoría de las tarifas es la recuperación completa de los costos de Operación y Mantenimiento (O&M), los cuales pueden clasificarse en las siguientes categorías:
• Planilla de sueldos
• Consumo de energía
• Combustibles, lubricantes y compuestos químicos
• Misceláneos
Planilla de sueldos
Los costos de la planilla de sueldos cubren los salarios, bonos y subsidios que se pagan a los empleados por el trabajo realizado y los costos de los beneficios laborales, tales como las vacaciones, licencias por enfermedad, feriados, pensiones, y seguro social, médico y de vida.
Consumo de energía
Esta categoría incluye el costo de operar las bombas y cualquier otro equipo eléctrico (e.g. máquinas de oficina y de aire acondicionado) e iluminación. Los costos del consumo de energía están relacionados con el nivel de servicio que se ofrece y solo una mínima porción de estos costos son fijos.
Combustibles, lubricantes y compuestos químicos
Los costos en esta categoría se refieren a los vehículos de O&M, equipo mecánico y procesos de tratamiento.
Materiales, suministros y equipos
Estos costos son para ítemes consumidos durante un año presupuestado. Los costos del equipo pueden incluir un componente para los activos que se usan durante más de un año pero cuya vida útil es relativamente corta (costos de capital).
Misceláneos
Esta categoría sirve para asegurar que los costos de O&M no incluidos en alguna de las categorías antes mencionadas sean parte del total que debe ser recuperado a través de la tarifa. Los costos misceláneos incluyen lo siguiente:
• Seguros de propiedad y obligaciones
• Gastos de regulación
• Pagos de alquiler o leasing por propiedades no fácilmente clasificables por función
• Cobertura de deudas incobrables
• Contribuciones al fondo de reserva para capital de trabajo
• Contribuciones al fondo de reserva para emergencias.
Si las prácticas contables de la empresa abastecen estas provisiones y el presupuesto es amplio, el monto de los cuatro últimos costos mencionados puede ser muy alto. En general, una cobertura para deudas incobrables es el monto cargado por año a los usuarios del sistema por ingresos no cobrados en años anteriores o un monto esperado durante el año corriente. Las contribuciones al capital de trabajo e intereses de corto plazo son cargos a los usuarios del sistema para cubrir fondos gastados en determinado año para compensar déficits del flujo de caja. Las contribuciones para reservas de emergencia son cargos a los usuarios para cubrir gastos de reparaciones inesperadas o para cubrir déficits en caja que son difíciles de predecir.
Normalmente, los sistemas tarifarlos se diseñan para recuperar el total de los costos de O&M. Lo más importante es asegurar que todos estos costos se identifiquen. Las categorías descritas anteriormente son convenientes, pero cualquier clasificación lógica y comprensible será suficiente. Se debe elegir el sistema que cumpla mejor con los requerimientos de la empresa o programa.

B. Costos de capital
El costo de las inversiones en bienes de capital a largo plazo debe incluirse en el planeamiento financiero y en la recuperación del costo. Los bienes de capital son las bombas, estaciones de bombeo y plantas de tratamiento que tienen una vida útil de varios años. Los activos no físicos tales como los derechos sobre el agua y el terreno, cuya vida útil no tiene límite, también representan inversiones. Las convenciones contables usan dos métodos para estimar los requerimientos de capital para el financiamiento: el enfoque del flujo de caja (basado en la caja) y el enfoque de la valoración de activos (basado en costos).
En el enfoque del flujo de caja, las facturas y gastos se muestran a medida que ocurren, seguidos de flujos de salida de acuerdo con el cronograma de amortización del préstamo (neto y con intereses). Los costos de capital están sujetos a las tasas de interés, períodos de gracia, etc.
En el enfoque de la valoración de activos, los costos de capital se estiman usando técnicas de depreciación y estableciendo la tasa de retorno requerida en los activos. La depreciación es el valor de los activos fijos consumido durante un período contable. Usualmente se calcula tomando como base cuentas anteriores. Por ejemplo, si se espera que un activo tenga una vida útil de 40 años, 1/40 de su costo se asigna a cada año durante 40 años. Otra forma de calcular la depreciación es aplicando un porcentaje fijo a una escala de amortización. El costo de retorno de los activos es el porcentaje del valor del activo fijo depreciado (capitalización total representando el costo de capital) igual al monto requerido para cubrir los costos de capital. La tasa de retorno esperada por las autoridades públicas puede ser vista como un parámetro del desempeño. Mientras más alta es la tasa, más alto es el requerimiento del costo. El superávit creado por la tasa de retorno puede o no ser suficiente para activos futuros. Esto dependerá de la estructura del capital existente y del flujo de caja.
Ambos enfoques pueden involucrar políticas de decisión por encima de la empresa pública. La tasa de retorno de los bienes de capital puede basarse en comparaciones con otras empresas públicas en el país o en el extranjero. Frecuentemente, los préstamos los negocia el gobierno mediante acuerdos bilaterales y multilaterales y los detalles de las tasas de interés y cronograma de pago se transfieren luego a la empresa pública involucrada.
La selección del método para calcular los costos de capital dependerá de la sofisticación del sistema de contabilidad de la organización. Será difícil hacer una correcta valoración de activos si sus archivos no están actualizados o no reflejan el valor real de los bienes de capital depreciados.
Otro punto que debe ser considerado en el cálculo de tarifas es que los bienes de capital de corta vida (por ejemplo, automóviles) deben ser cubiertos por una política que los defina ya sea como capital o como un gasto de O&M.
Intereses de operación (corto plazo)
Reservas de fondos

C. Gastos por intereses de operación
El interés de operación es el costo de préstamos de corto plazo para cubrir déficits del flujo de caja que resultan de operaciones comerciales deficientes (e.g. facturación y cobranza) o de fallas al definir los límites correctos de los fondos de operación o por mala administración de estos fondos. El interés de operación es un costo legítimo que se debe recuperar con la tarifa. Sin embargo, si es un costo históricamente alto o ascendente, puede ser más prudente establecer fondos especiales (véase el siguiente párrafo) que continuar con los préstamos.
Pedir préstamos para financiar todo o gran parte de los costos de O&M es una mala práctica que debe evitarse. Algunas empresas ponen todos los gastos por intereses en un ítem de una sola línea sin diferenciar entre el interés de operaciones y el interés de gastos de capital. Si el interés debe recuperarse mediante la tarifa, es necesario tener cuidado de clasificar el tipo de interés correctamente.


D. Reservas de fondos
Muchas estructuras tarifarías permiten que los ingresos se depositen en fondos especiales. Ejemplo de ello son los fondos para gastos de O&M (fondos de capital de trabajo para cubrir diferencias en el flujo de caja) y fondos de reserva para emergencias o contingencias (para cubrir reparaciones de emergencia u otros gastos impredecibles, e.g., un incremento en el costo de la electricidad).
Otros fondos son las reservas que usualmente se estipulan en los préstamos a largo plazo. Uno de estos fondos es la reserva para deudas, la que se establece con una cantidad igual al pago anual amortizado que se requiere para cubrir la deuda. Podría fijarse con parte del monto inicial del préstamo o con una cantidad acumulada proveniente del ingreso de algunos años.
Cualquiera sea el modo como se haya establecido la reserva, su fondo sólo debe usarse para pagos de la deuda. Es decir, si la empresa no puede cubrir los pagos de la deuda, se debe recurrir al fondo y crear nuevamente la reserva. Si el fondo permanece intacto durante la mayor parte de la deuda, puede usarse para pagar la deuda antes de lo establecido.
Otro fondo es aquel para pagar inversiones de capitales rutinarias pero difíciles de predecir. Las extensiones de tuberías troncales o de los sistemas de alcantarillado y las modificaciones o mejoras de las estructuras son ejemplos de lo que cubren tales fondos.
El nivel de los fondos de reserva puede determinarse de acuerdo a datos anteriores y por el proceso de planeación del presupuesto.
Es importante limitar tales fondos a proyectos que puedan concluir (o que la inversión se gaste) durante el presupuesto anual.

E.Costos de medición y conexiones
Las conexiones domiciliarias y la compra e instalación de medidores pueden originar considerables gastos de capital para las empresas. En general, se considera que los costos de las conexiones individuales son responsabilidad del usuario. Los costos de medición y otros costos de la conexión pueden ser asumidos por el usuario o por la empresa que puede recuperarlos a través de la tarifa. Al asumir estos costos, la empresa ejerce mayor control al instalar productos estandarizados que reducen el costo inicial de los consumidores y por lo tanto, atraen más clientes. El problema es que estos costos podrían ser altos y representar una carga para la empresa.
B. Retorno de la inversión
Los sistemas de recuperación de costos se han diseñado para incluir un retorno de la inversión (RI) mayor que los requerimientos de costo de capital para crear un superávit (costos de capital) que las empresas usan frecuentemente como contingencia ante costos inesperados. Si se produce un superávit, puede usarse para estabilizar las tarifas de los próximos años a fin de financiar gastos de capital o para pagar deudas.
En teoría, el RI debería recuperar sólo el costo de oportunidad del capital. Se debe defender la recuperación sin ningún superávit; la mayoría de las empresas brinda servicios sin procurar superávit. El objetivo de considerar el RI al calcular las tarifas es el de comparar el retorno con la inversión en otros sectores.
5.3.2 Clases de usuarios
Las clases de usuarios son categorías que emplean las empresas para agrupar a sus clientes. Estas categorías se determinan por características, tales como variaciones en la facturación, pagos, capacidad de los medidores y por la necesidad de controlar y regular el servicio. Cada empresa decide el número y designación de sus usuarios, pero la mayoría tiene las siguientes categorías :
• Residencial
• Comercial
• Industrial
• Institucional
• Gubernamental
• Mayoristas
El cuadro 1 presenta combinaciones de clases de usuarios dentro de las categorías identificadas anteriormente.
Designación primaria de clases de usuario o cliente
Residencial, comercial, industrial, institucional, gubernamental y mayorista
Designación secundaria dentro de la clase
Predio unifamiliar o multifamiliar
Conexión directa dentro de la vivienda o establecimiento
Servido directamente mediante conexión externa
(e.g. instalación en el patio)
Servido mediante tanque vertical o tanque de ruta
Servido mediante camión cisterna o vendedores
Usuarios de bajo nivel (i.e., servicio mínimo)
Usuarios con fuente propia
Designación terciaria dentro de la clase
Cuentas medidas o de cobro fijo
Cuentas de servicio libre
Cuantas privadas
Cuadro 1: Diversas clases de usuarios

La designación de la clase de usuario dependerá de la complejidad del servicio y de cualquier otro requerimiento administrativo o legal. Por ejemplo, la clase de clientes individuales será suficiente para un sistema que sirve a clientes con un mismo patrón de uso. Por el contrario, se necesitarán diversas designaciones de usuarios para los clientes que tienen variaciones significativas en el uso o cuando los servicios se brindan a otras empresas e industrias.
La variación de las designaciones se indica en el cuadro 1. Las designaciones secundarias y terciarias indican las posibles subdivisiones basadas en el nivel de servicio y en requerimientos legales y administrativos. Los usuarios residenciales, los que representan el mayor número de cuentas en casi todos los sistemas, pueden subdividirse en una o más designaciones secundarias o terciarias tales como cuentas medidas o de cobro fijo.
Un grupo más complejo de clases de usuarios resultaría de dividir la designación primaria en una o más designaciones secundarias, indicando cuál de estos podría describirse como cliente con medición, de cobro fijo, o con cuenta libre.
Generalmente, las empresas industriales y comerciales son los mayores usuarios del servicio y constituyen una clase separada de usuarios.
Las empresas de saneamiento con sistemas tarifarios formales usual- mente usan el tamaño del medidor para definir estas cuentas; si no se utiliza un sistema de medición, se asigna una cuenta con código especial.
Las cuentas institucionales (colegios, hospitales, templos e instituciones de caridad) y las cuentas del gobierno (oficinas públicas y locales de propiedad estatal) por lo general muestran el mismo patrón de uso que las cuentas residenciales, comerciales o industriales. Reciben una designación separada por la forma como se les cobra, monitorea y regula el servicio. Lo mismo ocurre con los clientes mayoristas o grandes usuarios que tienen un contrato especial con la empresa de agua. A menudo, ellos a su vez son empresas de agua que se abastecen mediante un servicio masivo, pero es usual que las empresas tengan muy pocos clientes clasificados como mayoristas.
La designación de clases de usuarios depende del tamaño y mezcla de clientes, complejidad del servicio, variaciones de la demanda, requerimientos legales o acuerdos especiales y del método que se emplee para la recuperación de costos.

5.3.3 Eficiencia de la operación
Una consideración importante que frecuentemente se pasa por alto al establecer el sistema tarifarlo es la eficiencia de la operación. Los clientes reaccionan favorablemente ante un buen servicio y desean pagar por él. Por el contrario, un servicio deficiente genera una oposición general al establecimiento o revisión de la tarifa.
Las empresas deben ser honestas al evaluar su posición con respecto a las poblaciones servidas, ya sea mediante encuestas a muestras de usuarios o auditorias hechas por ellos mismos o por consultores externos. Si se descubren deficiencias, deben rectificarse, si es necesario con fondos adicionales como parte de un nuevo plan de financiamiento o estructura tarifaria.

5.3.4 Voluntad y capacidad de pago
Un tema que subyace al diseño de tarifas es la voluntad de los clientes por pagar lo que les corresponde por un buen servicio. La clave son las expectativas del consumidor y la práctica aceptada. Las expectativas difieren; lo que es aceptable para los usuarios de un área puede no ser totalmente aceptado en otra. Las prácticas del pasado frecuentemente influyen en las expectativas del cliente. Por ejemplo, si antes los servicios de agua y alcantarillado se ofrecían por un costo simbólico o libre de costo, los planificadores no pueden esperar que los usuarios acepten fácilmente la idea de pagar por estos servicios.
La voluntad de pagar debe evaluarse cuidadosamente cuando se diseñan tarifas basadas en la recuperación del costo. Se debe evaluar la práctica anterior, el nivel del servicio que se va a brindar, el ingreso familiar y el monto y tipos de costos que se van a recuperar.

5.5.- ESTRATEGIAS Y METODOS PARA LA RECUPERACION DE COSTOS
5.5.1 Estrategias para la recuperación del costo
Una estrategia para recuperación del costo incluye tanto los sistemas y las prácticas usadas para medir el servicio, como el cálculo y cobro de los pagos. En un extremo del espectro están los servicios gratuitos de muchos sistemas rurales subsidiados por el gobierno. En el otro extremo están los sistemas que recuperan la totalidad o gran parte de sus costos mediante las tarifas.
Existen algunos axiomas sobre la recuperación del costo y el diseño de tarifas que es importante revisar:
Si los servicios de agua y alcantarillado se han proporcionado por un precio muy bajo o nulo, la imposición de la tarifas no será aceptada fácilmente al inicio. Por lo general, se necesita realizar campañas educativas y mejoras en la calidad del servicio para ganar aceptación y asegurar el pago oportuno.
Ningún servicio es realmente gratuito. Si se proporciona sin ningún cobro, el proveedor del servicio debe tener el apoyo de fondos externos. Para las entidades gubernamentales, esto implica negociaciones entre sectores competitivos de la infraestructura, los que son necesarios para alentar los objetivos del desarrollo nacional, regional o local.

Selección de estrategias
Existen sólo dos formas de recuperar el costo directa e indirectamente. La recuperación directa se basa en la cuantificación de las unidades del servicio provisto y su cobro correspondiente.
La recuperación indirecta se basa en el concepto de que todos los consumidores tienen derecho a beneficiarse de los servicios de agua y alcantarillado, sin considerar el costo.
Algunas estrategias claves para recuperar los costos son:
• Las bases para imponer cobres deben ser fáciles de explicar y el nivel de tarifas debe ser equitativa y de fácil entender.
• Los métodos de cobranza deben estar basados en prácticas aceptadas y en métodos ampliamente conocidos.
• Antes de implementar la tarifa, la entidad responsable de su diseño y cobranza debe explicar el objetivo y las razones del cambio en las tarifas.
• La entidad debe reconocer que después de la implementación surgirán reclamos justificables, por ello, establecerá mecanismos para manejarlos eficientemente.
La recuperación directa del costo en los sistemas de agua puede basarse en cantidad, presión, elevación, disponibilidad, ubicación y pureza del agua. Generalmente, si los niveles de servicio pueden definirse fácilmente por clase de usuario, la cantidad representa la medida más conveniente. Para los sistemas de alcantarillado, se tendrán en cuenta los niveles de cantidad, y la calidad biológica, química y tóxica de la descarga.
La recuperación indirecta del costo tanto para agua como para aguas residuales, puede basarse en los ingresos del gobierno, en varias formas de impuestos, servicios privatizados, valores estimados o inclusive en el trueque.
Los métodos de recuperación del costo que tienen éxito presentan las siguientes características:
• Son adecuados al tamaño y complejidad de la empresa y al contexto socioeconómico en el que se provee el servicio.
• Son fáciles de entender por aquellos que pagan los costos.
• Son aceptados por las entidades gubernamentales y están dentro de su capacidad institucional.
• Son implementados sin problemas y se administran fácilmente.
• Muestran una relación equitativa entre la asignación de costos del servicio y las diversas clases de usuarios.
• Poseen un mecanismo interno que compensa las variaciones del servicio.

5.5.2 Métodos de recuperación de costos
A. La medición basada en el consumo real
Los medidores tienen muchas ventajas. Entre las principales está el hecho de que medir la cantidad del servicio implica imparcialidad, y que los costos de capital y de O&M de los medidores no son tan elevados en comparación con otros costos de la empresa. Los medidores de agua están disponibles en una amplia gama de precios, son relativamente simples de instalar y requieren un mantenimiento periódico mínimo. El consumo que registran aparece en un recibo, lo que permite a los usuarios entender rápidamente la analogía con una caja registradora. Otra ventaja es que la empresa ejerce control alentando la venta de agua mediante el uso de tasas decrecientes por bloques (cobrando menos por unidad a medida que el total del consumo se incrementa). Promueve la conservación incrementando la tasa por bloques y regula las demandas picos (por lo general con base estacional) mediante políticas de precios. La empresa también puede imponer cobros más altos a los usuarios grandes. La principal desventaja con los medidores de agua es que el mantenimiento mínimo por lo general deviene en ningún mantenimiento. La empresa debe tener una unidad de mantenimiento para instalar, probar, reparar y reemplazar medidores; también debe tener un almacén de medidores nuevos; un sistema de registro para controlar la instalación, reparación y prueba; y vehículos especiales para el trabajo de campo. Algunas empresas evitan el mantenimiento usando medidores descartables. Generalmente son de muy bajo costo, no pueden ser calibrados ni reparados y se usan con el conocimiento de que serán desechados una vez que dejen de funcionar. Además del personal de mantenimiento, la empresa debe contar con lectores de los medidores y con un sistema para transferir la lectura de los mismos al centro de facturación y para notificar a la unidad de mantenimiento qué medidores necesitan reparación o reemplazo. Para responder a las quejas de los usuarios, la empresa debe estar lista para releer los medidores y rectificar los recibos si los reclamos resultan válidos. La duda sobre la exactitud de los medidores puede generar resistencia en los usuarios hacia el mecanismo de recuperación del costo y si no se resuelve con rapidez puede motivar daños intencionales a los medidores y conexiones ilegales.
La medición del desagüe del usuario residencial, comercial o de la pequeña industria por lo general ha sido insatisfactoria. Los sólidos, grasas y demás componentes del desagüe suelen obstruir los medidores y causan fallas de registro o simplemente dejan de funcionar. La recuperación del costo se basa en la premisa de que un porcentaje del agua medida que se entrega a los usuarios es devuelta como desagüe. Para la mayoría de los usuarios, estos porcentajes generalmente se calculan mediante estudios de ingeniería. Para los usuarios industriales especializados o muy grandes, la medición será adecuada y, en algunos casos, necesaria no sólo para medir la cantidad de la descarga, sino también la tasa del flujo.
Las agencias de préstamo internacional favorecen la medición del consumo, especialmente para el servicio de abastecimiento en ciudades medianas y grandes. La instalación de medidores ha sido un requisito de muchos proyectos de asistencia técnica internacional porque se considera que es una herramienta para controlar el consumo a través del precio. Los medidores hacen que los usuarios participen en el mercado del agua, donde los costos del servicio se hacen explícitos a través de las tarifas.
B. Tarifas únicas
La recuperación del costo mediante la tarifa única es fácil de implementar, administrar, alterar y explicar a los consumidores, además proporciona flujos de caja predecibles. Es adecuada para empresas con una sola clase de usuarios (o de pocos usuarios) y sin capacidad de medición. Toda el agua se vende a una tasa fija que por lo general se ajusta al tamaño de las conexiones. La principal desventaja de la tarifa única es la falta de responsabilidad ante el desperdicio de agua. Esto no es tan problemático cuando la mayoría de los consumidores tienen necesidades uniformes y limitadas. Se pueden incorporar pagos adicionales a la tarifa única por uso extra, como por ejemplo, el riego de jardines.
Las tarifas únicas son más apropiadas para desagües que para agua si el servicio de abastecimiento de agua no es medido. En los sistemas donde existe medición, se cobra un porcentaje de la tarifa única por el servicio de alcantarillado.
C. Accesorios sanitarios
La recuperación del costo basada en el número de accesorios sanitarios ( e.g. lavatorios, duchas, calentadores de agua) es una práctica aceptada, especialmente cuando no existe medición. Tiene la ventaja de parecer equitativa, ya que se asume que los accesorios de un local usarán aproximadamente la misma cantidad de agua en otro. La mayor desventaja es el tiempo y el costo necesarios para realizar el inventario inicial de accesorios y establecer cobros a los usuarios relacionando la cantidad de aparatos con las unidades de flujo. Más aún, una vez que tal sistema se establezca, es difícil actualizar la base de datos a intervalos regulares. Esto origina que muchas empresas no cumplan con este requisito.
D. Impuestos/fondos del gobierno
La entidad gubernamental que opera la empresa podría tener una política que establezca que todos los costos del servicio de abastecimiento de agua y alcantarillado se obtengan de impuestos generales u otras fuentes de ingreso.
Es frecuente la existencia de impuestos especiales para los servicios de abastecimiento de agua y alcantarillado en muchas ciudades de los Estados Unidos. Durante décadas el Reino Unido ha usado una sobrecarga al impuesto a la propiedad conocida como tasa de agua. La autoridad en impuestos cobra los impuestos distritales mediante las entidades gubernamentales correspondientes. Existe poca documentación sobre esta práctica en países en desarrollo, pero tampoco hay evidencia de que se prohíban impuestos sociales para proveer servicios básicos.
Los fondos del gobierno liberan a las empresas de servicio del costo administrativo de la recolección de los ingresos, pero las priva de influenciar sobre los usuarios mediante los mecanismos del precio y de motivarlos para realizar sus operaciones eficientemente. Una desventaja de los países en desarrollo es que los organismos gubernamentales no efectúan sus pagos unos a otros con rapidez; rara vez transfieren los ingresos por impuestos. Adicionalmente, bajo condiciones económicas difíciles, las restricciones del gobierno podrían llevar a una falta de fondos para O&M y, en consecuencia, al deterioro de los sistemas. En tales épocas, las empresas que controlan sus finanzas estarán en mejor posición para reaccionar a las necesidades del sistema y planificar posibles disminuciones de sus fondos.

E. Impuestos sobre otros cobros
Uno de los métodos menos comunes de recuperación del costo es el de combinar la facturación de los servicios de agua y alcantarillado con otra empresa, la mayoría de las veces con la que brinda servicio eléctrico. Esto puede ser tanto un pago directo o un sobreimpuesto en la facturación de la empresa primaria.
El problema es que muchos usuarios que reciben servicio de agua y alcantarillado pueden consumir muy poco o nada de electricidad. Efectivamente, los grandes consumidores de electricidad pagan su consumo más parte del consumo de los usuarios pequeños del servicio de abastecimiento de agua y alcantarillado. Esta práctica representa un impuesto a los usuarios de mayores ingresos.
Esto puede producir ingresos adecuados pero es difícil justificarlo si se considera la equidad, ya que muchos usuarios de bajos ingresos recibirán prácticamente servicios gratis de agua potable y alcantarillado. Este método de recuperación del costo es válido solo con el argumento de la capacidad de pago y requiere estudios cuidadosos.
F. Servicio privatizado
Se usan muchos métodos para abastecer agua a los usuarios que no tienen conexión directa al sistema de distribución de agua. Estos van desde captación de agua de lluvia, captación de pozos profundos y superficiales, bombas manuales, desviaciones de corrientes de agua y tanques verticales, hasta camiones cisterna e instalaciones de almacenamiento comunal. El servicio se provee a un costo muy bajo o gratuitamente. Muchas empresas perciben rápidamente que a medida que la demanda aumenta con el crecimiento poblacional, el proveer un servicio gratuito excede los límites de su capacidad. Generalmente las empresas encuentran una solución incentivando la distribución mediante franquicias o vendedores privados. Los costos se recuperan de las licencias de los vendedores y de las franquicias. El pago de la franquicia cubre todo o parte del costo de proveer agua; quien adquiere la franquicia es responsable por la O&M de la instalación, usualmente un tanque vertical público.
A pesar de que los ingresos por ventas en surtidores en cierta medida recuperan costos, es difícil controlar la cantidad de agua que retiran los vendedores.
La empresa debe asegurarse que se distribuye agua de calidad aceptable y que no hay ganancia a expensas de los usuarios. También se debe reconocer que cobrar por servicios que antes brindaban gratuitamente puede provocar reacciones adversas.
G. Cobros por conexión
Los cobros por conexión es un método para sufragar los costos de capital. Los cobros por conexión se gravan por unidad de capacidad, usualmente una vivienda estándar. Un sistema de abastecimiento de agua construido a un costo de $500 000 que sirve a 2 000 viviendas cobrará $250 por vivienda. El pago podría ser al contado o en cuotas. Si se permite que los consumidores financien sus conexiones no existirán ahorros adelantados de los requerimientos de capital; estos costos se recuperarán en la tarifa general.
Una variación sería cobrar a cada vivienda una tarifa única y financiar el balance con un préstamo. Otra alternativa podría ser que cada usuario compense un porcentaje del costo de capital en trabajo o materiales en vez de dinero efectivo. Los avalúos son cobros que reflejan el valor añadido a la propiedad por las instalaciones de agua y desagüe. Se establecen de acuerdo al área de la propiedad o la longitud del frente a la calle. Los cobros se efectúan en un solo pago, en cuotas o en contribuciones de trabajo y materiales.


5.5.- CALCULO DE COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA SUBTERRANEA
5.6.- CALCULO DE COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA SUPERFICIAL
Conclusión
• Actualmente los métodos mas difundidos son la medición y los cobros en un solo pago o una combinación de ambos.
• El método a utilizar por una empresa será el que se adapte a sus necesidades.

TOMO 03: PLANTA DE TRATAMIENTO

3.0.-SISTEMA DE ABASTECIMIENTO MEDIANTE PLANTA DE TRATAMIENTO MEDIANTE FILTRACION RAPIDA

INTRODUCCION
Cuando la mayor parte de las partículas que se encuentran en el agua son del tipo coloidal o se encuentran en solución, se requiere de un tratamiento mediante filtración rápida para su remoción
Las Plantas de este tipo están básicamente constituidas por las unidades de: mezcla rápida, floculadores, decantadores y filtros. Dependiendo de las Máximas turbiedades que se puedan alcanzar podría ser necesario también un Presedimentador y de acuerdo a la concentración máxima de coliformes fecales, también Precolación. En la medida en que el agua presente más parámetros problema, se añadirán los procesos para purificarla.

El cuadro 1, esta indicando las recomendaciones a seguir en cuanto al número de procesos involucrados de acuerdo a la calidad de la fuente.
ALTERNATIVAS 90% DEL TIEMPO 80% DEL TIEMPO ESPORADICAMENTE
Filtración rápida completa: mezcla rápida, floculación, decantación y filtración rápida. To< 1,000 UNT
Co< 150 UC
C.F.< 600/100ml To< 300 UNT
Co< 70 UC Si To max >15,000 UNT,
Añadir presedimentador.
Si C.F. > 600/100 ml, añadir precloración.
Filtración directa descendente: mezcla rápida y filtración descendente. To < 30 UNT
Co < 40 UC
Algas < 100 mg/m3
CF < 500/100 ml To < 20 UNT To max.< 50 UNT
Filtración directa ascendente: mezcla rápida y filtración ascendente. To < 100 UNT
Co < 60 UC To < 50 UNT To max. < 200 UNT
Co max. < 100 UC
Filtración directa ascendente - descendente To < 250 UNT
Co < 60 UC To < 150 UNT To max. < 400 UNT.
Co max. < 100 UC





















(To= turbiedad del agua cruda, Co= color en el agua cruda, C.F.= coliformes fecales)

Para seleccionar la alternativa que mas se adecua a la calidad de la fuente, es necesario estudiar las variaciones de los principales parámetros de calidad problema, durante por lo menos un año. Para efectuar este análisis, se recomienda elaborar histogramas de turbiedad, color y coliformes fecales o termotolerantes,



3.1.- CONSIDERACIONES TEÓRICAS DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
3.1.1.- GENERALIDADES
3.1.1.1 Definiciones
Definiciones importantes a ser aplicados en el presente estudio
AFLUENTE
Agua que entra a una unidad de Tratamiento, o inicia una etapa, o el total de un proceso de tratamiento.
BOLAS DE LODO
Resultado final de la aglomeración de granos de arena y lodo en un lecho filtrante, como consecuencia de un lavado defectuoso o insuficiente.
CAJA DE FILTRO
Estructura dentro del cual se emplaza la capa soporte y el medio filtrante, el sistema de drenaje, el sistema colector del agua de lavado, etc.
CARRERA DE FILTRO
Intervalo entre dos lavados consecutivos de un filtro, siempre que la filtración sea continúa en dicho intervalo.
Generalmente se expresa en horas
COAGULACION
Proceso mediante el cual se desestabiliza o anula la carga eléctrica de las partículas (las sustancias humitas y algunos microorganismos presentan una carga negativa en el agua, lo cual impide la aproximación de las mismas) presentes en una suspensión, mediante la acción de una sustancia coagulante para favorecer la formación de floculos, mediante aglomeración de mayor tamaño y peso en el floculador.
La sustancia química coagulante (Sales de Aluminio o Sales de Fierro) debe ser agregada a la masa de agua en turbulencia para que se produzca una mezcla instantánea y uniforme.

COAGULACION POR ADSORCION
Cuando se agrega sales de fierro al agua en condiciones especiales de dosis de Coagulante y pH, se forma una especie soluble hidrolizada
En el caso de Sulfato de aluminio, las especies hidrolizadas que se forman son Al3+, Al(OH)2+, Al8(OH)204+, Al(OH)4, las cuales son tomadas a menudo para representar todo el sistema.
Estas especies hidrolizadas se adhieren o forman complejos superficiales con los grupos Silanol (=SiOH) y el coloide, y lo desestabilizan, lo que permite la formación de floculos.
Este mecanismo es denominado neutralización de carga (también se lo llama desestabilización-adsorción).
Cuando la cantidad de coloides presente en el agua es grande, la distancia entre ellos es pequeña. Por lo tanto, es mayor la fuerza de atracción y la energía requerida para su desestabilización menor












COAGULACION POR BARRIDO
Con dosis de alumna suficientemente altas, se forma un precipitado de hidróxido de aluminio que físicamente arrastra de la suspensión a las partículas coloidales, por lo que se denomina coagulación de barrido.
La coagulación de las partículas coloidales en el tratamiento de agua es controlada principalmente por la química del hidróxido de aluminio y sus especies hidroliticas precursoras.
Este tipo de coagulación se presenta normalmente cuando el agua es clara y el porcentaje de partículas coloidales es pequeño. En este caso las partículas son entrampadas al producirse una sobresaturación de precipitado de hidróxido de aluminio.
Debido a que la distancia entre las partículas es mayor, las fuerzas de atracción son menores y se requiere mayor cantidad de coagulante y energía para desestabilizarlas




COLMATACION DEL FILTRO
Efecto producido por la acción de las partículas finas que llenan los intersticios del medio filtrante de un filtro o también por crecimiento biológico que retarda el paso normal del agua
EFLUENTE
Agua que sale de un depósito o termina una etapa o el total de un proceso de tratamiento
FILTRACION
Es un proceso terminal que sirve para remover del agua los sólidos o materia coloidal mas fina, que no alcanzo a ser removida, en los procesos anteriores.
Consiste en hacer pasar el agua a través de un medio poroso, normalmente de arena, en el cual actúan una serie de mecanismos de remoción cuya eficiencia depende de las características de la suspensión (aguas mas partículas) y del medio poroso.
En general, la filtración es la operación final de clarificación que se realiza en una planta de tratamiento de agua y, por consiguiente, es la responsable principal de la producción de agua de calidad coincidente con los estándares de potabilidad.
La remoción de microorganismos es de gran importancia puesto que muchos de ellos son extremadamente resistentes a la desinfección y, sin embargo, son removibles mediante filtración.
Este proceso
FLOCULACION
Formación de partículas aglutinadas o floculos. Proceso inmediato a la Coagulación
FLOCULADOR
Estructura diseñada para crear las condiciones adecuadas para aglomerar las partículas desestabilizadas en la coagulación y obtener floculos grandes y pesados que decanten con rapidez y que sean resistentes a los esfuerzos cortantes que se generen en el lecho filtrante.
FLOCULOS
Partículas desestabilizadas y aglomeradas por acción del coagulante
MEZCLA RAPIDA
Mecanismo por el cual se debe obtener una distribución instantánea y uniforme del coagulante aplicado al agua.
PANTALLAS (BAFFLES O PLACAS)
Paredes o muros que se instalan en un tanque de floculación o sedimentación para dirigir el sentido de flujo, evitar la formación de cortocircuitos hidráulicos y espacios muertos
PARTICULAS DISCRETAS
Partículas en suspensión que al sedimentar no cambian de forma, tamaño ni peso
PARTICULAS FLOCULENTAS
Partículas en suspensión que al descender en la masa de agua, se adhieren o aglutinan entre si y cambian de tamaño, forma y peso especifico
SEDIMENTACION
Proceso de remoción de partículas discretas o flocúlentas por acción de la fuerza de gravedad.
Este proceso se realiza en los desarenadores, sedimentadotes y decantadores, en estos últimos con el auxilio de la coagulación.
TASA DE APLICACIÓN SUPERFICIAL
Caudal de agua aplicado por unidad de superficie.
TASA CONSTANTE DE FILTRACION
Condición de operación de un filtro en la que se obliga a este a operar a un mismo caudal a pesar de la reducción de la capacidad del filtro por efecto de la colmatación
TASA DECLINANTE DE FILTRACION
Condición de operación de un filtro en que la velocidad de filtración decrece a medida que se colmata el filtro.
TRATAMIENTO DE AGUA
Remoción por métodos naturales o artificiales de todas las materias objetables presentes en el agua para alcanzar las metas especificadas en las normas de calidad de agua para consumo humano.
TURBIEDAD
Originada por las partículas en Suspensión o Coloides (arcillas, lima, tierra finamente dividida, etc.) (de 1 a 1000 mili micrómetros), los sistemas coloidales se encuentran suspendidos y reducen la transparencia del agua en menor o mayor grado.
La medición de la turbiedad se realiza mediante un turbidimetro o nefelómetro. Las unidades son por lo general, unidades nefelométricas de turbiedad (UNT).
3.1.1.2 Descripción
Actualmente la Ciudad Universitaria de la Universidad Nacional de Educación “Enrique Guzmán Valle” cuenta con un Sistema de Abastecimiento de Agua Potable existente, este se realiza con recursos superficiales provenientes de una acequia, siendo su fuente de captación los ríos Rímac y Santa Eulalia, las aguas de la acequia, que se encuentran contaminadas, corren a lo largo de la parte alta del Campus universitario, y asimismo con recursos de agua subterránea provenientes de un pozo perforado en el área de la ciudad universitaria.
La Planta de Tratamiento de aguas superficiales consta actualmente de los siguientes componentes:
3 desarenadores de forma rectangular, que sirven como sedimentadores de partículas sólidas pequeñas, un flocurador de pantallas verticales y 2 Decantadores, donde sedimentan las partículas sólidas microscópicas, llegando el agua a una cisterna de 48 m3, de donde por medio de 2 electro bombas el agua es impulsadas a 5 filtros rápidos, para llegar a un Reservorio de 520 m3.

3.1.1.3 Objetivo del Tratamiento
Es una Planta de Tratamiento de agua especialmente diseñada para la remoción de partículas suspendidas en el agua, es decir aguas turbias, que según la norma de calidad para agua potable son consideradas cuando son mayores de 5 NTU (siglas en ingles de unidades nefelométricas de turbidez),

3.1.1.4 Requisitos del Tratamiento
a) Tratamiento
Deberán someterse a tratamiento las aguas destinadas al consumo humano que no cumplan con los requisitos del agua potable establecidos en las Normas Nacionales de calidad del agua vigentes en el país.
b) Ubicación
La planta debe estar localizada en un punto de fácil acceso en cualquier época del año.
Deberá elegirse una zona de bajo riesgo sísmico, no inundable.
Debe tener una buena vía de acceso.
Debe ser un terreno con un buen tipo de suelo
c) Capacidad
La capacidad de la planta debe ser la suficiente para satisfacer el gasto del día máximo consumo correspondiente al periodo de diseño adoptado.
En los proyectos deberá considerarse una capacidad adicional que no exceda el 5% para compensar gastos de agua de lavado de los filtros, perdidas en la remoción de lodos, etc.
d) Área
El área mínima reservada para la planta debe ser al necesaria para permitir su emplazamiento, ampliaciones futuras y la construcción de todas las obras indispensables para su funcionamiento.
Toda el área de la planta deberá estar cercada para impedir el acceso de las personas extrañas


3.1.2.-TIPOS DE PLANTA DE PURIFICACIÓN
Dependiendo de las características físicas, químicas y microbiológicas establecidas como meta de calidad del efluente de la planta, se eligió el tratamiento más económico.
Para la eliminación de partículas por medios físicos, pueden emplearse todos o algunos de las siguientes unidades de tratamiento.
a) Desarenadores
b) Sedimentadores
c) Prefiltros de Grava
d) Filtros Lentos
Para la eliminación de partículas mediante tratamiento fisicoquímico, pueden emplearse todos o algunos de las siguientes unidades de tratamiento:
a) Desarenadores
b) Mezcladores
c) Floculadotes o acondicionadores del floculo
d) Decantadores
e) Filtros rápidos
Con cualquier tipo de tratamiento deberá de considerarse la desinfección de las aguas como proceso terminal.

Una Planta de Tratamiento es una secuencia de operaciones o procesos unitarios, convenientemente seleccionados con el fin de remover totalmente los contaminantes microbiológicos presentes en el agua cruda y parcialmente los físicos y químicos, hasta llevarlos a los limites aceptables estipulados por las normas.
Las plantas de Tratamiento de agua se pueden clasificar de acuerdo con el tipo de proceso que las conforman, en plantas de filtración rápida y plantas de filtración lenta.
También se pueden clasificar de acuerdo al tecnología usada en el proyecto.

3.1.2.1 Planta de Filtración Rápida
Las plantas de este tipo están básicamente constituidas por las unidades de mezcla rápida, floculadores, decantadores y filtros.
Estas plantas se denominan así porque los filtros que las integran operan a velocidades altas, entre 80 y 300 m3/m2.d, de acuerdo con las características del agua, del medio filtrante y de los recursos disponibles para operar y mantener estas instalaciones.
Como consecuencia de las altas velocidades con las que operan estos filtros, se colmatan en un lapso de 40 a 50 horas en promedio. En esta situación se aplica el retrolavado o lavado ascensional de la unidad durante un lapso de 5 a 15 minutos (dependiendo del tipo de sistema de lavado) para descolmatar el medio filtrante devolviéndole su porosidad inicial y reanudar la operación de la unidad.
De acuerdo con la calidad del agua por tratar, se presenta 2 soluciones dentro de este tipo de plantas: planta de filtración rápida completa y planta de filtración directa.
3.1.2.1.1 PLANTA DE FILTRACION RAPIDA COMPLETA
Una planta de filtración rápida completa normalmente esta integrada por los procesos de coagulación, decantación, filtración y desinfección. El proceso de coagulación se realiza en 2 etapas: una fuerte agitación del agua para obtener una dispersión instantánea de la sustancia coagulante en toda la masa de agua (mezcla rápida) seguida de una agitación lenta para promover la rápida aglomeración y crecimiento del floculo (etapa de floculación).
La coagulación tiene la finalidad de mejorar la eficiencia de remoción de partículas coloidales en el proceso de decantación (sedimentación de partículas flocúlentas).
El filtro debe producir un efluente con turbiedad menor o igual a 0.10 UNT
Para lograr esta eficiencia en la filtración es necesario que los decantadores produzcan un agua con 2 UNT como máximo.
Finalmente se lleva a cabo la Desinfección.

3.1.2.1.2 PLANTA DE FILTRACION RAPIDA DIRECTA
Es una alternativa a la filtración rápida, constituida por los procesos de mezcla rápida y filtración, apropiada solo para aguas claras.
Son ideales para este tipo de solución las aguas provenientes de embalses, represas, que operan como grandes presedimentadores y proporcionan aguas constantemente claras y poco contaminadas.

3.1.2.2 PLANTA DE FILTRACION LENTA
Los filtros lentos operan con tasas que normalmente varían entre 0.1 y 0.3 m/h; esto es; con tasas 100 veces menores que las tasas promedio empleadas en filtros rápidos. También se les conoce como filtros ingleses por su lugar de origen.
Los filtros lentos simulan los procesos de tratamiento que se efectúan en la naturaleza en forma espontánea, al percolar el agua proveniente de las lluvias, ríos, lagunas, etc.
Una planta de filtración lenta puede estar constituida solo por filtros lentos, pero dependiendo de la calidad del agua, puede comprender los procesos de desarenado, presedimentación, sedimentación, filtración gruesa o filtraciones grava y filtración lenta

3.1.3.- CONSIDERACIONES GENERALES DE DISEÑO
Factores de Diseño
La elección del emplazamiento de toma y planta, además de los ya considerados respecto a la calidad y cantidad del agua, también se tomaran en cuenta los siguientes factores.
a) Estudio de suelos
b) Topografía de áreas de emplazamiento
c) Facilidades de Acceso
d) Disponibilidad de energía
e) Facilidades de Tratamiento y disposición final de aguas de lavado y todos los producidos en la planta.
Factores Fisicoquímicos y Microbiológicos
a) Turbiedad
b) Color
c) Alcalinidad
d) PH
e) Dureza
f) Coliformes Totales
g) Coliformes Fecales
h) Sulfatos
i) Nitratos
j) Nitritos
k) Metales Pesados
l) otros que se identifican en el levantamiento sanitario

3.1.4.- MEZCLA RÁPIDA
Mecanismo por el cual se debe obtener una distribución instantánea y uniforme del coagulante aplicado al agua que se va a tratar.
Esta dispersión debe ser lo mas homogénea posible, con el objeto de desestabilizar todas las partículas presentes en el agua y optimizar el proceso de coagulación.
La coagulación es el proceso mas importante en la planta de filtración rápida; de ella depende la eficiencia de todo el sistema.
La eficiencia de la coagulación depende de la dosificación y de la mezcla rápida. En la unidad de mezcla la aplicación del coagulante debe ser constante y distribuirse de manera uniforme en toda la sección. Debe existir una fuerte turbulencia para que la mezcla del coagulante y la mas de agua se de en forma instantánea.

3.1.4.1 Parámetros Generales de Diseño
a) La intensidad de agitación, mediad a través del gradiente de velocidad, puede variar de 700 a 1300 s-1 o de 3000 a 5000 según el tipo de unidad seleccionada.
b) El tiempo de retención puede variar de décimas de segundos a 7 segundos, dependiendo de la concentración de coloides en el agua por tratar y del tipo de unidad seleccionada.

Unidades hidráulicas
Entre los mezcladores de este tipo se pueden citar
- Canales con cambio de pendiente o rampas.
- Canaleta Parshall
- Vertederos rectangulares y triangulares
- Difusores
- Inyectores













En los 3 primeros mezcladores la turbulencia que ocasiona la mezcla es producida por la generación de un resalto hidráulico que causa un gradiente de velocidad de alrededor de 1.000 S-1. Estas unidades tienen la ventaja de que, además, involucran la medición del caudal de ingreso a la planta.
Las unidades de resalto hidráulico son adecuadas para todo tipo de aguas; es decir; tanto para las que coagulan por el mecanismo de absorción o neutralización de carga como para las de barrido.
En los difusores e inyectores se obtienen una eficiencia similar a la conseguida en las unidades de resalto hidráulico, pero con menores gradientes de velocidad; esto es con menor disipación de energía durante el proceso.
La canaleta Parshall es adecuada exclusivamente para las plantas de Mediana a grandes (Q mayor o igual a 500 l/s). el canal con cambio de pendiente se adecua a cualquier rango de caudal, y los vertederos rectangular y triangular solo a caudales pequeños; el ultimo preferiblemente a caudales menores de 30 l/s.

Canaleta Parshall
Deberán respetarse las dimensiones indicadas para ancho de garganta en la tabla estandarizadas de Parshall. Se deberá considerar el pozo de medición para medir los tirantes correspondientes a cada caudal.
Es importante empalmar correctamente las líneas de flujo de esta unidad con las del nivel máximo de operación del floculador, para que el resalto no se desplace fuera de la garganta.
Ventajas
Cumple doble función de mezclador y medidor de caudal
Restricciones
Son adecuadas para ser utilizadas en plantas de mediana a grandes, caudales superiores a 100 lt/s.
Criterios básicos
Este tipo de mezclador es especialmente recomendable para aguas que coagulan por el mecanismo de absorción, dado que produce gradientes de velocidad altos y tiempos de retención muy cortos, del orden de 1 segundo o menos.
Criterios de diseño
Seleccionar una canaleta de acuerdo al caudal de planta y comprobar como trabajaría como mezclador.
Comprobar que se obtiene un Numero de Fraude de 2 a 3, para que el resalto sea relativamente estable.
Comprobar que el resalto produce un gradiente de velocidad mayor de 700 y menor de 1200 s-1.
Comprobar que se obtengan tiempos de retención instantáneos.
Criterios de operación y Mantenimiento
La aplicación del coagulante debe ubicarse en el punto en el que se esta generando el salto.

Rampa
El resalto se produce introduciendo un cambio de pendiente en el canal de ingreso al sistema de tratamiento.
Descripción
Esta unidad cuenta con una caja de entrada de flujo ascendente, cuyo propósito es atenuar la turbulencia de la masa de agua para alcanzar apropiadamente el vertedero rectangular ubicado en la coronación de la rampa, en donde se medirá el caudal a tratar.
El agua resbala por la rampa, generándose el resalto hidráulico en la base de la misma, punto en el que se deberá aplicar el coagulante. El ingreso a la unidad de floculación deberá ubicarse al final del resalto, cuya longitud es posible determinar matemáticamente.
La correcta ubicación del resalto depende de que se empalmen adecuadamente los niveles del final del resalto, con el máximo de operación del floculador
Ventajas
Se adapta a cualquier dimensión de sistema
Es una unidad muy sencilla, económica y eficiente
Criterio Básico
Este tipo de mezclador es especialmente recomendable para aguas que coagulan por el mecanismo de absorción, dado que produce gradientes de velocidad muy altos y tiempos de retención muy cortos, del orden de 1 segundo o menos.
Criterios de Diseño
Diseñar la geometría de la Unidad
Comprobar que se obtiene un Numero de Fraude de 4.5 a 9.0 para obtener un resalto estable
Comprobar que el resalto produce una velocidad mayor de 700 y menor de 1200 s-1 y un tiempo de retención casi instantáneo.
Criterios de operación y Mantenimiento
La aplicación del coagulante debe ubicarse en el punto en que se esta generando el resalto.
Debe vigilarse que los orificios del difusor no se obstruyan y que el coagulante se este distribuyendo uniformemente a todo lo ancho del resalto.

Vertederos
Pueden ser del tipo triangular o rectangular
Descripción
Esta unidad consta de una caja de entrada y muro recortado en el que esta ubicado una placa metálica con el vertedero rectangular o triangular.
Ventajas
Cumple la doble función de medidor de caudal y mezclador
Restricciones
Solución apropiada para unidades pequeñas
Criterios básicos
Este tipo de de mezclador es especialmente recomendable para aguas que coagulan por el mecanismo de absorción, dado que produce gradientes de velocidad altos y tiempos de retención muy cortos del orden de 1 segundo.
Criterios de diseño
Diseñar la geometría de la unidad
Comprobar que se obtiene un Numero de fraude de 4.5 a 9.0, para obtener un resalto estable
Comprobar que el resalto produce un gradiente de velocidad mayor de 700 y menor de 1200 s-1.
Criterios de operación y Mantenimiento
La aplicación del coagulante debe ubicarse en el punto en que se esta generando el resalto.
Debe vigilarse que los orificios del difusor no se obstruyan y que el coagulante se este distribuyendo uniformemente a todo lo ancho del resalto.

Unidades Mecánicas
La mezcla rápida mecanizadas mas eficiente cuando se emplean agitadores de tipo turbina.
El agitador de turbina consta de un disco o eje con impulsores, los cuales imparten movimiento al líquido a través de la rotación del disco. Se clasifican por el tipo de movimiento producido en turbinas de flujo axial y turbinas de flujo radial.

La potencia aplicada al agua por las turbinas depende del volumen y de la forma de la cámara de mezcla, así como de la velocidad de rotación y geometría del impulsor. Estas variables están interrelacionadas, de tal modo que el diseño de la cámara de mezcla depende del tipo de turbinas y viceversa.
Son adecuadas para cualquier tipo de aguas, pero se recomiendan específicamente para aguas claras que coagulen por el mecanismo de captura o barrido

MEZCLADORES DE RESALTO HIDRAULICO
a) Parámetros de Diseño
- Gradientes de 700 y 1300 s-1 y tiempos de retención menores de un segundo
- Numero de Fraude (F) variable de 4.5 y 9.0 para conseguir un salto estable, con excepción de la canaleta Parshall, que funciona mejor con números de Froude entre 2 y 3
b) Criterios de Dimensionamiento
- Se supone que h1 es igual a d1
- Las alturas de agua antes (h1) y después del resalto (h2) deben satisfacer la siguiente ecuación:

3.1.5.- FLOCULACIÓN
Formación de partículas aglutinadas o floculos. Proceso inmediato a la Coagulación.
El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los floculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y floculos salga de la unidad. La energía que produzca la agitación de agua puede ser de origen hidráulico o mecánico.
Entre los Floculadores mas conocidos se pueden citar, en primer lugar, las unidades de pantalla de flujo horizontal y vertical, las de medio porosos, la de tipo Alabama y Cox y los floculadotes de mallas.
3.1.5.1 Parámetros de Diseño
Los gradientes de velocidad que optimizan el proceso normalmente varían entre 70 y 20 s-1. En todo caso, en el primer tramo de la unidad el gradiente no debe ser mayor que el que se esta produciendo en la interconexión entre el mezclador y el floculador.
a) El gradiente de velocidad debe variar en forma uniformemente decreciente, desde que la masa de agua ingresa a la unidad hasta que sale
b) El tiempo de retención puede variar de 10 a 30 minutos, dependiendo del tipo de unidad y de la temperatura del agua.
c) Para que el periodo de retención real de la unidad coincida con el diseño ella debe tener el mayor número posible de compartimentos o divisiones.
d) El paso del mezclador al flocurador debe ser instantáneo y deben evitarse los canales y las interconexiones largas.
e) El tiempo de retención y el gradiente de velocidad varían con la calidad del agua. Por lo tanto, estos parámetros deben seleccionarse simulando el proceso en el laboratorio con una muestra de agua que se va a tratar.
f) Por su bajo costo de construcción, operación y mantenimiento, se considera a los floculadotes como una tecnología apropiada para países en desarrollo.

3.1.5.2 Unidades de Pantallas
Las unidades de pantalla son las mas eficientes y económicas de todos los floculadores actualmente en uso. Debido a la gran cantidad de compartimentos que tienen, confinan casi perfectamente el tiempo de retención; el tiempo real es prácticamente igual al tiempo teórico cuando la unidad ha sido bien proyectada. Debido a que no se requiere de energía eléctrica para su funcionamiento, el costo de producción es bajo.

3.1.5.2.1 Unidades de Flujo Horizontal
Descripción
La unidad puede estar configurada de diversas formas; puede constar de un solo tanque con tres o cuatro tramos con diferentes anchos de canales.
Los canales pueden estar conformados por muros o tabiques de concreto, o bien por pantallas de asbesto cemento o madera machihembrad. Los muros de concreto impiden que se puedan efectuar modificaciones o ampliaciones posteriores, por lo que es mas usual el construirlas con pantallas removibles
El fondo debe tener un desnivel o pendiente de acuerdo a la perdida de carga en cada tramo, para que la altura de agua sea uniforme y por lo tanto la velocidad y el gradiente de velocidad también.
Las placas deben estar sujetas de tal manera que no se muevan al paso del agua y mantengan su paralelismo.
Ventajas
Una unidad muy simple de construir y operar, es muy eficiente. Cuando esta bien diseñada, el tiempo de retención teórico y el normal son prácticamente iguales, anulándose la posibilidad de formación de espacios muertos y cortocircuitos.
Su funcionamiento es totalmente hidráulico, por lo que la operación es muy confiable y económica al no requerir de energía eléctrica
Criterios básicos
- Solución recomendable para plantas medianas o pequeñas
- Recomendables para caudales menores de 50 l/s
- Se proyectara un mínimo de 02 unidades, salvo que la planta tenga alternativa para filtración directa, porque en ese caso, podrá darse mantenimiento al floculador durante los meses en que la planta opera con filtración directa.
- En este tipo de unidades predomina el flujo de pistón, por lo que se consigue un buen ajuste el tiempo de retención.
- Se pueden utilizar pantallas removibles de concreto prefabricadas, fibra de vidrio, madera, plástico, asbesto cemento u otro material de bajo costo, disponible en el medio y que no constituya riesgo de contaminación.
- Entre los materiales indicados para las pantallas, los que ofrecen mayor confiabilidad son la fibra de vidrio, el plástico, los tabiques de concreto prefabricados y la madera.
- Se pueden usar también pantallas de asbesto-cemento, siempre y cuando no se tengan aguas acidas o agresivas.
- En zonas sísmicas no se recomienda el empleo de planchas de asbesto-cemento, se tiene experiencia de que estas se quiebran durante los sismos, asimismo se recomienda diseñar unidades de máximo 1 metro de profundidad útil, colocando las pantallas con la dimensión de 1.20 metros en el sentido vertical.
Criterios de Diseño
El rango de tiempo de retención que optimiza el proceso es de 10 a 30 minutos.
El rango de gradientes de velocidad para optimizar el proceso se encuentra entre 70 y 20 s-1

















3.1.5.2.1 Unidades de Flujo Vertical
En este tipo de unidades el flujo sube y baja a través de los canales verticales formados por las pantallas. Es una solución ideal para plantas de medianas a grandes, porque debido a la mayor profundidad que requieren estas unidades ocupan áreas mas reducidas que los canales de flujo horizontales. Otra ventaja importante es que el área de la unidad guarda proporción con respecto a los decantadores y filtros, con lo que resultan sistemas mas compactos y mejor proporcionados. Cuando se emplean floculadores de flujo horizontal en plantas grandes, el área de los floculadotes es mucho mayor que el área de todas las unidades juntas.
- Las unidades de flujo vertical son una solución recomendable para plantas de capacidad mayor a 50 l/s
- Se proyectan para profundidades de 3 a 4 metros, por lo que ocupan un área menor que las unidades de flujo horizontal.
- Los tabiques pueden ser de fibra de vidrio, prefabricados de concreto, de madera o asbesto cemento.
- La sección de cada paso se calculara para una velocidad igual a los 2/3 de la velocidad en los canales.
- El gradiente de la velocidad en los canales no deberá ser menor de 20 s-1. En plantas grandes se pueden colocar mallas diseñadas con el gradiente de velocidad apropiado en los orificios de paso.
- Para evitar la acumulación de lodos en el fondo y facilitar el vaciado del tanque, se dejara una abertura equivalente al 5% el área horizontal de cada compartimiento en la base de cada tabique que llega hasta el fondo.








3.1.6.- SEDIMENTACIÓN
Proceso de remoción de partículas discretas en suspensión presentes en el agua, por acción de la fuerza de gravedad.
Este proceso se realiza en los desarenadores, sedimentadotes y decantadores, en estos últimos con el auxilio de la coagulación.
Estas partículas deberán tener un peso especifico mayor que el fluido.
La remoción de partículas en suspensión en el agua puede conseguirse por Sedimentación o filtración. De allí que ambos procesos se consideran como complementarios. La Sedimentación remueve las partículas mas densas, mientras que la filtración remueve aquellas partículas que tienen una densidad muy cercana al agua o que han sido suspendidas y por lo tanto, y por lo tanto no pudieron ser removidas en los procesos anteriores

Sedimentación de Partículas Discretas
Se llama partículas discretas a aquellas partículas que no cambian de características (forma, tamaño, densidad) durante la caída.
Se denomina sedimentación o sedimentación simple al proceso de deposición de partículas discretas. Este tipo de partículas y esta forma de sedimentación se presenta en desarenadotes, en los sedimentadotes y en los presedimentadores, como paso previo a la coagulación en las plantas de filtración rápida y también en los sedimentadotes como paso previo a la filtración lenta.

Sedimentación de Partículas Flocúlentas
Partículas flocúlentas, son aquellas producidas por la aglomeración de partículas coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes químicos. A diferencia de las partículas discretas, las características de este tipo de partículas (forma, tamaño, densidad) si cambian durante la caída.
Se denomina sedimentación floculenta o Decantación al proceso de deposición de partículas flocúlentas. En este tipo de sedimentación se presenta la clarificación de aguas, como proceso intermedio entre la coagulación-floculación y la filtración rápida

DECANTADORES
Se entiende por decantación la sedimentación de partículas flocúlentas, formadas por la aglomeración de partículas discretas en suspensión, mediante la acción de una sustancia química con propiedades coagulantes













Tipos de unidades

- Los decantadores se clasifican, según el tipo de flujo, en:
Decantadores estáticos. De flujo horizontal, de flujo radial.
Decantadores dinámicos o de manto de lodos. Este tipo de unidades se tratan en el capítulo 3 de este manual, dado que este tipo de unidades son características de estos sistemas.
Decantadores laminares. Son unidades poco profundas, con una zona de decantación formada por una serie de módulos tubulares de sección circular, cuadrada, octogonal o hexagonal, o secciones de láminas paralelas, ya sean planas u onduladas, entre las cuales circula el agua con flujo laminar. Se clasifican de la siguiente forma:

a) Según el tipo de módulo. Pueden ser:
• Tubulares: cuadrados, circulares, rectangulares, etcétera.
• De placas: planos y corrugados.
• Otros: soluciones patentadas.
b) Según la dirección del flujo. Pueden ser:
• Horizontales.
• Inclinados: ascendente y descendente.
c) Según los procesos unitarios:
• Estáticos.
• Dinámicos.

Operación de decantadores

Decantador estático de flujo horizontal
Descripción
La forma de estos decantadores normalmente es rectangular aunque también los hay circulares y cuadrados. Disponen normalmente de una zona de entrada por medio de una pantalla o cortina perforada, una zona de salida por medio de canaletas colectoras, una zona de depósito de lodos con fondo inclinado y una zona de decantación que tiene una profundidad de 2 a 4 metros.

Decantadores laminares de flujo ascendente
Descripción
Estas unidades deben tener una estructura de entrada que distribuya uniformemente el caudal a lo largo de toda la zona de decantación, una zona de decantación compuesta por módulos de placas o tubulares, una estructura de salida del agua decantada, la zona de depósito de lodos y el sistema de extracción de lodos.
La zona o estructura de entrada debe estar compuesta por canales o tuberías concebidos con criterios de distribución uniforme. Normalmente las unidades muy antiguas no tienen esta estructura, pero algunas han sido calculadas con tasas de decantación tan bajas (sobredimensionadas) que compensan este defecto.


3.1.7.- FILTRACIÓN












Batería de Filtros de tasa Declinante

Es un proceso Terminal que sirve para remover del agua los sólidos o materia coloidal mas fina, que no alcanzo a ser removida, en los procesos anteriores.
Consiste en hacer pasar el agua a través de un medio poroso, normalmente de arena, en el cual actúan una serie de mecanismos de remoción cuya eficiencia depende de las características de la suspensión (aguas mas partículas) y del medio poroso.
En general, la filtración es la operación final de clarificación que se realiza en una planta de tratamiento de agua y, por consiguiente, es la responsable principal de la producción de agua de calidad coincidente con los estándares de potabilidad.
Su correcta concepción depende de la interrelación que existe entre las características de la suspensión del afluente y los rasgos del medio filtrante, para que predominen los mecanismos de de filtración apropiados que darán como resultado la máxima eficiencia posible. El trabajo experimental mediante un filtro piloto es la forma mas segura de seleccionar las características de la unidad y los parámetros de diseño.
El segundo punto en importancia para optimizar el diseño de un filtro es un buen conocimiento de la hidráulica de la unidad. Las evaluaciones efectuadas en estas unidades indican que es en este terreno que suelen inscribir las deficiencias mas notables en la concepción de los proyectos.
MECANISMOS DE FILTRACION
Generalmente se piensa de los filtros como de un tamiz o micro criba que atrapa el material suspendido entre los granos del medio filtrante.
La filtración usualmente es considerada como resultado de dos mecanismos distintos pero complementarios: Transporte y Adherencia. Inicialmente, las partículas por remover son transportadas de la suspensión a la superficie de los granos del medio filtrante. Ellas permanecen adheridas a los granos, siempre que resistan la acción de las fuerzas de cizallamiento debidas a las condiciones hidrodinámicas de escurrimiento
El transporte de las partículas es un fenómeno físico e hidráulico, afectado principalmente por los parámetros que gobiernan la transferencia de masas.
La adherencia entre partículas y granos es básicamente un fenómeno de acción superficial, que es influenciado por parámetros físicos y químicos.
Los mecanismos que pueden realizar transporte son los siguientes:
a.- Cernido
b.- Sedimentación
c.- Intercepción
d.- Impacto inercial
e.- Acción Hidrodinámica
f.- Mecanismos de transporte combinado
Los mecanismos de Adherencia son los siguientes:
a.- Fuerzas de Van Der Waals
b.-Fuerzas electroquímicas
c.- Puente químico
Cual de estos mecanismos es el controla el proceso de filtración ha sido asunto de largos debates. Posiblemente el fenómeno es el resultado de la acción conjunta de diferentes acciones físicas, químicas y biológicas ocurrentes en el filtro con mayor o menor intensidad según el tipo de filtro y la calidad del agua filtrada.

VARIABLES PRINCIPALES EN EL DISEÑO DE FILTROS
VARIABLE SIGNIFICADO
1.-Características del medio filtrante Afecta la eficiencia de remoción de partículas
a.-Tamaño del grano y el incremento en perdida de carga
b.- Distribución Granulométrica
c.- Forma, Densidad y composición del grano
d.- Carga del medio
Afecta la calidad del efluente
2.- Porosidad del lecho filtrante Determina la cantidad de sólidos que pueda
almacenarse en el filtro
3.-Profundidad del lecho filtrante Afecta la perdida de carga y la duración de la
carrera
4.- Tasa de filtración Determina el área requerida y la perdida de carga.
Afecta la calidad del efluente
5.- Perdida de carga disponible Variable de diseño

6.- Características del afluente Afectan las características de remoción del filtro
a.-Concentrados de sólidos suspendidos
b.- Tamaño y distribución del floculo
c.- Resistencia del floculo
d.- Carga eléctrica del floculo
e.- Propiedades del fluido

DESCRIPCION DE LA FILTRACION
El filtro rápido por gravedad es el tipo de filtro más usado en tratamiento de aguas. la operación de filtración supone dos etapas: FILTRACION Y LAVADO.
En un filtro rápido convencional, el final de la etapa de filtración o carrera del filtro se alcanza cuando los sólidos suspendidos (turbiedad) en el efluente comienzan a aumentar; cuando la pérdida de carga es tan alta que el filtro ya no produzca agua a la tasa deseada.

3.1.8.- SALA DE CLORACION


3.2.- DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO

El diseño definitivo de la planta comprende
a) Dimensionamiento de los Procesos de tratamiento de la planta
b) Diseños Hidráulicos- sanitarios
c) Diseños estructurales, mecánicos, eléctricos y arquitectónicos
d) Planos y memoria técnica del proyecto
e) Presupuesto referencial
f) Especificaciones Técnicas para la Construcción
g) Manual de puesta en marcha y procedimientos de Operación y Mantenimiento
Horizonte de Diseño: 10 años

3.2.1 Captación
La obra toma del sistema de abastecimiento recauda agua superficiales provenientes de una acequia de Irrigación, siendo su fuente de captación los ríos Rímac y Santa Eulalia, las aguas de la acequia, que se encuentran contaminadas, corren a lo largo de la parte alta del Campus universitario.
Es necesario indicar que actualmente hay 6 plantas que usan esta agua por lo que es indispensable pensar en el Almacenamiento de aguas turbias en épocas de estiaje.


3.2.1 Cámara de Rejas
Esta unidad normalmente es parte de la captación o de la entrada del desarenador. El diseño se efectúa en función del tamaño de los sólidos que se desea retener, determinándose según ello la siguiente separación de los barrotes.
a) Separación de 50 a 100 mm. Cuando son sólidos muy grandes. Esta reja normalmente precede a un reja mecanizada.
b) Separación de 10 a 25 mm. desbaste medio.
c) Separación de 3 a 10 mm. desbaste fino

La limpieza de las rejas puede ser manual o mecánica, dependiendo del tamaño e importancia de la planta
La velocidad media de paso entre barrotes se adopta 0.60 a 1 m/s, pudiendo llegar a 1.40 m/s con caudal máximo
Las rejas de limpieza manual se colocan inclinadas a un ángulo de 45º a 60º
Debe proveerse los medios para retirar los sólidos extraídos y su adecuada disposición.


3.2.2 Diseño y Dimensionamiento del Desarenador
a) Remoción de partículas
- Aguas sin sedimentación posterior, deberá eliminarse 75% de las partículas de 0.1 mm. De diámetro a mayores.
- Aguas sometidas a sedimentación posterior, deberá eliminarse 75% de la arena de diámetro mayor a 0.2 mm.
Deberá proyectarse desarenadores cuando el agua a tratar acarree arenas. Estas unidades deberán diseñarse para permitir la remoción total de estas partículas.
b) Criterios de diseño
- El periodo de retención debe estar entre 5 a 10 minutos
- La razón entre la velocidad horizontal y la velocidad de sedimentación de las partículas debe ser inferior a 20.
- La profundidad de los estanques deberá ser de 1.0 a 3.0 m
- El diseño se deberá considerar el volumen del material sedimentable que se deposita en el fondo. Los lodos podrán removerse según procedimientos manuales o mecánicos.
- Las tuberías de descarga de las partículas removidas deberán tener una pendiente mínima de 2%.
- La velocidad horizontal máxima en sistemas sin sedimentación posterior será de 0.17 m/s. y para sistemas con sedimentación posterior será de 0.25 m/s.
- Deberá existir como mínimo 02 unidades

3.2.3 Mezclador Hidráulico
3.2.4 Floculador Hidráulico de Flujo Horizontal
Tienen como finalidad dar al agua una agitación lenta y decreciente para completar la formación de un floculo suficientemente grande y pesado como para que pueda ser removido fácilmente en el proceso de sedimentación.

3.2.5 Diseño de Sedimentador

SEDIMENTADORES SIN COAGULACION PREVIA
Los criterios de diseño de lo sedimentadotes sin coagulación previa son los siguientes:
a) Las partículas en suspensión de tamaño superior a 1um deben ser eliminadas en un porcentaje de 60% Este rendimiento debe ser comprobado mediante simulación del proceso.
b) La turbiedad máxima del efluente debe ser de 50 U.N.T. y preferiblemente de 20 U.N.T.
c) La velocidad de sedimentación deberá definirse en el ensayo de simulación del proceso.
d) El periodo de retención debe calcularse en el ensayo de simulación del proceso y deberá considerarse un valor mínimo de 02 horas
e) La velocidad horizontal debe ser menor o igual a 0.55 cm./s este valor no debe superar la velocidad mínima de arrastre.
f) La razón entre la velocidad horizontal del agua y la velocidad de sedimentación de las partículas deberá estar en el rango de 5 a 20.
g) La profundidad de los tanques, al igual, al igual que para los desarenadores, debe variar de 1.5 a 3.0 m.
h) La estructura de entrada debe comprender un vertedero a todo lo ancho de la unidad y una pantalla o cortina perforada
i) La estructura de salida deberá reunir los sistemas de recolección del agua sedimentada.
j) La longitud del tanque deberá ser de 2 a 5 veces su ancho en el caso de sedimentadotes de flujo horizontal.
k) Se deberá considerar en el diseño, el volumen de lodo producido, pudiéndose remover estos por medios manuales, mecánicos o hidráulicos.
El fondo del estanque deberá tener una pendiente no menor de 3%

3.2.6 Diseño de Filtros

FILTROS LENTOS DE ARENA
Los filtros lentos de arena deben de cumplir con los siguientes requisitos generales:
a) la turbiedad del agua cruda, sedimentada prefiltrada del afluente deberá ser inferior a 50 UNT, se podrán aceptar picos de turbiedad no mayores de 100 UNT por pocas horas (no mas de 4)
b) cuando la calidad de la fuente exceda los limites de turbiedad indicados en el articulo anterior y siempre que se encuentre en suspensión, se deberá efectuar un tratamiento preliminar mediante sedimentación simple y/o prefiltración en grava, de acuerdo a los resultados del estudio de tratabilidad.
c) El valor máximo del color debe ser de 30 unidades de la escala de platino-cobalto.
d) El filtro lento debe proyectarse para operar las 24 horas en forma continua, para que pueda mantener su eficiencia de remoción de microorganismos. La operación intermitente debilita al zooplancton responsable del mecanismo biológico debido a la falta de nutrientes para su alimentación
e) La tasa de filtración debe ser comprendida entre 2 y 8 m3/(m2.dia)
f) Lecho filtrante
a).-La grava se colocara en 3 capas, la primera de 15 cm.; con tamaños de 19 a 50 mm. Seguida de 2 capas de 5 cm. De espesor cada una, con tamaños de 9.5 mm. A 19 mm. y de 3 mm. a 9.5 mm., respectivamente. No debe colocarse grava en zonas cercanas a las paredes o alas columnas
b).-El espesor de la arena deberá ser de 80 a 100 cm. El valor mínimo considerado, después de raspados sucesivos durante la operación de limpieza, será de 50 cm.
c).-El tamaño efectivo de la arena debe estar entre 0.2 a 0.3 mm. Y el coeficiente de uniformidad no mayor de 3.
g) Caja de filtro
Los filtros podrán ser circulares o rectangulares y el área máxima deberá ser de 50 m2 cuando la limpieza se efectué en forma manual. Las paredes verticales o inclinadas y el acabado del tramo en el que se localiza el lecho filtrante, debe ser rugoso para evitar cortocircuitos.

TOMO 06: OPERACION Y MANTENIMIENTO

6.0 .- OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

6.1. PRINCIPIOS DE OPERACIÓN:
Toda planta de tratamiento de agua debe estar diseñada para que con una operación adecuada pueda producir continuamente el caudal de diseño y satisfacer y lar normas de calidad de agua establecida.
Dependiendo de las características propios de cada diseño, cuatro factores principales determinan que una planta posea las condiciones requeridas para una operación y un mantenimiento óptimos. Estos cuatro factores son:
- Confiabilidad
- Flexibilidad
- Mano de Obra
- Automatización y Control
La confiabilidad es el factor más importante puesto que en el caso de plantas de purificación de agua potable ésta debe satisfacer en todo momento los requerimientos de calidad estipulados. Para ello, todos los equipos y unidades de la planta deben operar satisfactoriamente como caudales mínimos o máximos, así como bajo condiciones extremas de calidad del agua. Por lo tanto, los operadores deben estar en capacidad de responder adecuadamente a los cambios del caudal de agua cruda y a las modificaciones de calidad de la misma.
La flexibilidad asegura la producción normal de la planta; la planta debe estar con capacidad de operar continuamente aunque haya uno o más equipos o unidades fuera de servicio por mantenimiento o reparación. Los operadores deben asegurarse de que toda pieza de equipo esencial, bombas, motores, dosificadores de sustancias químicas, válvulas etc, tenga una unidad de reserva disponible.
La mano de obra es esencial en todo programa de operación y mantenimiento. En toda planta de purificación de agua es necesario que el personal de operación tenga capacidad técnica de operare el equipo y las unidades de la planta, así como para adecuar la dosificación de sustancias químicas y el grado de tratamiento a las variaciones de calidad del agua cruda.
El grado de automatización y control debe ser tal que provea máxima confiabilidad en la operación de la planta. Por lo tanto, equipos y controles automáticos de difícil operación manual son recomendables, pues pueden causar más problemas que beneficios en la operación general de la planta.

6.2. PRINCIPIOS DE MANTENIMIENTO
El mantenimiento es esencial APRA una operación óptima de la planta de purificación. En un sistema de purificación de agua, el mantenimiento puede considerarse de dos tipos:

• Mantenimiento Preventivo.
Conjunto de actividades, recursos y ayudas programados para identificar o prevenir defectos, reemplazar rutinariamente elementos fungibles, registrar e informar daños mayores en la planta de tratamiento y para conservarla, por lo menos, durante su vida económicamente útil.

• Mantenimiento Correctivo.
Conjunto de actividades, recursos y ayudas destinados a reparar defectos y daños mayores para restablecer la producción normal de la planta de tratamiento.
En los principales factores por considerar para un mantenimiento satisfactorio, se tienen los siguientes:
• La responsabilidad del mantenimiento debe estar claramente definida y asignada a personal competente.
• Los recursos financieros deben estar claramente definidos y asegurada su disponibilidad oportuna.
• Se debe contar con el tipo de cantidad de herramientas, recursos y programas.
• Todas las actividades de mantenimiento preventivo deben ser planeadas y programadas.
• Debe existir un sistema de control y registro apropiado de las labores de mantenimiento.

6.3. OBJETIVOS DE OPERACIÓN:
Cuando se habla de la calidad del agua, el objeto de máximo interés no es realmente el agua sin o los materiales presentes en ella. Dichos materiales determinan la potabilidad del agua, y por lo tanto, la magnitud del tratamiento referido. Por ello, los objetivos de la operación de la planta de purificación son básicamente:
• Proteger la salud de la comunidad
• Suministrar un producto estéticamente deseable
• Proteger la propiedad del usuario
La protección de la salud pública implica prever agua segura, carente de organismos patógenos y libres de sustancias tóxicas en concentraciones que pueden constituir riesgos de salud para los consumidores.
El suministro de un agua estéticamente deseable supone el agua con un contenido tan bajo como sea posible de calor, turbiedad, sólidos suspendidos, libre de olores y sabores y una temperatura tan fría como las condiciones ambientales lo permitan.
La protección de la propiedad del usuario se refiere, en el caso de plantas municipales, a la necesidad de suministrar un agua no corrosiva, ni incrustante y con un grado de calidad tal que permita a los industriales su uso, o tratamiento adicional, con un costo mínimo.

6.4. PARÁMETROS DE CONTROL DE OPERACIÓN
El operador de una planta fundamenta la operación de la misma en el mantenimiento de la máxima calidad de su producto. Para ello hace uso principalmente, de análisis físicos, químicos bacteriológicos, de conformidad con un programa de muestreo y análisis, cuya frecuencia e intensidad son función de los problemas particulares de calidad de agua de cada planta. El operador está en capacidad de demostrar la calidad de su productor, tanto a las autoridades encargadas de control sanitario, como a los usuarios del sistema de abastecimiento. Dichos registros son requeridos pro muchas industrias para conocer las características del agua suministrada. El contenido de cada catión y anión es valioso para las relaciones con el público y para rebatir las críticas infundadas a la operación de la planta.
El personal requerido, las facilidades de laboratorio y la habilidad o capacidad técnica del personal de operación; son función del tipo de planta de tratamiento operada.
La necesidad de ejercer una supervisión estricta de la operación, las 24 horas del día durante 7 días de la semana, es función de la variabilidad de la calidad del agua cruda y de los métodos de tratamiento usados. Por ejemplo, una planta para remoción principalmente de turbiedad y color de agua cruda proveniente de u n embalse, recibirá un agua de calidad relativamente constante, y por lo tanto, requerirá menos supervisión que una planta de ablandamiento o de remoción de hierro y manganeso que esté tratando aguas crudas de calidad variable.
La planta convencional de tratamiento tiene una capacidad de recepción de cargas variables súbitas de contaminación y de caudales, mayor que una planta de filtración directa y por consiguiente, éste requiere personal especializado. En toda planta de tratamiento, no importa su tamaño, es esencial contar con instalaciones y equipo de laboratorio adecuados. El equipo deber ser suficiente para realizar los análisis requeridos para control continuo y permanente de la operación.

6.5. CONSIDERACIONES BÁSICAS DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO
6.5.1 Cribato:
Los problemas más comunes asociados con el cribado son el taponamiento y la corrosión de las rejillas.
Para prevenir estos problemas se requiere limpieza e inspección rutinaria. Las rejillas deben limpiarse frecuentemente como sea necesario. La frecuencia depende del tipo de fuente y de las condiciones locales; generalmente la frecuencia será mayor en invierno, cuando las aguas superficiales transportan una cantidad mayor de material suspendido.
Las condiciones variables de humedad y secado del material de la rejilla promueven su corrosión; por lo tanto, las rejillas deben inspeccionarse por lo menos cada mes para detectar signos de corrosión. Cualquier elemento de la rejilla desgastado o corroído, debe reemplazarse rutinariamente, según la conveniencia del operador, sin esperar la falla del elemento.
Para control se sugiere mantener un registro permanente que incluya: fecha de inspección, cantidad de material removido de la rejilla, tipo de material removido, partes de reemplazo o repuestos requeridos, fecha de descripción de las labores de mantenimiento ejecutadas.

6.5.2 Aforo
Aunque el aforo no es u n proceso de tratamiento, el operador de una planta de tratamiento debe hacer aforos para:
• Controlar el caudal de cada proceso de tratamiento.
• Ajustar las dosificaciones de sustancias químicas.
• Determinar las eficiencias de los equipos de bombeo y los requerimientos de potencia.
• Calcular tiempos de retención.
• Controlar el caudal de agua tratada y suministrada.
• Calcular el costo unitario de tratamiento.
En la mayoría de los casos se considera que los registros de caudal deben tener un error menor del 2% para prevenir costos adicionales innecesarios de tratamiento. Cualquiera que sea el tipo de medidor usado: por diferencial de presión, de velocidad, magnético, ultrasónico, vertederos, canaletas Parshall, etc, el operador deberá asegurar la adecuada calibración y exactitud de los aparatos de medida.

6.5.3 Coagulación, Floculación
En la operación de los procesos de coagulación y floculación existen tres componentes esenciales:
• Selección de los coagulantes.
• Aplicación de los coagulantes.
• Control de la efectividad de los procesos.
La selección de los coagulantes y ayudas de coagulación es un programa continuo de evaluación con base, generalmente, en el ensayo de jarras. El operador, con base en las características de temperatura, pH, alcalinidad, turbiedad y color de agua cruda, evalúa mediante el ensayo de jarras el tipo de coagulantes por usar la dosis óptima. La aplicación se efectúa mediante el ajuste manual o automático del sistema de dosificación a la tasa óptima. Finalmente ejecuta el control de la efectividad de los procesos de coagulación y floculación, principalmente a través de la evaluación de: características del flóculo formado, turbiedad del agua sedimentada, frecuencia de lavado de los filtros, filtrabilidad del agua coagulada y floculada.
El operador deberá mantener los registros de la calidad del agua cruda, de los coagulantes y de las dosis óptimas, así como de las observaciones pertinentes a los procesos de coagulación y floculación. La experiencia previa, especialmente en aguas superficiales de calidad variable, es muy valiosa y útil para el operador cuando tenga que enfrentar situaciones similares de tratamiento.
El ajuste, la calibración y el control regular de los dosificadores son esenciales para asegurar las dosis óptimas, así como de las observaciones pertinentes a los procesos de coagulación y floculación. La experiencia previa, especialmente en aguas superficiales de calidad variable, es muy valiosa y útil para el operador cuando tenga que enfrentar situaciones similares de tratamiento.
El ajuste, la calibración y el control regular de los dosificadores son esenciales para asegurar la dosis óptima de los coagulantes. En general, una vez establecida la operación permanente de la planta, se deben comparar las dosis aplicadas con el ensayo de jarras de ajustarlas a la producción de una calidad óptima de agua. Los dosificadores se deben calibrar mediante medidas de la cantidad dispensada, en períodos fijos, por peso o por volumen y no solamente con base en curvas de calibración suministrada por los fabricantes.
Cuando la planta posee floculadotes mecánicos, éstos deben ajustarse para proveer un grado de mezcla gradualmente menor a la medida que el agua pasa a través del sistema de floculación. El operador, si dispone de las facilidades para hacerlo, deberá ejecutar ensayos conducentes a establecer la velocidad óptima de los floculadotes para las distintas condiciones de calidad, temperatura y caudal del agua cruda. Llevando un registro permanente de dichos ensayos de los resultados obtenidos durante períodos prolongados de operación, podrá hacer los ajustes futuros de operación sin necesidad de nuevos ensayos adicionales.
Todas las unidades motoras del proceso de coagulación y floculación deberán someterse a inspección para observación de daños y defectos, así como a un programa rutinario de engrase y lubricación.

6.5.4 Sedimentación
La función principal de la sedimentación es producir agua clarificada con turbiedad mínima, generalmente menos de 10 UNT, para una filtración posterior efectiva. Como el proceso de sedimentación dependen de la realización adecuada de la coagulación y floculación, el operador debe asegurar la obtención del mejor flóculo posible antes del sedimentador. En general en los sedimentadotes se debe asegurar una distribución adecuada del caudal, minimizar los cambios bruscos del flujo, asegurar una carga de rebose apropiada sobre los vertederos efluentes y controlar las cargas superficiales y los tiempos de retención.
Un flóculo pobre y problemas de cortocircuito son las dificultades más comunes de la operación de sedimentadotes. En mayor o menor magnitud, todo sedimentador estará sujeto a problemas de cortocircuito, salida de agua en un tiempo menor que el normal de retención, con el consecuente incremento de carga de turbiedad sobre los filtros.
La causa principal del cortocircuito es un sistema de entrada deficiente; las pantallas perforadas proveen una buena distribución del caudal y evitan el cortocircuito. Si se sospecha de la existencia de cortocircuito se deben realizar análisis del tiempo de retención real mediante trazadores.
Las corrientes de densidad también pueden constituir un problema en los sedimentadotes. Ellas ocurren cuando el afluente contiene mayor concentración de sólidos suspendidos o cuando el agua tiene una temperatura menor que la del agua en el sedimentador. En ambos casos el afluente más denso se profundiza al fondo del tanque donde levanta el lodo y produce cortocircuitos. Si se presenta este problema se debe efectuar un estudio para determinar la solución.
El crecimiento de algas y películas biológicas sobre las paredes del sedimentador también puede ser un problema en el proceso de sedimentación. Estos crecimientos pueden causar olores y sabores así como taponamiento en los filtros. Dichos crecimientos se pueden controlar mediante la aplicación de una mezcla de 10 g de sulfato de cobre y 10 g de cal por libro de agua sobre las paredes, con cepillo, cuando los tanques están vacíos.
En tanques con equipo de barrido de todo, este arrastrado o tolvas de todo; de allí se extrae mediante u programa elaborado de acuerdo con las variaciones de calidad del agua y el tipo de volumen de lodo producido, para minimizar arrastre de flóculo de los filtros. En tanques sin equipo de barrido de lodos, el programa de su remoción depende del diseño del tanque, del tipo de volumen de lodo producido y de la calidad del agua sedimentada. Los tanques de sedimentación, en general, no deben requerir más de dos o cuatro limpiezas por año.
En ensayo más usado, como se mencionó previamente, para indicar la calidad de la sedimentación es el ensayo de turbiedad. La turbiedad del agua sedimentada debe mantenerse por debajo de 10 UT. Los registro de control deben incluir, cargas superficiales, cargas de rebose de los vertederos, turbiedad del agua afluente y efluente de cada tanque de sedimentación, cantidad de todo bombeado o extraído de cada tanque, tipos de problemas de operación encontrados y medidas correctivas adoptadas.

6.5.5 Filtración
A pesar de las grandes diferencias existentes entre los tipos de filtros usados para tratamiento de agua, los problemas de operación y mantenimiento de dichas unidades son más o menos similares. Al iniciar la operación de un filtro por gravedad, éste debe llenarse despacio, con agua ascensional, hasta cubrir totalmente el medio, para remover el aire entrapado entre los gránulos de lecho filtrante y prevenir la alteración superficial del medio al entrar el efluente. Este llenado ascensional es recomendado cada vez que se deja bajar el nivel del agua por debajo de la superficie del medio, con el fin de eliminar entrampamientos de aire y prevenir obstrucciones de flujo a través del filtro.
En filtros lentos, al iniciar la operación se requiere un período de acondicionamiento del filtro, el cual puede tomar de 4 a 7 días, para formar una película biológica sobre la superficie de la arena. Durante dicho período de maduración el agua se desecha hasta que la calidad del efluente indique que se ha desarrollado sobre la arena la película necesaria. En general, la efectividad de la filtración es proporcional a la profundidad y finura de la arena e inversamente proporcional a la tasa de filtración.
Cuando se alcanza la pérdida máxima permisible de carga en el filtro, se suspende la filtración y se procede a limpiarlo. Inicialmente se drena el filtro hasta el punto en que se pueda caminar sobre la arena. Comúnmente se raspa 1-2,5cm de arena superficial; se procede a reemplazar arena cuando las limpiezas sucesivas reducen la profundidad del lecho a unos 60 cm.
En filtros rápidos nuevos el medio debe lavarse, para remover el exceso de finos, antes de ponerlo en operación. Para descartar los finos se procede a u n lavado ascensional a la tasa máxima de lavado durante 10 a 15 minutos. Luego se drena el filtro hasta el punto en que se pueda caminar sobre el medio y se remueve manualmente el material fino, raspando los primeros 1,5 - 2,5 cm. de superficie del medio. El lavado y raspado se repiten dos o tres veces hasta que no se observen cantidades significativas de finos al final del lavado. En filtros de medio dual se debe hacer esta operación tanto con la arena como con la antracita.
En filtros rápidos la necesidad de lavado la determinan los siguientes factores:
• Pérdida de carga máxima disponible.
• Fuga de turbiedad a través del filtro.
• Carrera de filtración mayor de 36 a 40 horas-
Sin embargo, la decisión de lavar un filtro no debe basarse solamente en uno de los tres factores, pues ello puede conducir a problema operacionales. La experiencia indica que si el filtro se lava solamente cuando se alcanza la pérdida de carga máxima disponible se puede presentar un incremento grande turbiedad del afluente antes de lavar el filtro. En forma similar, un filtro puede alcanzar la pérdida máxima de carga disponible, sin que haya fugas de turbiedad, pero creando condiciones de presión negativa en el lecho, lo cual no es deseable. Por otra parte, un filtro con agua cruda de muy baja turbiedad puede operar por períodos muy prolongados hasta 100 horas o más, pero esto tampoco es deseable pues se puede presentar un aumento gradual de material orgánico y de bacterias dentro del lecho filtrante, con generación de sabores y olores en el agua tratada y crecimiento de algas y películas biológicas sobre las paredes de los filtros.
En general se considera aceptable una carrera de filtración mayor de 15 horas y menor de 36 a 40 horas con un consumo de agua de lavado del 4% en filtros de arena y del 6% en filtros de lecho dual.
El operador debe tener especial cuidado con la operación de lavado de los filtros con el fin de obtener una limpieza efectiva del medio y evitar los problemas de formación de bolas de barro, consolidación del lecho filtrante, desplazamiento de la grava de soporte, entrampamiento de aire o pérdidas del medio filtrante.
El problema de la formación de pelotas de barro esta asociado con la aglomeración del flóculo y material no removido durante el lavado. Este material, adherido a los granos del medio filtrante, aumenta de peso y profundizan más dentro del filtro, durante el lavado, taponando las áreas donde se sedimentan y causando tasas de filtración y de lavado desiguales sobre el área filtrante. Cuando el problema es grave se observan grietas en la superficie del lecho, separación del medio cerca de las paredes del filtro y presencia de bolas de barro sobre la superficie.
La observación visual del proceso de lavado y de la superficie del filtro es muy importante. Un lecho en buen estado, con una distribución uniforme de agua de lavado, debe aparecer muy uniforme con el medio moviéndose lateralmente sobre la superficie. La presencia de hervideros violentos de agua indica problemas. Si algunas áreas del filtro clarifican más rápidamente que otras, se puede deducir un distribución no uniforme del agua de lavado. Al drenar el filtro su superficie debe aparecer uniforme; si hay grietas, bolas de barro o promontorios es porque hay problemas de lavado.
El entrampamiento de aire es un problema causado generalmente por la presencia de presiones negativas en el filtro, especialmente en filtros con pérdidas de carga disponibles para la filtración baja. Cuando un filtro está limpio, existe una pérdida de pequeña en la arena, la grava y el sistema de drenaje, del orden de 15 a 30 cm. A medida que avanza la carrera de filtración, las pérdidas por fricción aumentan considerablemente, la mayor parte de ellas en la superficie de la arena del filtro.
Cuando la pérdida en las capas superiores de arena es mayor que la altura de agua sobre la arena, la columna de agua inferior actúa como un tubo de aspiración y se presenta un vació parcial. Dicha condición se conoce como carga negativa y cuando es excesiva, permite el escape del aire en solución de agua dentro de la arena. El hecho se conoce como entrampamiento de aire y puede interferir severamente el proceso de filtración. Además, una masa de aire puede, al iniciar el lavado, escapar antes de fluidizarse la superficie de la arena. Este fenómeno permitirá velocidades locales altas del agua de lavado y el desplazamiento de la grava.
En la figura Nº 5.1 se supone que el punto c esta 3 m por debajo del nivel del agua del filtro y que la pérdida de carga es de 2,55 m. Los tres piezómetros con sus niveles de agua en A, B y C indican las cargas de presión para el nivel supuesto del agua; en b, punto sobre tubería efluente de agua filtrada. Para una pérdida total por fricción de 2,55 m se puede suponer que 2,25 m de pérdida ocurren en los 0,15 m superiores de arena.
Aplicando la ecuación de Bernouilli entre A y b, tomando como plano de referencia c y despreciando las cargas de velocidad, se tiene:









Por lo tanto, en b existe un vació parcial o presión negativa de 0,85 m. La secuencia típica de lavado de un filtro se inicia cerrando el afluente y drenado el filtro hasta un nivel aproximadamente 15 cm. sobre el medio.
Se cierra el efluente, se abre el desagüe y se lavan las paredes del filtro con agua a presión. Se pone en funcionamiento el lavado superficial durante 1 a 2 minutos. Esto permite que los chorros de alta velocidad, generalmente con presiones de 280-500 kPA, rompan y descarguen las capas superficiales de material retenido. Se abre la válvula de lavado ascensional parcialmente para expandir el techo justamente sobre el nivel del lavado superficial; con ello se prevee un frote violento de la porción superior del medio, la cual acumula la mayor parte del material retenido.

Los registros de control de la operación de filtros deben incluir la siguiente información:
• Caudal filtrado.
• Pérdida de carga.
• Duración de la carrera.
• Tasa de lavado.
• Volumen de agua de lavado usada.
• Volumen de agua filtrada.
• Duración de lavado ascensional.
• Duración de lavado superficial.
• Turbiedad del agua afluente.
• Turbiedad del agua filtrada.

6.5.6 Desinfección
La operación exitosa del proceso de cloración requiere básicamente:
• Suministro adecuado y permanente del agente desinfectante.
• Control eficiente, continuo y exacto de la dosificación.
• Manejo seguro en todo momento del compuesto y de los equipos utilizados para su aplicación.
• Mezcla completa y continua del cloro con toda el agua de tratar.
Desde el desarrollo, en 1912 del primer equipo comercial para la aplicación de cloro gaseoso en aguas de suministro, se han puesto a disposición de los operadores del proceso diferentes tipos de equipos de dosificación y control. El manejo y mantenimiento de cada instalación de cloración dependerá del equipo utilizado y deberá hacerse de conformidad con los manuales de operación y mantenimiento de cada fabricante. A continuación se incluyen algunas consideraciones generales sobre operación y mantenimiento de cloradotes.
Cuadro Nº6.1
Consideraciones según el tipo de equipo
TIPOS DE EQUIPO
OBSERVACIONES
1. Cloradotes de dosificación directa, cloro gaseoso seco. Se aplica cloro gaseoso seco al agua.
Se usa solamente cuando no existe disponibilidad de agua a presión

2. Cloradotes de dosificación de cloro gaseoso en solución. Se aplica una solución de cloro gaseoso en agua al agua bajo tratamiento Se prefieren los cloradotes de vació.

3. Clorador de celda electrolítica. En general el cloro in situ. Se usa poco.

4. Hipocloradores Se usan para caudales pequeños o caos de emergencia.


Todo los cloradotes deben instalarse para funcionamiento continuo, libres de problemas de operación. El cloro gaseoso se disolverá en el agua para formar soluciones de concentración menor de 3,00 mg/l.

Cuadro Nº6.1
Consideraciones según el tipo de equipo
TIPOS DE EQUIPO
OBSERVACIONES
1. Manual. La dosis se ajusta a mano. Adecuado cuando el caudal es relativamente constante.

2. Semiautomático. La dosificación se inicia o se detiene mediante un instrumento eléctrico o hidráulico.

3. Automático.
Se adjunta automáticamente la dosificación con control de caudal.

La selección del punto de aplicación del cloro debe hacerse con base en:
1. Presión moderada en el punto de cloración.
2. Variación mínima de caudales.
3. Mezcla rápida y homogénea del cloro en el agua.
4. Facilidad de acceso al equipo de cloración para inspección.
5. Riesgo mínimo de perjuicio por los residuales de cloro.
6. Disponibilidad de agua y espacio para almacenamiento de cilindros.
7. Disponibilidad de energía eléctrica.

En la instalación son importantes estos factores:
1. El clorador debe instalarse cerca del punto de aplicación.
2. El clorador debe instalarse en un cuarto independiente, sobre el nivel del terreno.
3. Debe proveerse espacio amplio para trabajo alrededor del clorador, así como espacio para almacenamiento de repuestos.
4. Se requiere agua abundante, con presión mayor de 15 lb/pulg2, 103 kPa y tres veces la contrapresión existente, se pueden requerir bombas reforzadas de presión. En general se requiere un mínimo de 150-190 L/d por libra de capacidad del clorador. Fallas en el suministro de agua implican fallas en la cloración.
5. El clorador debe permanecer a temperaturas mayores de 10 ºC para evitar taponamiento por hielo y cloro. Los cilindros deben permanecer a temperatura normal y menor que la de las tuberías y el clorador, para prevenir condensación del gas en líquido. La temperatura máxima de almacenamiento de los cilindros es de 60ºC.
6. No es recomendable extraer más de 18 kg/d de cloro de un cilindro, por el riesgo de escarcha y pérdida de capacidad de dosificación. Con cilindros de tonelada la tasa máxima de extracción es de 182 kg/d de cloro.
7. Debe existir iluminación apropiada.
8. Debe existir adecuada ventilación para remover fuga eventuales de cloro gaseoso.
9. Debe existir facilidad de manejo de cilindros, sin riesgo para los operadores.
10. Se requiere báscula y facilidad para el control de la dosificación de cloro.
11. La cloración para desinfección debe ser continua y la instalación debe reunir todos los requerimientos apropiados para asegurar el suministro y la dosificación sin interrupción.
Los registros de control de procesos de cloración deben incluir la siguiente información:
• Tipo de compuesto de cloro usado.
• Dosis en mg/L.
• Dosificación diaria en kg/d.
• Resultados de los ensayos de cloro residual.
• Resultados de los ensayos de coniformes.
• Temperatura del agua.
• pH del agua.
• Explicación diaria de cualquier condición particular o problema ocurrido.

6.6. REGISTRO E INFORMES DE OPERACIÓN
El mantenimiento de un registro de operación de una planta de tratamiento hace parte de las funciones del operador y constituye una ayuda de gran utilidad pues satisface; entre otros, los siguientes objetivos:
• Cumplimiento de requisitos legales (Decreto 2105/83)
• Ayuda al operador a resolver problemas de tratamiento.
• Permite evaluar cambios en la calidad del agua cruda.
• Permite demostrar la calidad del agua tratada.
• Proporciona soporte para responder las quejas y reclamos de los consumidores.
• Ayuda a establecer los programas de mantenimiento preventivo.
• Permite evaluar los costos de tratamiento.
• Provee parámetros de diseño para futuras plantas de purificación.
• Permite determinar la eficiencia de los diferentes procesos y operaciones de tratamiento.
• Permite formular y establecer programas y requerimiento de optimización de la operación.


CORROCIÓN E INCRUSTACIÓN DE POZOS

6.7. INTRODUCCIÓN
Es fácil convencerse de que la maquinaria de elevación de un pozo precisa de unos cuidados de mantenimiento para que su vida sea lo mayor posible y con un rendimiento óptimo y seguro. Aunque sea menos aparente, la propia captación también precisa de unos cuidados sin los cuales su rendimiento e incluso su duración pueden verse seriamente comprometidos. Ocultos a la vista ocurren un gran número de fenómenos cuyo conocimiento es necesario si se quiere explotar con el máximo rendimiento un pozo y alargar su vida, evitando fallos prematuros.
Las causas más importantes de pérdida de eficiencia de un pozo bien construido hay que buscarlas en las variadas facetas de dos fenómenos generales llamados incrustación y corrosión. Sus efectos se traducen en una disminución del caudal específico y/o en una colmatación progresiva de la captación y/o administración de aguas de otros niveles con caracteres indeseables, y en el caso extremo en la destrucción del propio pozo.
La incrustación consiste en una deposición de materiales extraños, bien en filtro o bien en el propio acuífero.
La corrosión consiste en un ataque a los materiales con eliminación superficial o localizada de los mismos o alteración de sus propiedades. En ocasiones, los productos de la corrosión originan una incrustación, si bien el mecanismo íntimo de ambos fenómenos es diferente.
En lo que se sigue se tratará de dar una visión de las variadas facetas de la incrustación y corrosión que afectan más directamente a la explotación de las captaciones de agua con las aclaraciones teóricas precisas para una buena compresión de fenómeno, razonando el modo de combatirlo o amortiguarlo.
No es posible dar normas concretas para evitar el corregir los defectos de la incrustaciones y corrosiones, ya que son muchos los factores que concurren, pero una adecuada observación de lo que sucede en un pozo o en otros vecinos puede orientar adecuadamente.
En lo que respecta a la agresividad e incrustabilidad de un agua, los iones de la disociación del agua los relacionados con el equilibrio carbónico y las sales alcalinotérreas, juegan un papel muy importante, así debe considerarse el pH del agua y los contenidos en CO2, disuelto, CO3H-, Co3= y Ca++. En los apartados 1.11 y 1.12 de la sección 4 se trata este tema con cierto detalle. Basta resaltar aquí que para mantener el bicarbonato cálcico en disolución debe existir una cierta cantidad de CO2 disuelto de equilibrio, lo que un exceso de CO2 disuelto de equilibrio o el pH es menor que el de equilibrio, el agua es agresiva (a la caliza y también puede serlo al metal por un exceso de iones H+) y si existe un defecto de CO2 disuelto o el pH es mayor que el de equilibrio, el agua es incrustante e incrustará si las condiciones son favorables al depósito de material sobre las superficies sólidas. Los valores mencionados se refieren a la química del agua en contacto con el material que se considere, que puede ser diferente, por cambios de presión, temperatura, etc., de la del agua natural del acuífero.

El pH de equilibrio (pHe) se puede calcular tal como se señala en los subapartados 1.12.2 y 1.12.3 de la sección 4.

Un índice experimental de agresividad o incrustabilidad muy interesante es el índice de estabilidad de Ryznar (Ryznar, 1944) que se define como:

IER = 2pHe – pH
en lo que:

IER = índice de estabilidad de Ryznar
pHe = pH de equilibrio
pH = pH del agua que se considera.





Según este índice se tiene:
_____________________________________________
IER Carácter del agua
_____________________________________________
4,0 a 6,0 Muy incrustante
5,0 a 6,0 moderadamente incrustante
6,0 a 7,0 poco incrustante o corrosiva
7,0 a 7,5 corrosiva
7,5 a 9,0 francamente corrosiva
Mayor 9,0 muy corrosiva
______________________________________________
El contenido en oxígeno juega también un papel muy importante en la corrosión de los metales por el agua.

6.8. INCRUSTACIONES EN LAS CAPTACIONES DE AGUA

La incrustación es la deposición de materiales más o menos adherentes en diversas partes de la captaciones de agua.
Estas incrustaciones pueden ser duras y frágiles, actuando muchas veces al modo de un cemento (por ejemplo, formación de carbonatos) y otras veces se trata de lodos y rellenos pastosos o gelatinosos (por ejemplo, óxidos de hierro o colonias de bacterias).
Normalmente la presencia de incrustaciones en un pozo va ligada a un descenso en los caudales específicos (caudal obtenido por metro de descenso del nivel de agua). Las incrustaciones pueden afectar a:
1) Zona filtrante de los pozos reduciendo la superficie efectiva de entrada del agua.
2) Propio acuífero, rellenando sus poros y disminuyendo por lo tanto la permeabilidad en una zona más o menos grande, alrededor del pozo.
3) Tuberías, disminuyendo la sección. Si se producen sobre la propia pared del pozo no afectan en principio a la explotación del pozo (pueden molestar o impedir el montaje y desmontaje de la bomba), pero si lo hacen en la tubería de impulsión, aumentan las pérdidas de carga del bombeo.
La posible producción de materiales no adherentes que se sedimentan dentro del pozo es un proceso muy poco importante, si es que llega a aparecer

6.9. TIPOS DE INCRUSTACIONES
La incrustación mas frecuente está formada por carbonato cálcico. Su origen hay que buscarlo generalmente en una pérdida de anhídrido carbónico por el agua. Las aguas subterráneas están generalmente saturadas en carbonato cálcico, que se mantienen en disolución gracias a la presencia de cierta cantidad de anhídrido carbónico disuelto. La cantidad de este anhídrido carbónico disuelto depende de la proporción del mismo en el aire en contacto con el agua y de la temperatura. Como las aguas al infiltrase lo hacen a través de terrenos no saturados que con frecuencia tienen contenidos en anhídrido carbónico muy superiores al de la atmósfera (hasta 20 veces mayor), tienen oportunidad de disolver cantidades notables de carbonato. Al quedar esta agua a presiones menores que las que tenían en el terreno o al entrar en contacto con la atmósfera pierden anhídrido carbónico con la consiguiente sobresaturación en carbonatos. Si las condiciones son propicias, el exceso de carbonato cálcico –menos el carbonato magnésico que es más soluble - se puede precipitar en forma de pequeños aglomerados fangosos o depositarse en capas duras y estratificadas sobre las superficies sólidas, produciéndose incrustaciones. Un aumento de la temperatura es un factor importante en las conducciones (mucho menos en los pozos) y lleva también a una sobresaturación en carbonatos con las consiguientes posibilidad de incrustaciones. La mezcla de aguas diferentes, puestas en contacto por pozos que atraviesan varios acuíferos, puede ser también origen de incrustaciones.
No es rato que las aguas lleven cantidades notables de hierro (algunas partes por millón en ion ferroso), generalmente asociado a ambientes geoquímicas reductores, y este hierro puede precipitarse por oxidación al tomar contacto con el aire, perder anhídrido carbónico o variar la velocidad del agua. Puede precipitarse óxido de hierro hidratado (lo más frecuentemente férrico, pero a veces puede ser ferroso formando un fango negro) o más fácilmente hidróxido férrico (marrón rojizo) o ferroso (incoloro), más o menos pastosos o gelatinosos y en ocasiones muy voluminosos. Este precipitado voluminoso ocupa los poros y reduce considerablemente la permeabilidad y en ocasiones puede pasar desapercibido en las muestras de terreno, ya que fácilmente se destruye su tenue trama. Igual comportamiento tiene el manganeso disuelto, dando óxido negro o marrón oscuro, o un gel de Mn (OH)4 pero normalmente no crea problemas graves por estar en poca cantidad. En ocasiones el hierro puede provenir de la corrosión del tubo del pozo y precipitarse después en otro unto o incluso “insitu”, dando origen a la simultaneidad de corrosión e incrustación.
Las bacterias del hierro, principalmente las de los géneros Gallionella, Crenothrix y Leptothrix, pueden dar precipitados voluminosos de compuestos férricos a partir del ion ferroso, los cuales reducen drásticamente la permeabilidad, además de atrapar otras partículas insolubles. Las condiciones más favorables para su desarrollo son (Mogg, 1972).
a) Aguas freáticas aerobias, principalmente a poca profundidad bajo el nivel del agua.
b) Aguas subterráneas relativamente frías, menos de 18,5ºC. No se desarrollan por encima de 24ºC.
c) Aguas con elevado contenido de hierro (más de 1 ppm en Fe) y manganeso.
d) Aguas poco salinas, con residuo seco menor de 1000 ppm. Nos e desarrollan en aguas salinas o con elevados contenidos en sulfatos.
Salvo en casos excepcionales de aguas muy sulfatadas, no es normal encontrar incrustaciones de yeso en los pozos, puesto que su solubilidad es elevada y aunque disminuye al aumentar la temperatura, no son de esperar cambios importantes de ésta en los pozos. La situación es más favorable a la precipitación en tuberías, en especial en usos de refrigeración.
Las incrustaciones duras de sílice tampoco son frecuentes, puesto que los cambios de temperatura en el pozo son muy pequeños, aunque pueden producirse con ciertas aguas sobresaturadas, o aparecer como silicatos atrapados en incrustaciones carbonatadas. En los análisis de incrustaciones, normalmente gran parte de la sílice que se encuentra está atrapada en otras incrustaciones y no es de precipitación química.
En resumen, puede decirse que en la mayoría de los casos las incrustaciones son de CO3Ca2 Fe(OH)3 y FE(OH)2 y más raramente de CO3Mg y de CO3Mn u otros compuestos de manganeso.
En un pozo que bombea a un ritmo de 100 m3/h, la disminución de la dureza del agua en sólo una parte por millón debido al paso por por la rejilla, supone la precipitación de 2,4 kg diarios de carbonato cálcico. Afortunadamente sólo parte de este carbonato se precipita sobre la rejilla, pero una parte considerable puede hacerlo en zonas próximas o en el sistema de bombeo.
La incrustación puede llegar a colmatar totalmente la rejilla en sus inmediaciones, hasta algunos cm. de espesor, y parcialmente hasta varios dm.

6.10 IMPORTANCIA DE LA COMPOSICION QUIMICA DE LAS AGUAS
La composición química del agua a extraer es muy importante, y un análisis químico bien hecho puede ayudar notablemente a localizar la causa de las incrustaciones observadas o a predecir su posibilidad. Para que sea de utilidad debe contener por lo menos el pH, la conductividad o residuo seco, la dureza total y permanente, la alcalinidad, el anhídrido carbónico disuelto y el hierro, siendo deseable conocer el oxígeno disuelto, calcio y manganeso. También es conveniente determinar además los cloruros, sulfatos, nitratos y sodio. Hay que tener precauciones para que el agua sea representativa del agua del acuífero, tomándola a ser posible mediante un bombeo prolongado y en una botella llena totalmente y bien cerrada y efectuando el análisis lo antes posible. Es importante medir la temperatura del agua y debe evitarse que en el transporte se caliente la muestra (ver el capitulo 4.3). En aguas sulfhídricas debe determinarse también el ácido sulfhídrico principalmente con vistas a la corrosividad (en agua fría 0,5 partes por millón o menos ya son apreciadas por el olfato). Si el análisis no se puede realizar rápidamente, por lo menos conviene medir al tomar la muestra el pH, la alcalinidad y el CO2 disuelto, y si es posible el oxígeno disuelto.
En el apartado 6.1 de este capítulo ya se ha comentado sobre la incrustabilidad del agua y se ha introducido el índice de estabilidad de Ryznar. A titulo de primera orientación se puede decir que las aguas duras (por ejemplo con más de 300 pmm en CO3Ca) y notablemente bicarbonatadas (por ejemplo, alcalinidad mayor de 250 ppm en CO3Ca) hacen en la posibilidad de incrustaciones carbonatadas. Las aguas con pH superior a 7,5 suelen ser incrustantes. Algunas unidades de parte por millón de hierro disuelto permiten augurar problemas de precipitación de hierro en alguna forma.
También contenidos en manganeso superiores a 1 ppm en especial con pH alto y ambiente oxidante, suelen dar incrustaciones. En las aguas en las que viven bacterias sulfato-reductoras (presencia de SH2) no aparecen bacterias del hierro.
Sin embargo, no es posible dar reglas precisas para decidir si un agua será o no incrustante, ya que la composición química, si bien muy importante, no es el único factor a considerar, sino también las características del pozo y su régimen de explotación. En general, las aguas subterráneas y en especial las que proceden de terrenos calcáreos, tienden a precipitar carbonatos, pero el que efectivamente lo hagan y la forma de incrustación a que den lugar depende además de la velocidad del agua en el pozo, en la zona filtrante del pozo, del descenso, de la aireación del pozo, etc.

6.11. LA INCRUSTACIÓN Y LAS CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS
Y DE FUNCIONAMIENTO DE LOS POZOS
Las características constructivas de un pozo pueden afectar a la posibilidad de incrustación. En general, pozos poco eficientes o sea con notables pérdidas de carga en el paso del agua por la zona filtrante, y los mal desarrollados suelen incrustarse con mayor rapidez que pozos más eficientes que bombeen caudales similares. La mayor velocidad de entrada del agua, la mayor turbulencia y el mayor descenso, facilitan el desprendimiento del anhídrido carbónico, sobresaturándose el agua en carbonatos en sus alrededores. También la mayor aireación facilita la precipitación del hierro. Si el pozo se explota con descensos que dejan parte de la zona filtrante en seco, en esa parte pueden aparecer incrustaciones con cierta facilitad y tanto más cuanto más frecuentes sean los paros y arranques de la bomba. Al ponerse en marcha la bomba, parte del tubo y a veces también de la zona filtrante (muy frecuente en pozos que explotan acuíferos freáticos) quedan en seco y el agua que los humedece se evapora precitando pequeños cristalitos de carbonato cálcido (parece ser además que el hierro favorece la precitación y tanto más cuanto más rugosa es su superficie). Al pararse el pozo vuelven a ser cubiertos por el agua, que si está en contacto más o menos fácil con la atmósfera, pierde anhídrido carbónico, se sobresatura de carbonatos y los cristalitos antes depositados actúan de núcleos de cristalización, creciendo en ocasiones rápidamente el depósito. Las sucesivas fases de aireación facilitan también la precipitación del hierro. En otras ocasiones, la misma secuencia de hechos es origen de zonas preferentes de corrosión, tal como se verá mas adelante.
El caudal de explotación condiciona el descenso producido y también la velocidad de paso del agua por la formación acuífera y por la rejilla. A mejor la rejilla. A mayor velocidad mayores posibilidades de corrosión y también de incrustación.
Es recomendable no rebasar valores de la velocidad de flujo del orden de la mitad de los que se calcularían con las fórmulas dadas en el apartado 3.2.4 de la sección 9. Los técnicos de la firma Jonson Inc. Aconsejan no rebasar la velocidad de 4 cm./seg. en el en el paso por la rejilla, a fin de minimizar el efecto de incrustación y corrosión. Otros valores recomendables se dan en el apartado 1.4.6 de esta sección.
Para seguir el comportamiento de un pozo, ver si se producen incrustaciones y decidir cuándo y cómo debe efectuarse un tratamiento de desincrustación, es preciso observarlo, al igual que se hace con toda máquina, y un buen método es llevar una ficha de observaciones.
Es muy importante conocer periódicamente los descensos específicos (caudal obtenido dividido por el descenso del nivel del agua), los descensos totales del nivel del agua, los caudales bombeados, la potencia consumida y el régimen de bombeo (duración de los bombeos y de los paros). Si el caudal específico desminuye puede ser síntoma claro de incrustación o taponamiento en la zona filtrante. Un primer síntoma de incrustación es el aumento del consumo de energía de la bomba, sin que aumente el caudal extraído, previa comprobación de que la bomba funciona bien.
Es también importante disponer de análisis químicos del agua bombeada una o dos veces al año, no sólo para ver si el agua es de caracteres incrustantes, sino también para conocer si la calidad del agua evoluciona en alguna forma. Al construirse el pozo se puede tener aguas de buena calidad y al cabo de algunos años esta calidad puede haberse degradado por múltiples causas; un único análisis es poco indicativo.
Conviene dejar un acceso en los pozos entubados por el que se puede medir el nivel del agua en el pozo. Si bien la medida de cerrar herméticamente el pozo es adecuada desde el punto de vista de protección sanitaria, no excluye el dejar el orificio para medir niveles, que puede estar convenientemente protegido e incluso pueden instalarse medidores de nivel permanentes de tipo manométrico, que son baratos, y que permiten el cierre hermético con la posibilidad de medir la profundidad del agua.
La importancia de la observación de un pozo depende de su coste y de la importancia de tener un funcionamiento asegurado. En pozos profundos (caros) y para grandes caudales en continuo, en que el consumo de energía debe ser lo menor posible, es muy importante su control periódico. En pozos temporales de uso esporádico puede no tener gran importancia.
No es preciso insistir en que las observaciones que se hagan deben ser correctamente interpretadas. Una disminución de niveles dinámicos puede ser debida no sólo a la presencia de incrustaciones, sino también a la presencia de nuevos bombeos próximos a un descenso general de los niveles; bastará observar los niveles estáticos para ver lo que sucede. Los caudales pueden disminuir y puede ser debido a la incrustación en el pozo (disminuye también el descenso dinámico), pero también puede ser debido a un simple desgaste de la bomba o a un aumento de la pérdida de carga en la tubería de impulsión por varias causas entre la que pueden figurar su propia incrustación.

6.12. COMO EVITAR LAS INCRUSTACIONES EN LOS POZOS
Es difícil o imposible evitar totalmente las incrustaciones ya que estas dependen en gran manera de la facilidad del agua para producirlas, pero se pueden tratar de reducirlas con pozos convenientemente proyectados y con un plan de funcionamiento adecuado, a ser posible en continuo, lo cual es también bueno para la bomba.
Tal como se ha expuesto, las elevadas velocidades de paso por la zona filtrante y los descensos grandes, facilitan las incrustaciones por variación de los gases disueltos en el agua. Por ello conviene elegir rejillas con la mayor área de paso de agua posible y desarrollar bien el pozo.
Los pozos completos (que atraviesan todo el acuífero) y con zonas filtrantes adecuadas tienen menos problemas de incrustaciones que los incompletos y con zonas filtrantes rudimentarias.
No conviene forzar los pozos con bombeos que dejen en seco parte de la zona filtrante, puesto que se agravan los problemas de incrustaciones en el tramo afectado por las variaciones de nivel, y también las corrosiones.
Conviene trabajar con descensos pequeños y puede ser ventajoso, desde el punto de vista de evitar incrustaciones, preferir varios pozos de explotación a uno sólo funcionando con mayores descensos.
Al parecer, el material de la rejilla influye poco en la posibilidad de incrustación. Quizás las superficies rugosas o herrumbrosas facilitan la adherencia de los incrustantes; ellos podría explicar la creencia de que los plásticos se incrustan menos al ser más lisos y presentar menos adherencia. Ello no quiere decir que no se puedan incrustar, y de hecho materiales como el cloruro de polivinilo, la fibra de vidrio con recubrimiento de resina epoxi, etc., con el tiempo llegan a incrustarse. Si la incrustación es un efecto derivado de la corrosión de otras partes, esos materiales están exentos de aquella.
En lo que respecta a los precipitados de hierro, puede pensarse que si el ambiente en el acuífero es bactericida natural o artificialmente, el problema de depósitos de lodos no aparece. Tal sucede en aguas reductoras y también en pozos con rejillas de aleaciones de Cu, ya que el cobre es un bactericida, siempre y cuando sean pozos de pequeño caudal y de funcionamiento de unas pocas horas al día, para permitir que el cobre alcance suficiente concentración y acción en el agua.
La adición de ciertos complejantes del hierro al agua que circula hacia el pozo, utilizando una corona de sondeos que lo rodeen, puede ser efectivo al evitar la precipitación en el acuífero, pero es un procedimiento complicado y caro. La adición de cloro en un sistema similar parece muy poco efectiva (Mogg, 1972).
Para evitar los precipitados de hierro por la acción del oxígeno procedente del exterior, conviene trabajar con la rejilla siempre sumergida, y cuando ello no es posible, evitar que el aire que lleva el pozo no se renueve o lo haga con dificultad.

6.13 DESINCURSTACIÓN DE LOS POZOS
6.13.1 Aspectos generales
Cuando no es posible evitar las incrustaciones, se debe proceder a eliminar éstas periódicamente.
La desincrustación de pozos debe efectuarse cuando se empieza a notar una disminución clara en los caudales específicos. No es posible dar valores concretos puesto que el momento de desincrustar depende de la mayor o menor dificultad para poner fuera de servicio unos días un pozo en cierta época, del coste del proceso de desincrustación, etc. Sin embargo, no conviene dejar que la incrustación progrese mucho, ya que entonces puede dificultarse ésta, e incluso hacerla inefectiva.
La repetición de los ensayos de bombeo escalonados (ver el capítulo 9.15) puede orientar sobre la importancia de las incrustaciones y quizás aplicar los criterios de Walton (apartado 15.3.4 de la sección 9), aunque conviene tener datos de referencia de la región y del acuífero.
En pozo en que la incrustación ha progresado mucho, puede suceder que en el desincrustado químico se formen caminos preferentes de paso del agente desincrustante y por lo tanto sin alteración del resto de la incrustación. Por ello no conviene dejar que la incrustación progrese excesivamente.
El tratamiento a utilizar puede ser de tipo químico o de tipo mecánico, o un tratamiento mixto. Los tratamientos de tipo mecánico, tales como descargas de aire comprimido o el pistoneo en general no son del todo efectivos. Los tratamientos químicos, introduciendo en el pozo y acuífero próximo un agresivo químico que disuelva la incrustación, son un buen método; si se combinan con algún método mecánico, tal como el pistoneo o el chorro horizontal, se puede aumentar considerablemente la festividad de la operación.
Para la elección del método de desincrustación es importante conocer el tipo de incrustación y como afecta ésta al pozo. Si es posible, conviene tener muestras de la incrustación para ver que tipo es, cuanto ha progresado y qué procedimiento de tratamiento es el más adecuado. La observación de pozos vecinos puede ayudar mucho e incluso a veces pueden obtenerse muestra se incrustaciones. También pueden buscarse muestras e incrustaciones en las paredes de la bomba o de los tubos de impulsión que, aunque no tienen por qué ser iguales a las del acuífero y zona filtrante del pozo, son en general suficientemente orientativas.
La desincrustación debe encargarse a una empresa experimentada, ya que es un proceso que requiere destreza y no está exento de peligros de accidentes.
Cuando sean de presumir incrustaciones, conviene elegir un tipo de rejilla adecuado y resistente al método de desincrustación a emplear. Si se emplea ácido clorhídrico como desincrustante, los materiales más resistentes son los plásticos y fibra de vidrio siguiendo en orden de mayor a menor resistencia los aceros inoxidables (tipo 316 y 304). Everdur y bronce rojo, y los menos resistentes son el acero dulce y el hormigón.

6.13.2 Tipos de agentes químicos para desincrustar
1) Acidificación
Para incrustaciones carbonatadas, principalmente para la formadas por carbonato cálcido, da buenos resultados el tratamiento con ácidos. Entre los diversos ácidos posibles, el más utilizado es el ácido clorhídrico con un inhibidor de corrosión de metales, pro ejemplo de gelatina, en la proporción de 5 a 10 kg de gelatina disuelta en agua caliente por cada 1000 kg de ácido concentrado. El ácido clorhídrico (industrialmente también denominado ácido muriático) debe emplearse concentrado del orden del 25 al 30% y en cantidad de 1,5 a 2 veces el volumen de agua de la zona filtrante del pozo. También disuelve, al menos en parte, el hierro precipitado, pero la solución sólo es estable mientras el pH sea bajo (menor de 3) y si se precipita puede dar origen a óxidos difícilmente solubles después. La estabilización con sal de Rochelle (tartrato sodicopotásico) no es del todo satisfactoria, y es mejor el empleo de ácido cítrico u otros compuestos especiales.
Modernamente está tomando un gran auge el empleo del ácido sulfámico (ácido aminosulfónico, SO3HNH2) que aunque algo más caro que el ácido clorhídrico, presenta notables ventajas, entre las que figura el ser sólido en estado puro (muy fácil de transportar y mucho menos peligroso de manejo) y es muy fácilmente soluble en agua, dando soluciones marcadamente ácidas. Con sólo un 0,5% en peso se consigue un pH de 1,4, con un 3% un pY de 0,8, con un 5,5% un pH de 0,6 y con un 10% un pH de 0,45. La solubilidad es un 2% en peso a temperatura de 18ºC y conviene emplearlo casi próximo a saturación. El ácido sulfámico, al actuar sobre los carbonatos, da sulfamato cálcico que es muy soluble. Es menos agresivo para el tubo de pozo y no afecta a las rejillas de acero inoxidable ni a las bronce rojo con silicio. Al acero ordinario lo ataca con suficiente lentitud y su acción se puede pasivar con tiourea. Su acción es algo lenta que la del ácido clorhídrico por lo que se precisa un tiempo de contacto algo mayor. El ácido sulfámico puede añadirse previamente disuelto o sólido, disolviéndolo por agitación en el pozo, pudiéndose en este último caso añadir un exceso para mantener la acidez.
El ácido más usual en la industria, el ácido sulfúrico, no es adecuado para desincrustar carbonatos, puesto que forma sulfato de calcio (yeso) que s poco soluble y se queda en el medio poroso o adherido a la zona filtrante.
En el tratamiento con ácido conviene a veces añadir un agente mojante para favorecer el contacto entre el ácido y el medio, que debe ser estable en el ácido, no espumante y no iónico. Casas especializadas pueden ofrecer varios tipos de estos agentes con diversos nombres comerciales. Esto mojantes son necesarios con el ácido sulfámico, ya que de por si sólo disuelven lentamente la incrustaciones de hierro.
La acidificación es sólo parcialmente efectiva con incrustaciones de hierro muy poco efectiva con incrustaciones de sílice o de silicatos alumínicos.
2) Cloración
La cloración consiste en añadir cloro activo al agua de los pozos. Este cloro activo puede añadirse como cloro gas disuelto previamente en agua o directamente, pero es más fácil y seguro hacerlo como hipoclorito sódico en estado puro o disuelto en agua.

6.14 PROTECCION SANITARIA Y ABAONDONO DE POZOS

6.14.1 Necesidad de Protección Sanitaria
Cuando el agua subterránea procedente de pozos se destina al consumo humano hay que tomar precauciones para evitar su contaminación y obtenerla en adecuadas condiciones físicas, químicas y biológicas.
El agua extraída de pozos de captación puede estar contaminada como consecuencia de negligencia del hombre. Los agentes de contaminación pueden ser las aguas y productos residuales procedentes de la actividad industrial o doméstica. También la manipulación del material de sondeo, del lodo de perforación en su caso de los materiales que han de quedar instalados en el pozo (entubados, rejillas, bombas, etc.) puede ser causa de introducción de contaminantes.
La contaminación superficial puede penetrar en los pozos, tanto a través del espacio anular exterior al revestimiento como por el circular exterior al revestimiento como por el circular interior al mismo.
Por ello, la adecuada protección sanitaria de un pozo debe incluir toda las fases de su proyecto, construcción y explotación, al objeto de prevenir la introducción de contaminantes, tanto en el propio pozo de bombeo como en la formación acuífera de donde proviene el agua. Así, por ejemplo habrá que seleccionar cuidadosamente el lugar donde se ubicara el pozo, teniendo en consideración el emplazamiento de letrinas, fosas sépticas, corrales, alcantarillas, etc., estudiando también los posibles efectos contaminantes de aguas residuales industriales.
Las medidas necesarias de protección varían con las condiciones físicas del ambiente y con las formaciones geológicas. Sin embargo, existen prácticas contractivas corrientes, que permiten obtener una instalación con buenas condiciones sanitarias.
A continuación se exponen algunos métodos recomendables para la construcción y acabado de los pozos, así como para neutralizar la posible contaminación bacteriana de las aguas.

6.14.2 Agentes y métodos de desinfección
Una vez terminada la construcción del pozo y la instalación de sus accesorios es esencial proceder a su completa desinfección, a pesar de que lamentablemente esta práctica se olvida con frecuencia.
El primer procedimiento es hacer una limpieza preliminar en el pozo, lavando a continuación el revestimiento interior con un cepillo duro, si es preciso con el auxilio de álcalis, para eliminar el aceite, la grasa o el compuesto para juntas. El método más corriente y eficaz de desinfectar un pozo es utilizar una solución