PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN EL CASERÍO LA LOMA, PERTENECIENTE AL CANTÓN COLIMA, JURISDICCIÓN DE SUCHITOTO. TRABAJO DE GRADUACIÓN PREPARADO PARA LA FACULTAD DE INGENIERÍA PARA OPTAR AL GRADO DE: INGENIERO MECÁNICO POR: CARLOS ENRIQUE ABREGO GRANADOS ROLANDO MORALES SÁNCHEZ PEDRO VALERIO VIDES CANJURA MARZO 1999 SOYAPANGO-ELSALVADOR-CENTROAMÉRICA UNIVERSIDAD DON BOSCO RECTOR ING. FEDERICO MIGUEL HUGUET RIVERA SECRETARIO GENERAL PBRO. PEDRO JOSÉ GARCÍA CASTRO S.D.B. DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA ING. CARLOS GUILLERMO BRAN ASESOR DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN ING. ALVARO ANTONIO AGUILAR JURADO EXAMINADOR ING. FRANCISCO A. DELEON TORRES ING. SATURNINO GAMEZ GUADRÓN UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA JURADO EVALUADOR DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN "PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE EN EL CASERÍO LA LOMA, PERTENECIENTE AL CANTÓN COLIMA, JURISDICCIÓN DE SUCIDTOTO". ING. ALVARO ANTONIO AGUILAR Asesor ING. FRANCISCO A. DELEON TORRES Jurado ING. SATURNINO GÁMEZ GUADRÓN Jurado AGRADECIMIENTOS A Dios Todopoderoso por habemos permitido la elaboración del presente proyecto. A nuestros padres por habemos apoyado incondicionalmente en todo momento. A la Universidad Don Bosco por habemos brindado la formación necesana. A los miembros de la Cooperativa Colima R.L., por haber transmitido el interés a los habitantes de La Loma. A la Fundación para el Desarrollo de la Cuenca del Río Lempa (FUNDALEMP A), por brindamos información valiosa para el desarrollo del proyecto. A todas las personas que nos apoyaron desinteresadamente, con el único propósito de contribuir a solucionar parte de los problemas más sensibles de la población rural de nuestro país. 2 OBJETIVOS A. OBJETIVO GENERAL Diseñar un sistema de suministro, almacenamiento y distribución de agua para los habitantes del caserío La Loma, cantón Colima, jurisdicción de Suchitoto, departamento de Cuscatlán, que sirva como modelo para implementarse en otras comunidades rurales con condiciones hidrológicas similares. B. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1) Seleccionar los dispositivos del sistema de acuerdo a las características geográficas y demográficas existentes en el caserío La Loma .. 2) Aplicar los conocimientos teóricos, técnicos y humanísticos adquiridos durante los estudios de ingeniería mecánica, adecuándolos a las necesidades concretas de la población. 3) De acuerdo a los análisis de las muestras de agua obtenidas de los pozos del caserío, recomendar métodos de tratamiento para su consumo. 4) Dimensionar el sistema de acuerdo a la capacidad de recarga del pozo y determinar la cantidad de habitantes beneficiados. 5) Seleccionar un sistema de control automático que garantice un régimen de bombeo y almacenamiento, según la capacidad de recarga del pozo y las necesidades de la población. 3 INTRODUCCIÓN El proyecto consiste en el diseño de un sistema de abastecimiento de agua potable en el caserío La Loma, perteneciente al cantón Colima del municipio de Suchitoto, Cuscatlán (ver mapa en anexo 1). En la investigación se han considerado las condiciones geográficas, hidrogeológicas (niveles de agua en pozos), ambientales (cercanía al bosque de teca del cantón Colima, que forma parte del Sistema Nacional de Áreas Protegidas), energéticas, demográficas y sociales, a fin de que los cálculos hidráulicos ( caudales, selección de tuberías, etc.) sean óptimos. El diseño propuesto consta de un sistema de bombeo que extrae el agua de un pozo y la transporta hasta un tanque [1], sistema de distribución, sistema de control automático, así como recomendaciones sobre el método de purificación del agua, incluyendo recomendaciones acerca del mantenimiento y uso apropiado del sistema. Con el presente trabajo se busca proporcionar toda la información necesaria para llevar a cabo la construcción del sistema propuesto; esto comprende los planos constructivos, lista de materiales, datos del equipo de bombeo y presupuesto. La selección del lugar se hizo sobre la base de diagnósticos elaborados por la Fundación Río Lempa (FUNDALEMP A), los cuales establecen que la zona donde se realizará el trabajo es una de las más críticas dentro de la cuenca hidrográfica del Lempa, 4 debido a la extrema pobreza de sus habitantes y a su cercanía con la desembocadura del Río Acelhuate [2]. (Ver anexo 1) Se pretende contribuir a solucionar parte del problema de abastecimiento de agua potable, que la tecnología aquí planteada se difunda y pueda ser de provecho para otras comunidades. Teniendo en cuenta la visión humanista y cristiana de la Universidad Don Bosco, sería de mucho beneficio darle continuidad a este tipo de proyectos, en el que tienen cabida todas las especialidades. 5 ÍNDICE Página 1.0 ANTECEDENTES 8 2.0 PROYECCIÓN SOCIAL 10 3.0 SITUACIÓN ACTUAL 11 3.1 Descripción de la zona 11 3.2 Sistema de abastecimiento actual 12 3.3 Recursos hídricos de la zona 13 3.3.1 Fuentes de abastecimiento subterráneas 13 3.3.2 Fuentes de abastecimiento del caserío 14 3.3.3 Características del pozo 14 3.4 Cálculo de población futura 17 3 .4 .1 Tasa de crecimiento de acuerdo a los censos 18 3.4.2 Capacidad del territorio para albergar más habitantes 18 3 .4. 3 Según la capacidad del pozo 19 4.0 ALCANCES Y LIMITACIONES 21 5.0 METODOLOGÍAS Y TÉCNICAS EMPLEADAS 22 6.0 MARCO TEÓRICO 24 6.1 El ciclo hidrológico 24 6.2 Distribución del agua del subsuelo 25 6.3 Aprovechamiento de los recursos hidráulicos 27 6.4 Elevación y transporte de agua 28 6.5 Bombas; aplicaciones para pozos pequeños 30 6.6 Clasificación de las bombas 34 Bombas según la altura de succión 34 Bombas según principios mecánicos 34 Bombas de pozo profundo 45 Cebado de bombas 49 Selección de la bomba 49 6.7 Fuerza motriz 52 6.8 Sistema de tuberías. Tanque de almacenamiento 53 Características del flujo. Definiciones 54 Flujo viscoso en tuberías y canales: Flujo laminar y turbulento; 55 flujo interno y externo Pérdidas en flujo laminar 57 Sistemas de distribución 59 Almacenamiento 61 6.9 Agua: Calidad y tratamientos. 62 Naturaleza del agua. La molécula del agua 62 Tensión superficial 63 Fuentes de agua y usos. Efectos de la lluvia 65 6.10 Aguas subterráneas 67 Constante de las aguas de pozo 67 Criterio de calidad 67 6 6.11 Generalidades sobre tratamientos de agua Sustancias químicas orgánicas Mecanismos para reducir los riesgos para la salud mediante el tratamiento 7.0 DISEÑO DEL SISTEMA 7.1 Consideraciones 7.2 Sistema de regularización 7.3 Sistema de conducción 7.4 Sistema de bombeo 7.4.1 Cálculo de pérdidas 7.4.2 Cálculo de potencia del grupo 7.4.3 Eficiencia total del equipo de bombeo 7.5 Sistema de control de niveles 7.6 Sistema de distribución 8.0 CONSIDERACIONES SOBRE EL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA 9.0 SUGERENCIAS SOBRE EL TRATAMIENTO DEL AGUA 10.0 PRESUPUESTO 11.0 CONCLUSIONES 12.0 RECOMENDACIONES Bibliografia Anexos y planos Plano Hidráulico Plano del perfil del terreno Plano eléctrico 70 71 71 73 73 74 74 75 75 77 78 79 81 82 86 89 91 93 94 96 7 1.0 ANTECEDENTES El abastecimiento de agua potable es a escala nacional uno de los problemas más graves. La ausencia de redes de distribución del líquido y de energía eléctrica, especialmente en el área rural, son el principal obstáculo para el suministro de agua a las comunidades, lo que incide directamente en la calidad de vida de la población [3]. La disminución en la disponibilidad de los recursos hídricos es consecuencia directa de la degradación de los recursos naturales en el ámbito nacional. La deforestación generalizada y el uso inadecuado de los suelos han provocado un aumento considerable en los niveles de erosión[3]. Según un estudio realizado en El Salvador por la Organización Mundial para la Salud en 1996, de una precipitación pluvial anual de 1,800 mm, 11 % alimenta los mantos acuíferos subterráneos, 22% a la escorrentería superficial y 67% se pierde por evapotranspiración. El estudio agrega que la explotación del agua superficial y subterránea no representaría ningún problema si las fuentes se alimentaran en la misma medida, no obstante, el deterioro de las cuencas hidrográficas y zonas de recarga lo impiden. Por otro lado, a parte de la poca disponibilidad del agua está el problema de la baja calidad de la misma. Estudios han revelado que sólo el 5% de los ríos del país tienen agua de buena calidad, mientras que el 82.5% tienen calidades de mediocre a pésima, sobrepasando considerablemente los límites aceptables para el consumo humano establecidos por la Organización Mundial para la Salud (OMS) [4]. La crisis en el abastecimiento de agua potable es generalizada y afecta a todo el territorio nacional, no obstante, es en el campo donde este problema se vuelve más dramático, a pesar de que las principales fuentes de abastecimiento de agua de las zonas 8 urbanas provienen de la rural [5]. Los asentamientos humanos en el campo, aunque estén ubicados en las cercanías de fuentes de agua, carecen de ella, pues no tienen medios para su transportación y almacenamiento. El problema se vuelve más difícil de resolver cuando las comunidades no cuentan con suministro de energía eléctrica. Diversas entidades privadas y estatales han realizado esfuerzos para contribuir a solucionar el problema del abastecimiento de agua en el campo, sin embargo estos esfuerzos no han sido suficientes. Los medios técnicos proporcionados a la población no siempre han sido los más adecuados y en la mayoría de los casos, los beneficiarios no han sido capacitados en su uso y mantenimiento, lo que ha provocado un acortamiento en su vida útil [5]. En el caso de Colima, la Asociación Nacional de Acueductos y Alcantarillados (ANDA), entidades privadas, así como la misma población, han realizado algunos proyectos comunitarios, como el de la implementación de bombas manuales del tipo de émbolo y de mecate. Atendiendo a las sugerencias de los directivos de la Cooperativa de Producción Agropecuaria Colima de R.L., se optó por buscar una solución al problema de abastecimiento de agua en el caserío La Loma, ya que es el más crítico de la zona, tal como puede observarse en los datos estadísticos (Ver anexo 2). El lugar donde se desarrollará el proyecto hace factible el empleo de un sistema de bombeo, considerando la poca profundidad del manto acuífero y de que ya existen pozos perforados. Además, su condición geográfica permite la distribución del líquido por gravedad. 9 2.0 PROYECCIÓN SOCIAL El caserío La Loma está ubicado en una zona que fue muy afectada por el pasado conflicto armado. El nivel de vida de la población del lugar es muy bajo, y la mayoría de familias no cuenta con servicios básicos como agua potable y energía eléctrica. A la difícil situación socioeconómica se suman problemas ambientales como la deforestación, erosión e infertilidad del suelo, agravados por la cercanía del río Acelhuate, el más contaminado del territorio nacional [6]. Esta propuesta no busca dar solución a todos los problemas, sino contribuir a resolver parte de ellos. En ese sentido, se ha considerado la falta de agua potable como uno de los más serios. Con este proyecto se pretende que la población del caserío La Loma cuente con el diseño de un sistema de servicio de agua potable comunitario, a fin de que la comunidad gestione el financiamiento para su ejecución. Como universidad salesiana, sus estudiantes están comprometidos a contribuir al desarrollo de aquellos sectores de la población menos favorecidos. 10 3.0 SITUACIÓN ACTUAL 3.1 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA. El caserío La Loma pertenece al cantón Colima del mumc1p10 de Suchitoto, departamento de Cuscatlán, y está ubicado a 17. 7 kilómetros al noroeste de la ciudad de Suchitoto, a orillas de la carretera Troncal del Norte y en las proximidades del puente El Tule sobre el río Acelhuate. La clasificación pedológica de la zona en la que está asentado el caserío es de grumosoles, litosoles y latosoles arcillo rojizos, vertisoles y alfisoles. Estos son suelos que se reconocen por su color rojo, con algunas variaciones en su tonalidad y textura arcillosa. El drenaje natural de estas áreas varía de bueno a excesivo. La escorrentía en las áreas con mayor pendiente a causa de la erosión ha removido las capas superficiales. La clasificación agrológica es de clase III, y se caracteriza por ser tierras que tienen limitaciones para los cultivos intensivos, y requieren prácticas y obras especiales de conservación, algo dificiles y costosas de aplicar. Se pueden esperar rendimientos en las cosechas, de buenos a muy buenos [7]. La clasificación ecológica, según Holdridge, es de bosque húmedo subtropical, con biotemperaturas menores a 24 grados centígrados, pero con temperaturas del aire medio­ anuales mayores a 24 grados centígrados. La velocidad promedio anual del viento, según el Servicio Meteorológico, es de 2 mis. La Loma cuenta con 78 habitantes y está situado al pie del cerro con el mismo nombre, el cual alcanza una altitud de 307.8 msnm, contiguo al área protegida del cantón Colima. El caserío consta de 16 viviendas distribuidas en tres sectores: 6 en la parte 11 inferior, 3 en la parte media y 7 en la parte superior. Del total de viviendas, sólo 3 poseen pozo propio y 6 tienen servicio de energía eléctrica, todas ellas ubicadas en la parte inferior del caserío (ver anexo 2). El terreno en el que está ubicado el caserío pertenece a la Cooperativa de Producción Agropecuaria del cantón Colima, entidad productiva de mayor importancia en la zona, quien es la encargada de asignar los lotes destinados a la vivienda. Los habitantes del caserío no son socios de la cooperativa, sin embargo ésta les permite trabajar pequeños lotes con pendiente, donde predomina el cultivo de maíz. Esta tarea es desarrollada por los hombres, por lo que se ausentan del hogar durante el día, recayendo en las mujeres las tareas domésticas y el cuido de los hijos. El bajo nivel de desarrollo socioeconómico en el caserío se manifiesta en las condiciones de pobreza en las que habitan sus pobladores, en la carencia de servicios básicos, así como en el alto índice de analfabetismo que alcanza al 30% de sus habitantes. Las únicas fuentes de abastecimiento de agua del caserío la constituyen tres pozos artesanales de poca profundidad, el primero, cercano al margen del río Acelhuate, está a 253.23 msnm, su espejo de agua está a 3.8 metros de profundidad y el fondo a 7.78 metros. El segundo se encuentra a 253.05 msnm, el espejo de agua a 4.9 metros y el fondo a 8.63 metros, mientras que el último, ubicado a la orilla de la calle que conduce a la parte superior del caserío, está a 254.46 msnm, el espejo de agua a 5.53 metros y el fondo a 10.13 metros ( ver plano # 1 ). El agua de los pozos presenta color y sabor. 3.2 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO ACTUAL El caserío se abastece de tres pozos que han sido excavados en casas particulares y de la compra de barriles con agua a personas dedicadas a este negocio. Los propietarios de 12 los pozos mantienen una actitud solidaria con el resto de habitantes, quienes realizan viajes con depósitos para transportar el líquido hasta sus casas. Las viviendas poseen una pila o barriles donde almacenan el líquido, el cual es empleado racionalmente para el consumo personal, preparación de los alimentos, lavado de ropa, tareas domésticas y el riego de los pequeños jardines alrededor de éstas. 3.3 RECURSOS HÍDRICOS DE LA ZONA 3.3.1 Fuentes de abastecimiento subterráneas. Las aguas subterráneas se localizan en una zona con cavidades conectadas entre sí. Son constituidas por el agua precipitada sobre la tierra como lluvia, granizo o nieve que se filtra a través de la tierra. Esta zona comprende: zona de saturación y zona de aereación, que quedan separadas por el nivel freático. En la zona de saturación, las cavidades están llenas de agua bajo presión hidrostática y reciben el nombre de aguas subterráneas, las que a su vez se dividen en freáticas y artesianas. En la zona de aereación, las cavidades están llenas principalmente de gases atmosféricos y agua, pero no bajo presión hidrostática, sino que sostenidas por atracción molecular, razón por la cual se llama agua suspendida. Comprende, de la superficie a la profundidad: el agua del suelo aprovechada por las plantas; el agua vadosa o intermedia que es casi estacionaria o que se mueve hacia la zona de saturación por gravedad; y el agua capilar, por arriba del nivel freático, como una continuación de la zona de saturación [8]. 13 3.3.2 Fuentes de abastecimiento de agua del caserío. En La Loma existen únicamente tres pozos, el pozo número uno, ubicado en una zona a 253.23 msnm tiene un nivel freático de 3.8 metros de profundidad y su fondo llega hasta los 7.78 metros. Dicho pozo se encuentra a unos diez metros de la orilla del río Acelhuate. El pozo número dos está ubicado a 253.05 msnm, nivel freático a 4.9 metros y profundidad de 8.63 metros. El tercer pozo se encuentra a 254.46 msnm, el nivel freático está a 5.53 metros y tiene 10.13 metros de profundidad. La elección del tercer pozo como fuente de abastecimiento del sistema propuesto se hizo en base a los siguientes criterios: a) Es el pozo más lejano al río Acelhuate, lo que implica de que exista menos riesgo de contaminación por filtración. b) Es la fuente de agua más cercana a la carretera Troncal del Norte, y por lo tanto más cercana al tendido eléctrico. c) Sus propietarios mantienen una actitud bastante solidaria con el resto de habitantes del caserío que no poseen pozo propio. 3.3.3 Características del pozo. Tomando al tercer pozo como la fuente más idónea para abastecer el sistema propuesto, se procedió a realizar un aforamiento parcial con el fin de conocer la capacidad de recarga de éste. Dicha operación fue realizada con una bomba achicadora centrífuga de 6 HP, accionada con un motor de combustión interna de gasolina, obteniendo los siguientes resultados: 14 h t (metros) (minutos) 3.10 0.00 3.60 7.00 4.10 27.37 4.60 73.32 Donde h es la altura tomada desde el fondo del pozo hasta el nivel freático. En base a los datos anteriores se obtuvo la siguiente gráfica: Variación de altura vrs. tiempo l'CI .!! a, 6 l'CI Q) Q) "O "O 4 m ca 2 ... e: E E e{ :;J o o u o 20 40 60 80 Tiempo Según se puede observar, la gráfica tiene una tendencia de tipo exponencial, cuya ecuación general es: Para el caso, la ecuación es: h = atb + c ' donde: h: altura desde la profundidad del pozo hasta el nivel del espejo de agua (m); 15 t: tiempo de recarga del pozo (min); a, by c: constantes (c = 3.1, distancia entre la profundidad del pozo y la máxima altura de abatimiento en metros). Determinando los valores de a y b: Para h = 4.6 m, t = 73.32 min; sustituyendo estos valores en la ecuación: 4.6 = a(73.32)b + 3.1; despejando a, tenemos: a= 1.5 / 73 .32b (1) Para h = 3. 6 m, t = 7 min; sustituyendo en la ecuación general: 3.6 = ac1l + 3.1 c2) Sustituyendo (1) en (2), se obtiene que: a= 0.2012 b = 0.4677 Por tanto, la ecuación general de la gráfica es: h = 0.2012t0 .4 677 + 3.1 Considerando que la sección transversal del pozo se mantiene constante siendo igual a 0.8 m, se determinará el caudal promedio q: q =vA, donde: v: velocidad de recuperación del pozo (m/min); A: área transversal del pozo (m2 ). Como v = dh/dt, entonces: q =A dh/dt q dt= A dh, 16 integrando se obtiene: 73.32 4.6 J q dt = J A dh O 3.1 Como h = 0.2012t0· 4677 + 3.1, los límites de integración serán ahora en función del tiempo: 73.32 73 .32 q [t] = A [0.2012t°-4677 + 3.1] o o A= (n/4) d2 = (n/4) 0.82 = 0.5027 m2 Resolviendo: q = 0.01028 m3 / min = 10.28 lt / mio El dato anterior corresponde al caudal promedio de recarga del pozo. 3.4 CÁLCULO DE POBLACIÓN FUTURA Conocer la cantidad de habitantes en la zona del proyecto, así como las tendencias en su futura variación, es de suma importancia para el desarrollo del trabajo, ya que ello determinará el volumen de agua demandado y la capacidad que debe de poseer el sistema de suministro ( dimensiones del tanque, dimensionamiento y distribución de tuberías, carga de la bomba, etc.). Para determinar la población futura se tomarán en cuenta tres parámetros: a) Tasas de crecimiento de acuerdo a los censos. b) Capacidad del territorio para albergar más habitantes. c) Capacidad del pozo. 17 3.4.1 Tasa de crecimiento de acuerdo a los censos La población total del caserío, según el censo realizado por la cooperativa en diciembre de 1997 es de 78 personas (ver anexo 2). Debido a que La Loma es un caserío de reciente formación, no se cuenta con un censo anterior que permita calcular una tasa de crecimiento, siendo necesario considerar otros parámetros para conocer la cantidad futura de habitantes. Según el V Censo Nacional de Población, realizado por el Ministerio de Economía en 1992, el crecimiento absoluto de población en el municipio de Suchitoto de 1971 a 1992 fue de -20,251 habitantes. El saldo negativo puede explicarse por las condiciones socioeconómicas del municipio que impulsaron a la población a emigrar hacia los centros urbanos, y más recientemente, el conflicto armado; no hay que olvidar que la zona fue una de las más afectadas por la guerra. Este decrecimiento da como resultado una tasa negativa de 4.16% anual. No obstante, tomando en cuenta que al introducir el agua potable en el caserío habrá una sensible mejoría en las condiciones de vida, es importante considerar que esto podría conllevar a un incremento de los habitantes en dicho lugar. Por lo antes expuesto, puede concluirse que los datos sobre la tasa de crecimiento del municipio no son aplicables al caso concreto de La Loma, así como no son confiables para la determinación de la población futura. 3.4.2 Capacidad del territorio para albergar más habitantes El territorio tiene un área aproximada de 120000 m2 (ver plano #1). Según indagaciones, los proyectos habitacionales en áreas rurales consideran un área de una tarea ( 400 m2 ) para la construcción de cada vivienda y su solar. Por lo accidentado del terreno, y a fin de despreciar las áreas donde no será posible construir, se asumirán terrenos de 1200 m2 por vivienda, es decir, tres veces una tarea. 18 Dividiendo el área total entre el área por vivienda se obtiene el número de viviendas: # de viviendas= 120000 m2 / (1200 m2 / vivienda) # de viviendas = 100 Considerando un número de 5 habitantes por vivienda (dato utilizado por ANDA para zonas rurales), la población máxima que podría albergar el territorio es de 500 habitantes. Además, utilizando una dotación mínima de 50 lt / día por habitante ( sugerida por ANDA), será necesario un caudal de: q = 500 hab x 50 lt / día por hab q = 25000 lt /día= 17.36 lt / min Este dato sobrepasa el caudal de recarga del pozo, por lo que se concluye que el sistema propuesto no se puede basar en la capacidad del territorio para albergar habitantes, sino más bien en la capacidad de los recursos hídricos existentes. 3.4.3 Según la capacidad del pozo Para determinar la población futura de acuerdo a la capacidad del pozo, es necesario calcular el caudal máximo diario, el cual depende de la dotación diaria por habitante y del número de habitantes. Se hicieron varios cálculos con diferentes valores de ambas variables, tomando un rango de dotación entre 30 y 50 1t / día por habitante (recomendado por ANDA para cantareras), concluyendo lo siguiente: - dotación = 50 lt / día por habitante - # de habitantes = 160 - El caudal medio diario (Qm) = 160 x 50 = 8000 lt / día - El caudal máximo diario (QMd) = 1.2 x8000 = 9600 lt / día, 19 donde 1.2 es un coeficiente de demanda para caudal máximo diario recomendado por ANDA. - El caudal máximo horario (Qlv1h = [(9600 lt /día)/ 24 hr] x 1.8 = 720 lt / hr, donde 1. 8 es un coeficiente de demanda para caudal máximo horario recomendado por ANDA. Comparando el caudal máximo diario con el caudal de recarga del pozo, tenemos: 9600 lt /día= 6.67 lt / min < 10.28 lt / min. Lo que indica que el pozo es capaz de satisfacer la demanda de 160 habitantes con una dotación de 50 lt / día por habitante. 20 4.0 ALCANCES Y LIMITACIONES ALCANCES: 1) Selección de un sistema apropiado de abastecimiento, almacenamiento y distribución de agua, considerando la dotación de agua y número de habitantes descritas en el capítulo anterior. 2) Facilitar a los habitantes del caserío La Loma el acceso al agua, de forma tal que no tengan que recorrer grandes distancia en busca del líquido. 3) Seleccionar un sistema de control automático que asegure un buen funcionamiento del sistema. 3) Sugerir un método de tratamiento del agua. LIMITACIONES: 1) La capacidad y profundidad del pozo existente, debido a su naturaleza artesanal, limita a considerar el doble de la población actual con una dotación de 50 lt/hab x día. 2) Elevado nivel de contaminación de las fuentes de agua. 3) Bajo nivel de desarrollo socioeconómico de la zona. 4) Poca disponibilidad de recursos para financiar el aforado total del pozo. 21 5.0 METODOLOGÍAS Y TÉCNICAS EMPLEADAS METODOLOGÍAS: - Estudio de campo: Se realizó un levantamiento topográfico del caserío, ubicando en forma precisa la disposición de los pozos (profundidad y nivel freático ), la ubicación de los lotes, las alturas sobre el nivel del mar de los accidentes geográficos y diferentes distancias. Se llevó a cabo un aforado parcial del pozo seleccionado, determinando de esa forma el caudal de recarga del pozo. Se realizaron pruebas fisico-químicas y bacteriológicas del agua de los pozos. - Estudio bibliográfico: Consultas en bibliotecas (Universidad Centroamericana José Simeón Cañas, Universidad de El Salvador y Universidad Don Bosco ), centros de documentación de FUNDALEMP A, Dirección General de Recursos Naturales, resultados de censos elaborados por la Cooperativa Colima y otras fuentes. - Estudio consultivo: Entrevistas a personas con experiencia en el ramo ( empresarios y técnicos de ANDA), técnicos de las empresas HIDROSAGARRA, la Casa Castro e Ingenio El Ángel, pobladores de la zona y directivos de la cooperativa Colima. 22 TÉCNICAS - El levantamiento topográfico se realizó empleando un teodolito, cinta métrica y brújula, estableciendo las diferencias de alturas entre los puntos de interés, así como las pendientes del terreno. - El aforamiento se llevó a cabo utilizando una bomba achicadora centrífuga autocebante de 6 HP con una capacidad de 55 gal/ min, activada mediante un motor de combustión interna de gasolina. Con el uso de la bomba se tomaron diferentes valores de rapidez de recarga para diversas alturas de abatimiento, obteniendo de esta forma una gráfica. Mediante cálculos matemáticos se dedujo la ecuación de dicha curva y se obtuvo el caudal promedio de recarga del pozo. Con este dato se determinó la cantidad de habitantes y la dotación máxima de agua por habitante que se tomarán como base para el desarrollo del proyecto. 23 6.0 MARCO TEÓRICO El conocimiento de los procesos y factores que afectan el origen, la existencia y la circulación del agua del subsuelo, es esencial para la captación y usos adecuados de las fuentes. Es importante, para determinar un grado satisfactorio de extracción y usos apropiados del agua, conocer la cantidad presente, su origen, la dirección y grado de circulación hasta su punto de descarga, el grado de descarga y el de reposición así como su calidad. 6.1 EL CICLO HIDROLÓGICO: El ciclo hidrológico es el nombre que se da a la circulación del agua en estado líquido, de vapor, o sólido, desde los océanos al aire, del aire a la tierra, sobre la superficie de ésta o bajo el suelo, y de nuevo a los océanos. Fig. 6.1. Ciclo hidrológico. 24 La evaporación que tiene lugar en la superficie del agua de los océanos y otras masas abiertas de agua, da por resultado la transferencia de vapor de agua a la atmósfera. En ciertas condiciones, este vapor se condensa para formar nubes, las cuales subsecuentemente, liberan su humedad como precipitación en forma de lluvia, granizo, cellisca o nieve. La precipitación puede ocurrir sobre los océanos regresando algo de agua directamente a ellos o sobre la tierra, en la que los vientos han transportado previamente la humedad del aire y las nubes. Parte de la lluvia que cae en la tierra se evapora retomando inmediatamente la humedad a la atmósfera. Del resto, una parte, alcanzando la superficie del suelo la moja y fluye hacia las corrientes superficiales y desembocan finalmente en el océano, mientras otra parte se filtra en el suelo y, entonces, se percola hacia el flujo del agua del suelo a través del cual llega, más tarde, hasta el océano. La evaporación regresa parte del agua de la superficie de la tierra mojada a la atmósfera, mientras que las plantas extraen algo de ésta porción en el suelo mediante sus raíces, y en virtud de un proceso conocido como transpiración, la devuelven a la atmósfera a través de sus hojas [9]. 6.2 DISTRIBUCIÓN DEL AGUA DEL SUBSUELO: El agua del subsuelo que se encuentra en los intersticios o poros de las rocas se puede dividir en dos zonas principales: zona de aereación y de saturación. La zona de aereación se extiende de la superficie de la tierra hasta el nivel al cual todos los poros o espacios abiertos en los componentes de la tierra se encuentran completamente llenos o saturados de agua. Una mezcla de aire y agua se encuentra en los poros en esta zona, y de aquí su nombre. Se puede subdividir en tres capas. Estas son la capa de agua de suelo, la capa intermedia y el borde capilar. 25 Fig.6.2 Divisiones del agua del subsuelo La capa de agua del suelo yace inmediatamente debajo de la superficie, y ésta es la región de la que las plantas extraen, por medio de sus raíces, la humedad necesaria para su desarrollo. El grueso de la capa difiere grandemente según el tipo de suelo y vegetación, variando de unos cuantos pies en las tierras compactas y las áreas de cultivo, hasta varios pies en los bosques y tierras que soportan plantas de raíces profundas. El borde capilar, ocupa la porción del fondo de la zona de aereación y yace inmediatamente sobre la zona de saturación. Su nombre procede del hecho de que el agua en esta capa, está suspendida por fuerzas capilares similares a las que causan que el agua se eleve en un tubo estrecho o capilar, por encima del nivel del agua contenida en un recipiente mayor que aloja verticalmente al tubo. Mientras más estrecho sea el tubo o los poros, más se elevará el agua. Por lo tanto, el espesor de la capa depende de la textura de la roca o el suelo y puede ser prácticamente cero cuando los poros son grandes. 26 La capa intermedia yace entre la capa de agua del suelo y el borde capilar. La mayor parte de su agua llega por gravedad hacia abajo, a través de la capa del agua del suelo. El agua de esta capa se llama agua intermedia (vadosa). La zona de saturación yace inmediatamente bajo la zona de aereación, en la cual los poros están completamente llenos o saturados de agua. El agua de la zona de saturación se conoce como agua del subsuelo, y es la única forma de agua del subsuelo que puede fluir fácilmente hacia un pozo. El objeto de la construcción de un pozo es penetrar la tierra en esta zona con un tubo, cuya sección inferior tiene aberturas de un tamaño tal que permiten la entrada del agua desde la zona de saturación, pero excluyen la partículas de roca. Las formaciones que contienen agua del subsuelo y que la proporcionan fácilmente a los pozos son llamadas acuíferas [9]. 6.3 APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS HIDRÁULICOS: Además de las fuentes subterráneas existen otras dos fuentes principales de agua para sistemas pequeños de abastecimiento: el agua de la superficie y el agua de lluvia. No obstante, la elección de la fuente de agua depende de las circunstancias locales. Una vez que se dispone del agua, debe ser traída de donde se encuentre hasta .donde se necesite, es decir, elevarla, transportarla, almacenarla y purificarla. Existen tres formas de acceder al agua subterránea: a) Mediante pozos entubados. b) Mediante pozos excavados. c) Mediante el aprovechamiento de manantiales. Los primeros, son pozos sellados de diámetros pequeños donde se introduce un tubo tan profundo como sea posible dentro de los lechos acuíferos. Debido a que la capacidad de 27 almacenamiento de los pozos de pequeño diámetro es también pequeña, su rendimiento depende principalmente de la velocidad a la que fluye el agua del suelo circundante hacia el pozo. En una capa de arena saturada la corriente es rápida. El agua que fluye hacia adentro rápidamente reemplaza el agua extraída del pozo. Un pozo que alcanza una capa así, raramente se seca y puede proporcionar agua suficiente para una vivienda. Los pozos excavados son perforados manualmente mediante el empleo de palas, barras y piochas y tienen un diámetro aproximado de un metro, para luego ser revestidos por tubos prefabricados de concreto o ladrillo de barro y cemento. A diferencia del pozo entubado, el pozo excavado permite la acumulación del agua que se filtra lentamente hacia su interior, contando así con una provisión abundante cuando la demanda es mayor. El aprovechamiento de manantiales consiste en el uso de fuentes de agua que llegan hasta la superficie, con las cuales no es necesario realizar excavaciones. Son comúnmente llamadas nacimientos de agua [ 1] . 6.4 ELEVACIÓN Y TRANSPORTE DEL AGUA Una vez que se ha encontrado y captado una fuente de agua se debe determinar: a) la cantidad promedio de agua que sus necesidades requiere; b) los dos puntos entre los cuales debe ser transportada el agua; c) la clase y tamaño de tubería que se necesita para transportar la corriente requerida; d) la regularización del suministro de agua; e) la clase de bomba que se requiere para producir la corriente deseada. El método más común para conocer la cantidad promedio de agua es el del aforado. Este consiste en extraer parcial o totalmente el agua contenida en el pozo, por medio de 28 bombeo, baldeo u otro medio. Se mide el diámetro interior del pozo y se toma el tiempo que tarda el agua en recuperar su nivel normal. Luego, mediante la fórmula q = V / t ( donde q es el caudal de agua, V es el volumen extraído y t el tiempo), se calcula el caudal de recarga del pozo [ 1]. Mediante el levantamiento topográfico se pueden conocer la distancia y diferencia de alturas de los dos puntos entre los cuales se transporta el agua. Para ello se utilizan las tuberías. Estas pueden ser de varios materiales, pero por su mayor duración y resistencia se prefieren las de hierro galvanizado, asbesto, cemento y PVC. Aunque las tuberías siguen comúnmente el perfil del terreno, es necesario tener en cuenta que en ningún caso deben quedar a mayor altura que la línea de pendiente píezométrica entre los dos puntos, pues de lo contrario se producirán presiones negativas y, en caso de fisuras, se tendrán entradas de agua, aíre, etc. En los puntos bajos deben instalarse válvulas de desagüe para poder vaciar la tubería y extraer sedimentos. En los puntos altos se pondrán válvulas de aíre para evitar taponamientos. Las presiones excesivas pueden evitarse intercalando en los puntos adecuados cajas rompedoras de presión. La regularización tiene por objeto transformar el régimen de alimentación de agua, que generalmente es constante, en régimen de demanda que es variable en todos los casos. Se almacena agua cuando la demanda es menor que el gasto de llegada, la cual se utilizará cuando la demanda sea mayor. El almacenamiento también se hace para disponer de una determinada cantidad de agua como reserva, con el objeto de no suspender el servicio en caso de desperfectos en la captación o en la conducción. La localización de los depósitos se hará tomando en cuenta la presión que deberá tener el agua para poder llegar a todos los puntos de la red de distribución con la presión 29 adecuada. Por lo anterior, los depósitos se situarán en lugares naturalmente altos o tendrán que elevarse en forma artificial. Los primeros datos que se necesitan para seleccionar el tipo y el tamaño de la bomba son: 1) la corriente de agua que se necesitará y 2) la carga hidrostática o presión que tiene que vencer la bomba. Esta carga se compone de dos partes: la altura a la que debe de elevarse el líquido y la resistencia a la corriente creada por las paredes del tubo y las juntas, o sea, las pérdidas por fricción [8]. 6.5 BOMBAS; APLICACIONES PARA POZOS PEQUEÑOS Bomba en general es una máquina de fluido que sirve para comunicar energía al líquido que la atraviesa. Con esta energía puede el líquido remontar el desnivel geodésico existente entre un depósito superior y otro inferior; ser impulsado contra la diferencia de presiones entre la atmosférica y la presión reinante en una caldera, etc. Las bombas no desarrollan energía pos sí solas. Debe proveerse alguna fuente externa de energía para accionar una bomba y lograr que transporte y fuerce el fluido de trabajo desde un punto a otro. De todas las máquinas de fluidos, las bombas son las máquinas más versátiles por la variedad de condiciones de servicio ( caudales y alturas suministradas), de potencias, de líquidos a impulsar y materiales de fabricación, así como por la enorme variedad de tipos existentes. El elemento impulsor puede ser según el tipo de bomba uno o varios émbolos, engranajes de diversos tipos, paletas deslizantes, álabes de formas diversas, etc. En cuanto a los materiales para su construcción, se utiliza la fundición, plomo, vidrio, bronce, cobre, etc. Además, las bombas pueden trabajar en condiciones muy diversas, desde en atmósferas esterilizadas hasta en pozos de petróleo a 3,000 metros de profundidad; los líquidos bombeados pueden ser prácticamente todos sin excepción, desde 30 los más volátiles hasta fluidos viscosos y pastosos, inclusive fangos y líquidos con sólidos en suspensión [9]. Para el bombeo de agua desde pozos, la acción de la mayoría de bombas puede dividirse en dos partes principales: la primera es la elevación del agua desde cierto nivel bajo hasta la toma de la bomba o su lado de succión y la segunda, se refiere a la presión aplicada al agua en la bomba para impulsarla hasta su destino. Altura de succión: Considérese un tubo con sus extremos abiertos, que se encuentra suspendido verticalmente en un recipiente grande de agua: Presió1t .-itrr.1,0·m, •. + . · .. -·. Fig. 6.19. Se forma un menisco (izquierda) cuando los átomos de hidrógeno se mueven hacia arriba para humedecer la superficie del óxido en la línea de agua en un tubo de vidrio. El dibujo de la derecha muestra cómo los puentes de hidrógeno del agua en un tubo de vidrio delgado hacen que el agua en el tubo suba por arriba del nivel del agua que la rodea. Con frecuencia al agua se le llama el disolvente universal. Las moléculas de agua en contacto con un cristal se orientan para neutralizar las fuerzas de atracción entre los iones 63 en la estructura cristalina. Entonces, los iones libres se hidratan con estas moléculas de agua. Este efecto de disolución e hidratación se muestra en forma cuantitativa en la relativamente elevada constante dieléctrica del agua. Fig. 6.20. La orientación de las moléculas de agua tienden a evitar que los iones se recombinen y, por tanto,, precipiten la solución. Esto explica la capacidad del agua como disolvente. El agua se ioniza muy ligeramente, produciendo únicamente 10-7 moles de iones de hidrógeno y 10-7 moles de iones de hidróxilo por litro, y actúan como aislante, ya que no pueden conducir la corriente eléctrica. La conductividad de las aguas naturales proporciona una medida de su contenido en minerales disueltos. Otro fenómeno que ocurre en las soluciones acuosas y está relacionado con los materiales disueltos (solutos) más que con el agua (disolvente) es la presión osmótica. Si dos soluciones acuosas están separadas por una membrana, el agua pasará de la más diluida a la más concentrada. Este importante proceso controla la actuación de todas las células vivas; explica también la efectividad de la preservación de los alimentos mediante su salado; la sal crea una solución concentrada, separando las células de los organismos que pueden provocar la descomposición de los alimentos, cuando el agua dentro de sus cuerpos los abandona tratando de diluir la solución salina externa. En las celdas de membrana, diseñadas especialmente, el flujo osmótico del agua, a través de la membrana, puede 64 invertirse aplicando una presión lo bastante alta a la solución más concentrada. Este proceso de "ósmosis inversa" resulta muy práctico para la desalinización del agua. La viscosidad es una propiedad final del agua que afecta su tratamiento y su empleo. Es una medida de la fricción interna, es decir, de la fricción de una capa de moléculas que se mueve sobre otras. Al aumentar la temperatura del agua, esta fricción interna disminuye. Debido a este efecto de la temperatura, las sales y gases disueltos pueden difundirse más rápidamente en el agua tibia; el tratamiento químico se acelera y los procesos fisicos de sedimentación se efectúan con mayor rapidez [12]. Fuentes de agua y usos. Efectos de la lluvia La dilución repentina de un río mediante una fuerte lluvia puede ser un factor desorganizador en una planta de tratamientos de aguas. La ubicación de las tomas de agua de un río debe escogerse con cuidado teniendo este problema en cuenta. En la operación de una planta de tratamiento, es práctica común ajustar las dosificaciones químicas de acuerdo con la calidad del agua efluente. Sin embargo, hay muchas fuentes de agua tan variables que es necesario basar los cambios respecto al tratamiento químico en las características del agua antes de ser tratadas, en vez de en la calidad del agua después del tratamiento. Esto impone dificultades en los operadores de la planta de tratamiento, por lo que se requiere atención constante en el análisis y control. Las mareas crean otra influencia importante sobre la calidad del agua superficial, puesto que hacen disminuir, y a veces invierten el flujo normal del río. Esto es particularmente notorio durante los períodos de poca lluvia. El cambio en la calidad del agua entre la marea alta y la baja justifica algunas veces la instalación de depósitos de agua antes de ser tratada, para recibir el agua durante la marea baja cuando el río fluye sin impedimentos y la calidad del agua es la mejor. Las plantas equipadas de esta manera 65 detienen el bombeo durante la marea alta cuando las aguas salinas de la bahía se mueven a contra corriente hacia el canal superior. Las algas afectan los niveles de oxígeno. Cuando los contaminantes son biodegradables la actividad bacteriana en la corriente aumenta con la carga contaminante, tendiendo a reducir el nivel de oxígeno disuelto en la corriente; sin embargo, se tienen factores compensantes. El principal es la presencia de algas en la corriente; las algas producen oxígeno en la fotosíntesis en el día y producen con frecuencia una saturación en los días brillantes y soleados, cayendo durante la noche cuando el proceso se restringe. Este ciclo diurno afecta no sólo al oxígeno disuelto, sino también al dióxido de carbono y por lo tanto al pH. Esto puede tener una fuerte influencia sobre la coagulación de una fuente de agua en las plantas de tratamiento de agua municipales o industriales. A partir de las corrientes en movimiento y de los ríos, el agua se puede difundir en las corrientes subterráneas cuando el nivel del agua que está alrededor es bajo; o el agua puede entrar en el río a partir de estas corrientes cuando el nivel del agua está alto. Esto también influye en la composición química, sobre todo la del hierro y manganeso en ciertas corrientes. Al filtrarse el agua a través del suelo, los orgamsmos presentes en la tierra consumen el oxígeno disuelto y producen dióxido de carbono, uno de los principales agentes corrosivos en la disolución de minerales de las estructuras geológicas. Es común encontrar hierro y manganeso en las aguas que carecen de oxígeno si éstas han estado en contacto con minerales que contienen hierro. Los pozos profundos que contienen oxígeno están generalmente libres de hierro [12]. 66 6.10 AGUAS SUBTERRÁNEAS Los depósitos subterráneos constituyen una fuente principal de agua dulce. En función de la capacidad de almacenamiento, las capas acuíferas subterráneas mundiales contienen más del 90% del agua fresca total con la que se cuenta para uso humano. Constante de las aguas de pozo. El agua profunda se suele mover muy lentamente. Su flujo se mide en pies por año en comparación con las corrientes superficiales, cuyas velocidades se dan en pies por segundos. Debido a esto, la composición de cualquier pozo es por lo general bastante constante. Aunque los pozos poco profundos pueden variar estacionalmente en su temperatura, la mayor parte de ellos la mantienen generalmente constante, en el rango de 1 O a 16ºC. Puesto que el agua ha pasado a través de millas de formaciones de rocas porosas, invariablemente está clara si el pozo se ha perforado adecuadamente, evitando que la arena fina entre en el recubrimiento. Puesto que la composición está relacionada con la química de las formaciones geológicas a través de las cuales haya pasado el agua, las aguas de los pozos perforados en diferentes estratos tienen características particulares. Algunos mantos acuíferos son tan grandes que pueden cubrir varias regiones en el área total, y los pozos perforados en un manto acuífero particular producen agua de composición similar [12]. Criterio de calidad. Para definir los criterios de calidad para la selección de la fuente, se recomienda seguir la clasificación de las aguas crudas en cinco grupos establecidos por Las Guías Internacionales De Agua Potable de la OMS. 67 Grupo 1. Agua que necesita únicamente desinfección: a) Calidad bacteriológica. 1- Densidad de coliformes totales: la media aritmética mensual deberá ser menor que cien por cien mililitros de muestra. 2- Densidad de coliformes fecales: si se lleva a efecto la determinación de coliformes fecales, la cifra de coliformes totales puede exceder de cien por cien mililitros de muestra, pero en tal caso los coliformes fecales no deben superar de veinte por cien mililitros de muestra, computados por la media aritmética mensual. b) Calidad fisica. Con relación a la turbidad se debe tener una unidad de concentración máxima deseada y cinco de concentración máxima admisible. Con relación al color, cinco unidades de concentración máxima deseada y quince de concentración máxima admisible. c) Calidad química. Deberá contratarse el contenido de sustancias tóxicas de origen inográfico y orgánico muy especialmente pesticidas, herbicidas, etc. d) Calidad radiológica. Según lo establecido por la OMS. e) Pesticidas. Según lo establecido por la OMS. f) Tratamiento adicional: si la calidad del agua no es estable durante todo el año, según lo especificado en los literales anteriores, sería indispensable considerarlo en otro aspecto, para lo cual se necesitará darle un mantenimiento adicional durante el período en que se deteriora la calidad produciéndose un aumento de turbidad, olor, etc. Grupo 2. Aguas que necesitan de tratamiento convencional como coagulación, sedimentación, filtración rápida o lenta y desinfección. 68 a) Calidad bacteriológica. 1- Densidad de coliformes totales: la medida geométrica mensual debe ser menor que tres mil por cien mililitros de muestra. 2- Densidad de coliformes fecales: si se lleva a efecto la determinación de coliformes fecales, la cifra de los coliformes totales no debe exceder de seiscientos por cien mililitros de muestra computados por la media geométrica mensual. b) Calidad fisica. Elementos tales como color, turbidad y olor contribuyen en forma significativa al tratamiento y potabilización del agua. 1- Color. El color real del agua tratada será de 5 unidades de concentración máxima deseada y de 15 de concentración máxima admisible. 2- Turbiedad. Los límites de turbiedad son variables, permaneciendo en un rango fácilmente tratable por medios convencionales. La turbiedad máxima deseable del agua tratada será de un UT y la concentración máxima admisible será de 5 unidades. 3- Olor. Debe ser de tal grado de naturaleza que su remoción por métodos convencionales no sea imposible. Se considerará la aireación como un método convencional. c) Calidad química. Según lo establecido por la OMS. d) Calidad radiológica. Según lo establecido por la OMS. Grupo 3. Aguas que necesitan tratamiento convencional como coagulación, sedimentación, filtración rápida y desinfección. a) Calidad bacteriológica. 69 1- Densidad de coliformes totales. La media geométrica mensual debe ser menor que 20000 por cien mililitros de muestra. 2- Densidad de coliformes fecales. El total de terminación de coliformes totales puede exceder de 20000 por cien mililitros de muestra, pero en tal caso, los coliformes fecales no deben exceder de 4000 por cien mililitros de muestra computados por la geométrica mensual. b) Calidad fisica. Según lo establecido por la OMS. c) Calidad química. Según lo establecido por la OMS. d) Calidad radiológica. Según lo establecido por la OMS. Grupo 4. Aguas que no cumplen con los requisitos bacteriológicos expresados en los grupos anteriores. No se recomienda utilizar esta agua como fuente de abastecimiento, ya que su tratamiento por métodos convencionales es inadecuado. En este caso, debe efectuarse un estricto control de calidad y observarse en todo momento las Normas Internacionales Para el Agua Potable de la OMS. Grupo 5. Aguas que no cumplen con uno o más de los requisitos fisicos, químicos, radiológicos o de contenido de contaminantes orgánicos indicados. No se recomienda utilizar esta agua como fuente de abastecimiento. En este caso, se sigue el mismo paso para el grupo 4 [13]. 6.11 GENERALIDADES SOBRE TRATAMIENTOS DE AGUA Los tipos de procesos de tratamientos que deben usarse y las eficiencias que deben obtenerse dependen en última instancia de los constituyentes que forman el agua cruda y sus concentraciones aceptables en los usos que se les va a dar al agua. El grado específico de remoción necesario para cada componente es aquel requerido para corregir la calidad del 70 agua cruda y satisfacer las necesidades especificadas para el producto final. Para llegar a estas decisiones deben poderse definir las metas en cuanto a calidad de agua en términos cuantitativos y precisos. Con respecto a la protección de la salud, se necesita una base para evaluar los riesgos que acompañan a las diferentes concentraciones de constituyentes específicos del agua. Cuando se dispone de la información respecto a la concentración de cada constituyente en el agua cruda y de la concentración final que sería aceptable en el abastecimiento final, ella puede usarse para especificar qué tratamiento debe implementarse [14]. Sustancias químicas orgánicas. La especificación de concentraciones permisibles de productos químicos orgánicos en el agua potable presenta problemas especiales, debido a las dificultades en el análisis del agua, ya que estos constituyentes se presentan en bajas concentraciones. En la actualidad se han establecido niveles para varios tipos específicos de insecticidas, cuyas significativas implicaciones para la salud son ampliamente reconocidas, y para otros compuestos orgánicos. Los hidrocarburos dorados están despertando un gran interés en algunos países. La identificación de trazas de la mayoría de sustancias orgánicas en el agua requiere un personal y un instrumental de análisis especiales, a menudo sobre la base de consultorías [ 14]. Mecanismos para reducir los riesgos para la salud mediante el tratamiento. Algunos procesos del tratamiento de agua funcionan simplemente removiendo los constituyentes indeseables sin ningún cambio significativo en su naturaleza. A esto se le llama remoción fisica. Otros procesos que funcionan principalmente mediante la separación 71 incluyen a la destilación, la ósmosis inversa y otros procesos utilizando membranas. En algunos casos, los constituyentes pueden separarse después de un pretratamiento para facilitar el proceso de remoción. Otros tipos de procesos funcionan destruyendo las características indeseables de los constituyentes, ya sea antes de su remoción en proceso posterior o sin que exista remoción. A esto se le conoce como destrucción. En general, los procesos de desinfección funcionan mediante una reacción química con enzimas o con otros componentes celulares para inactivar al organismo y destruirlo efectivamente como sistema viviente. A pesar de la amplia remoción de bacterias mediante diferentes procedimientos, la desinfección continúa siendo la principal línea de defensa