Propuesta de construcción de Planta de
Tratamiento de aguas servidas para mejorar la
calidad de las aguas del canal de riego
Latacunga – Salcedo – Ambato
Proposal for the construction of a wastewater treatment
plant to improve the water quality of the Latacunga -
Salcedo - Ambato irrigation canal
Danny German Muyulema Muyulema
1
Alex Xavier Frias Torres
2
Galo Wilfrido Núñez Aldás
3
Luis Alejandro Velasteguí Cáceres
4
Resumen: El trabajo que se presenta a continuación estudia la
influencia negativa que las aguas servidas tienen sobre el recurso
hídrico que directa o indirectamente se destinan para el consumo
humano, en este caso para la agricultura. Para ello, se realizó un
conteo de las personas que contaminan el agua dentro de la
comunidad y por medio de análisis Físicos-Químicos y
Bacteriológicos se determinó que las aguas servidas alteran la calidad
de las aguas del Canal de Riego Latacunga - Salcedo - Ambato. Por
supuesto que al problema se le propone una alternativa de solución y
para erradicar este conflicto se ha diseñado una Red de Alcantarillado
Sanitario con su respectiva Planta de Tratamiento basándose
estrictamente en la topografía y normas vigentes de construcción y
diseño.
Palabras clave: Aguas Servidas, Calidad, Recursos Hídricos, Riego.
1 Magíster en Ingeniería Civil mención en Estructuras Metálicas, Universidad Técnica de Ambato,
dmuyulema5392@uta.edu.ec, https://orcid.org/0009-0006-7113-0752
2 Magíster en Sistemas de Gestión Ambiental, Universidad Técnica de Ambato, ax.frias@uta.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-7433-819X
3 Magister en Docencia y Currículo para la Educación Superior, Universidad Técnica de Ambato,
gw.nunez@uta.edu.ec, https://orcid.org/0000-0001-7087-1213
4 Master Universitario en Ingeniería Sísmica: Dinámica de Suelos y Estructuras, Universidad Nacional de
Chimborazo, lavelastegui@unach.edu.ec, https://orcid.org/0000-0002-6116-2412
Published
Instituto Tecnológico Superior Edwards
Deming. Quito – Ecuador
Periodicity
April - June
Vol. 2, Num. 2, 2023
Dates of receipt
Received: December 19, 2022
Approved: March 09, 2023
http://centrosuragraria.com/index.php/revista
vol. 1. Num. 17. 2023.
pp. 52-64
Correspondence author
roberto.coellope@ug.edu.ec
Creative Commons License
Creative Commons License, Attribution-
NonCommercial-ShareAlike 4.0
International.https://creativecommons.org/lice
nses/by-nc-sa/4.0/deed.es
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
52
Abstract: The work presented below studies the
negative influence that sewage has on water
resources that are directly or indirectly used for
human consumption, in this case for agriculture.
For this purpose, a count was made of the people
who contaminate the water within the community
and by means of physical-chemical and
bacteriological analysis it was determined that the
sewage alters the quality of the water of the
Latacunga - Salcedo - Ambato Irrigation Canal. Of
course, an alternative solution to the problem is
proposed and in order to eradicate this conflict, a
Sanitary Sewage Network with its respective
Treatment Plant has been designed based strictly
on the topography and current construction and
design standards.
Keywords: Sewage, Quality, Water Resources,
Irrigation.
1. Introducción
La mala calidad de las aguas superficiales es una de las dificultades más
importantes que enfrenta el país hoy en día, se clasifica frecuentemente
como un problema ambiental, pero en realidad afecta tanto al medio
ambiente como a las condiciones sociales, económicas y de salud
pública; siendo entonces el acceso a los recursos de agua dulce, de
calidad adecuada, esencial para el bienestar del país.
En Ecuador, la contaminación del agua proviene principalmente de la
descarga de aguas servidas industriales y domésticas sin tratamiento a
los ríos y otros cuerpos de aguas. Además, se debe a las sustancias
químicas de tierras agrícolas donde estas son utilizadas, inclusive
procede de la escorrentía de áreas urbanas. Por su parte, Briceño H.
(2005), indica que el área urbana y la cobertura de infraestructura de
agua potable y alcantarillado de Ecuador se ha incrementado
notablemente en las últimas cuatro décadas, dando lugar al desarrollo
acelerado de las ciudades intermedias como el caso de Cuenca,
Machala, Ambato y Santo Domingo de los Colorados. Siendo
especialmente críticas en la región Oriental y en las provincias de
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53
Cotopaxi, Tungurahua, Imbabura y Esmeraldas, problema que viene
acompañado de otros factores como la reducida productividad
agropecuaria o la concentración en la distribución de la tierra y el agua.
Por otro lado, Saunders T, et.al (2007) mencionan que el estado y las
tendencias de la calidad del agua en la cuenca alta del Río Pastaza,
Ecuador, se divide en 31 Sistemas Hidrográficos, conformados por 79
cuencas. Estos sistemas corresponden a las dos vertientes hídricas que
naciendo en los Andes drenan hacia el Océano Pacífico en un número
de 24 cuencas, la cual representan 123.243
𝑘𝑚
!
, con un porcentaje de
superficie del territorio nacional de 48.07%; y en un número de 7 hacia
la región Oriental, la cual enmarca un área de 131.802
𝑘𝑚
!
y que
representa el 51.41% del territorio nacional.
Si se sabe que los sistemas acuáticos tienen cierta capacidad natural de
asimilar y diluir desechos, es evidente que el problema ocurre cuando
las concentraciones de contaminantes superan a los límites de estas
capacidades naturales. Entonces, para buscar una solución se necesita
saber el estado actual y las tendencias para el futuro de las aguas
superficiales en cuanto a la contaminación. Además, hay que identificar
las políticas existentes que definen las condiciones deseadas de calidad
del agua y las instituciones responsables para asegurar que estas
políticas se cumplen.
Por todo lo descrito anteriormente, se plantea analizar el efecto de las
aguas servidas del barrio San José de Pucarumi, en la parroquia
Cunchibamba, en la calidad de las aguas del canal de riego Latacunga
– Salcedo – Ambato.
2. Materiales y métodos
Esta investigación aplica un análisis cuali – cuantitativo, puesto que
busca las causas y la explicación de los hechos que se estudia, apoyada
en las visitas de campo, mismas que permiten determinar las
características del barrio San José de Pucarumi en la Parroquia
Cunchibamba. Así también, para establecer los niveles de calidad del
agua del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato, primero se
definió el número total de habitantes y número de industrias acentuadas
en el barrio San José de Pucarumi en la Parroquia Cunchibamba, que
están alterando la calidad del agua, mediante un Recuento Poblacional
cuyo resultado fue posteriormente analizado de forma minuciosa.
Luego, se procede a la toma de muestras del agua del canal de riego en
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
54
estudio, las mismas que son sometidas a un análisis de laboratorio:
Físico, Químico y Bacteriológico, obteniéndose de esos resultados los
datos cuantitativos del agua del canal.
En base al estudio se plantean las siguientes hipótesis:
Hipótesis nula (Ho): Las aguas servidas del barrio San José de
Pucarumi en la parroquia Cunchibamba no alterarán la calidad de las
aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo - Ambato.
Hipótesis alternativa (Ha): Las aguas servidas del barrio San José de
Pucarumi en la parroquia Cunchibamba alterarán la calidad de las aguas
del canal de riego Latacunga – Salcedo - Ambato.
3. Resultados
Tabla 1: Análisis Bacteriológico - Descarga 1.1
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 1.- El límite permisible en cuanto a coliformes totales no debe
superar los 1000 nmp/100 ml, no obstante la presencia de Coliformes,
se encuentra en 6 x 10
6
nmp/100 ml, valor que excede ampliamente el
Límite Máximo Permisible, de la misma forma los estudios del agua
arrojan como resultado una presencia de Aerobios Totales ubicada en
1,9 x 10
6
nmp/100 ml, cuando la demarcación de estos es: Cero, cabe
recalcar que estos resultados se obtuvieron a partir de la muestra tomada
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ante el Barrio San José de Pucarumi, y corresponden al análisis
Bacteriológico del agua.
Tabla 2: Análisis Bacteriológico - Descarga 1.2
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 2.-. Se tiene la presencia de coliformes totales de 9 x 106
nmp/100 ml, cuando el Límite Máximo Permisible no debe superar los
1000 nmp/100 ml, de la misma forma los estudios del agua arrojan
como resultado una presencia de Aerobios Totales ubicada en 3 x 106
nmp/100 ml, cuando la demarcación de estos es: Cero.
Tabla 3: Análisis Físico - Químico - Descarga 2.1
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
56
Tabla 3.- El pH con un valor de 7,8, se encuentra en el rango normal
de 6,5 –8,4 o 6 - 9, los Carbonatos (CO3- -) están en 0,0 mg/ L,
encontrándose en un límite inferior al Límite Máximo Permisible que
es de 0,1 mg/ L, la presencia de Bicarbonatos (HCO3
-
) es de 464 mg/
L, se encuentran dentro del nivel moderado que es 850, en cuanto a
(TDS) Sólidos disueltos totales la presencia es de 478 mg/ L, no
excediendo el Límite Máximo Permisible correspondiente a 3000 mg/
L.
Tabla 4: Análisis Físico - Químico - Descarga 2.2
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 4.- El pH con un valor de 7,9, se encuentra en el rango normal
de 6,5 –8,4 o 6 - 9, los Carbonatos (CO3- -) están en 0,0 mg/ L,
encontrándose en un límite inferior al Límite Máximo Permisible que
es de 0,1 mg/ L, la presencia de Bicarbonatos (HCO3
-
) es de 488 mg/
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L, se encuentran dentro del nivel moderado que es 850, en cuanto a
(TDS) Sólidos disueltos totales la presencia es de 485 mg/ L, no
excediendo el Límite Máximo Permisible correspondiente a 3000 mg/
L.
Tabla 5: Tabulación de resultados
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 5.- Mediante un recuento poblacional se ha podido determinar
un total de 22 viviendas ubicadas en la parte superior al Canal de Riego
Latacunga – Salcedo – Ambato en el sector Ambato – Cunchibamba –
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
58
San José de Pucarumi, sumando la cantidad de 103 habitantes, los
mismos que influyen directamente en la contaminación de las aguas de
riego.
Tabla 6: Aporte al agua Potable
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 6.- De acuerdo a la encuesta realizada se ha determinado que
existen 103 habitantes que de forma directa contaminan el canal sin
tomar las consideraciones necesarias y con los cálculos
correspondientes se ha determinado que: el total de aguas residuales que
desembocan en el Canal Latacunga – Salcedo – Ambato es de 168
lt/hab/día, considerando que este valor resulta del 80% del total de agua
entubada que cada individuo utiliza al día.
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Tabla 7: Análisis Total de Aguas Residuales
Elaborado por: Danny Muyulema
Fuente: UTA. Lab.49.1 Facultad de Ingeniería Agronómica
Tabla 7.- Los análisis de la muestra de Aguas Residuales captadas
en el barrio San José de Pucarumi arrojan los siguientes resultados:
Temperatura 18,1
o
C, pH 7,44, Sólidos Suspendidos Totales 324
mg/ L, Sólidos Disueltos Totales 2080 mg/ L, Demanda
Bioquímica de Oxígeno 350 mg/ L, Demanda Química de
Oxígeno 708 mg/ L, Coliformes Totales 1 x 10
6
UFC/100ml,
Coliformes Fecales 1 x 10
6
UFC/100ml.
Una vez realizado el análisis físico, químico y bacteriológico a partir de
las muestras de agua del Canal Latacunga – Salcedo – Ambato sector
Ambato – Cunchibamba – San José de Pucarumi y en base a la
interpretación de los resultados obtenidos, se ha comprobado que: Las
aguas servidas del barrio San José de Pucarumi en la Parroquia
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
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Cunchibamba alteran la calidad de las aguas del Canal de Riego
Latacunga - Salcedo - Ambato.
Cálculo y diseño de la red de alcantarillado
DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO
CAUDAL DE DISEÑO
Determinaremos el valor de la siguiente manera:
= 0.67'lts/seg
'
(caudal de aguas servidas a tratar en la planta)
PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA PLANTA DE
TRATAMIENTO
● Horizonte del proyecto: año 2035
● = Población futura: 724 hab.
● = 0.67'lts/seg
DIMENSIONAMIENTO DE REJILLA
La rejilla se diseña considerando la limpieza manual, con platinas
de 25 x 6 mm espaciados cada 3 cm y se considera un 50% de
obstrucción de la misma.
DISEÑO DEL DESARENADOR
Las dimensiones del desarenador son las siguientes:
B =1.50m
L =1.90m
H =1.60m
DISEÑO DE UN TANQUE SÉPTICO
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Datos de diseño:
● Horizonte del proyecto: año 2035
● = 724hab.
● =83.67 (lts/hab/día).
● = 0.67'lts/seg
● Tiempo de retención: 12 Horas, asumido
De acuerdo al manual de plantas de aguas residuales URALITA:
V= 4500 + 0.85 *0.67 lt/s * (43200) s/día
V = 29.10 m
3
/día
Según el manual de la A.I.D.:
V=1125 + 0.85 * (lt/día)( Tr)
V= 1125 + 0.85 *0.67 lt/s * 43200 s/día
V =25.73 m3/día
➔ De acuerdo a la subsecretaría de saneamiento ambiental un
tanque séptico puede tratar un volumen de agua de 5 a 65 m3/día
➔ Se adopta la fórmula del manual de plantas de URALITA, que
da un mayor caudal.
Calculamos el volumen total requerido
VF = Q/Tr = (0.67 * 10^-3 m
3
/s) (1dia /1d/43200s)
VF = 28.94 m
3
Se adopta un tanque séptico con una cámara con las siguientes
dimensiones:
Dimensiones exteriores
Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
62
● L=6.40 m
● B=2.35 m
● H=2.00 m
Volumen total que se puede tratar en el tanque séptico:
(6.40*2,35 *2) = 30,08 m
3
1.6 CÁLCULO DEL LECHO DE SECADO.
Las dimensiones de los lechos de secados son las siguientes:
● B =3.20 m
● L =3.20m
● H =2.00m
DISEÑO DEL FILTRO BIOLÓGICO
Datos de diseño:
➔ Horizonte del proyecto: año 2035
➔ = 724 hab.
➔ = 0.67 lts/seg
➔ Q
F.B
= 0.524 Qas
➔ 1 día =86400 seg
➔ 1m
3
= 1000 lts
El caudal estimado que pasa al filtro Biológico queda de la
siguiente manera:''
a) El tiempo de retención de aguas residuales asumido según el
manual de URALITAS es el 80% de 0.5 días es decir 0.4 días
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63
b) El tiempo de retención calculado es mayor al asumido es decir
el filtro funciona desde un período de retención de 12 horas hasta
30.48 horas
c) Se obtuvo un diámetro de 5.38m y una altura de 1.70m. Los
detalles constructivos tanto del tanque séptico como del filtro
biológico se pueden ver en los planos de construcción.
Por lo tanto, las dimensiones del filtro biológico o son las siguientes:
Diámetro = 5.80 m
H =1.70 m (altura del agua)
4. Conclusiones
Los resultados del análisis Físico – Químico de las muestras de agua
del Canal de Riego Latacunga - Salcedo – Ambato tomadas después del
Barrio San José de Pucarumi, evidencian un incremento razonable en la
presencia de agentes nocivos en relación con las muestras obtenidas
antes del mencionado sector.
El análisis de las aguas residuales del Barrio San José de Pucarumi
muestran el alto índice de contaminación, que someten sus habitantes a
las aguas de riego del Canal Latacunga - Salcedo – Ambato. Mediante
la cuantificación del volumen de las aguas servidas de los habitantes del
Barrio San José de Pucarumi se puede ver claramente que estas influyen
notablemente en la calidad del agua que circula por el Canal Latacunga
- Salcedo – Ambato.Ademàs, ya que existe un incremento de población
del sector y por lo tanto se necesita una solución.
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Propuesta de construcción de Planta de Tratamiento de aguas servidas para mejorar la calidad de
las aguas del canal de riego Latacunga – Salcedo – Ambato
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