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EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO EN LOS CORREGIMIENTOS DE SINCERÍN Y GAMBOTE Laura Duarte Jaramillo María Angélica Mendoza Atencio Tesis Presentada para Obtener el Título de Ingeniero (a) Ambiental Directores: Álvaro González Álvarez, Ph.D. Beatriz E. Jaramillo Colorado, Ph.D. Grupo de Investigaciones Agroquímicas Universidad de Cartagena Programa de Ingeniería Ambiental Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Facultad de Ingeniería Universidad Tecnológica de Bolívar Cartagena de Indias, D. T. y C. julio de 2018

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

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EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO EN LOS

CORREGIMIENTOS DE SINCERÍN Y GAMBOTE

Laura Duarte Jaramillo

María Angélica Mendoza Atencio

Tesis Presentada para Obtener el Título de Ingeniero (a) Ambiental

Directores:

Álvaro González Álvarez, Ph.D.

Beatriz E. Jaramillo Colorado, Ph.D.

Grupo de Investigaciones Agroquímicas

Universidad de Cartagena

Programa de Ingeniería Ambiental

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

Facultad de Ingeniería

Universidad Tecnológica de Bolívar

Cartagena de Indias, D. T. y C. julio de 2018

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A nuestros padres:

Angélica M. Atencio y Antonio Mendoza.

Beatriz E. Jaramillo C. y Edisson Duarte R.

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AGRADECIMIENTOS

Deseamos expresar nuestros más sinceros agradecimientos a nuestro director: el Doctor Álvaro

González Álvarez, quien además de guiarnos estos siete meses, nos enseñó el valor de hacer las

cosas bien y dar lo mejor de nosotras. A la Doctora Beatriz Eugenia Jaramillo Colorado por creer

en nuestro proyecto y siempre buscar la manera de darnos lo necesario. Al Grupo de

Investigaciones Agroquímicas de la Universidad de Cartagena, le debemos la financiación de esta

tesis. A la Universidad Tecnológica de Bolívar, por habernos dado la formación como ingenieras

ambientales.

También, debemos agradecerle a toda la comunidad de Gambote y Sincerín por estar siempre

dispuestos a brindarnos la información necesaria y abrirnos las puertas de su municipio al llevar a

cabo los muestreos. A Jasser Martínez por su paciencia y su gran colaboración.

A las abuelas Gladys y Stella, Abuelo Jairo. A Tiramisú por acompañarme en las madrugadas de

escritura (Laura). a Gabriel Mendoza, Emilia Mendoza , Norela Mendoza y Catalina Atencio.

A nuestras familias, por ser incondicionales y estar presentes en cada paso, por el apoyo

económico, emocional y moral para seguir adelante y terminar esta tesis. Especial agradecimiento

a nuestros padres.

A todas las personas que de una manera u otra manera contribuyeron a ayudarnos en el desarrollo

de esta tesis.

Page 4: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

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Índice de contenido

1. Introducción ..................................................................................................................................... 1

2. Planteamiento del problema ............................................................................................................. 5

3. Justificación ..................................................................................................................................... 8

4. Marco Teórico ................................................................................................................................ 10

4.1. Área de estudio ........................................................................................................................... 10

4.2. Ciclo hidrológico ........................................................................................................................ 11

4.2.1 Evaporación. ........................................................................................................................... 12

4.2.2 Condensación. ......................................................................................................................... 12

4.2.3 Transporte. .............................................................................................................................. 12

4.2.4 Precipitación. .......................................................................................................................... 12

4.2.5 Escorrentía superficial y subterránea. ..................................................................................... 12

4.2.6 Transpiración. ......................................................................................................................... 12

4.3. Fuentes de agua ........................................................................................................................... 13

4.3.1. Subterráneas. ........................................................................................................................... 13

4.3.2. Superficiales. ........................................................................................................................... 13

4.4. Calidad del agua .......................................................................................................................... 13

4.4.1. Fuentes de contaminación del agua......................................................................................... 13

4.4.2. Contaminación por microorganismos. .................................................................................... 14

4.4.3. Contaminación por químicos. ................................................................................................. 14

4.5. Tipos de muestras. ...................................................................................................................... 15

4.5.1. Muestra simple o puntual. ....................................................................................................... 15

4.5.2. Muestra compuesta. ................................................................................................................ 15

4.5.3. Muestra integrada. ................................................................................................................... 16

4.6. Normatividad colombiana para el agua de consumo .................................................................. 16

4.7. Índice de Riesgo de la Calidad del Agua para Consumo Humano (IRCA) ................................ 19

Page 5: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

v

4.8. Características físicas .................................................................................................................. 22

4.8.1. Turbiedad. ............................................................................................................................... 22

4.8.2. Color Aparente. ....................................................................................................................... 23

4.8.3. Conductividad eléctrica. .......................................................................................................... 23

4.9. Características químicas .............................................................................................................. 24

4.9.1. pH. ........................................................................................................................................... 24

4.9.2. Oxígeno disuelto. .................................................................................................................... 24

4.9.3. Iones. ....................................................................................................................................... 25

4.9.3.1. Fosfato (PO4–3). ................................................................................................................... 25

4.9.3.2. Fluoruro (F–). ...................................................................................................................... 26

4.9.3.3. Cloruro (Cl–). ...................................................................................................................... 26

4.9.3.4. Sulfato (SO4–2). ................................................................................................................... 26

4.9.3.5. Nitrato (NO3–). .................................................................................................................... 27

4.9.3.6. Amonio (NH4+). .................................................................................................................. 27

4.9.3.7. Bromuro (Br–). .................................................................................................................... 27

4.9.4. Dureza total. ............................................................................................................................ 27

4.9.5. Metales pesados. ..................................................................................................................... 28

4.9.5.1. Mercurio (Hg). .................................................................................................................... 29

4.9.5.2. Plomo (Pb). ......................................................................................................................... 29

4.9.5.3. Cadmio (Cd). ....................................................................................................................... 29

4.9.5.4. Hierro (Fe). ......................................................................................................................... 30

4.9.5.5. Aluminio+3 (Al+3). ............................................................................................................... 30

4.9.5.6. Cromo (Cr). ......................................................................................................................... 31

4.10. Características microbiológicas .............................................................................................. 31

4.10.1. Coliformes totales. .................................................................................................................. 31

4.10.2. Coliformes fecales................................................................................................................... 32

4.10.3. Escherichia Coli (E. Coli). ...................................................................................................... 32

5. Estado del arte ................................................................................................................................ 32

6. Objetivos ........................................................................................................................................ 40

6.1 Objetivo general .......................................................................................................................... 40

6.2 Objetivos específicos .................................................................................................................. 40

7 Metodología ................................................................................................................................... 41

7.1. Recolección de muestras. ............................................................................................................ 41

Page 6: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

vi

7.1.1. Muestreos ................................................................................................................................ 42

7.1.2. Sitios de Muestro .................................................................................................................... 43

7.2. Equipos, materiales y preparación de reactivos .......................................................................... 46

7.3. Medición de las características fisicoquímicas ........................................................................... 46

7.4. Medición de la concentración de metales pesados ...................................................................... 46

7.5. Medición de las características microbiológicas ......................................................................... 50

7.6. Evaluación de la calidad del agua ............................................................................................... 50

7.7. Determinación del IRCA ............................................................................................................ 51

8. Resultados ................................................................................................................................... 52

8.3. Parámetros físicos ....................................................................................................................... 56

8.3.1. Valores medidos de turbiedad. ................................................................................................ 56

8.3.2. Valores medidos de color aparente. ........................................................................................ 58

8.3.3. Valores medidos de conductividad eléctrica. .......................................................................... 59

8.4. Parámetros químicos ................................................................................................................... 60

8.4.1. Valores medidos de pH. .......................................................................................................... 60

8.4.2. Valores medidos de oxígeno disuelto. .................................................................................... 61

8.4.3. Valores medidos de dureza total. ............................................................................................ 63

8.4.4. Valores medidos de metales pesados. ..................................................................................... 64

8.4.5. Valores medidos de cloruros. .................................................................................................. 65

8.4.6. Valores medidos de fluoruros. ................................................................................................ 66

8.4.7. Valores medidos de sulfatos. .................................................................................................. 67

8.4.8. Valores medidos de nitratos. ................................................................................................... 68

8.4.9. Valores medidos de bromuros. ................................................................................................ 69

8.5. Parámetros microbiológicos ........................................................................................................ 70

8.5.1. Valores medidos de coliformes totales. .................................................................................. 70

8.5.2. Valores medidos de E. Coli. .................................................................................................... 71

8.6. Cálculo del IRCA ........................................................................................................................ 72

9. Análisis de resultados ..................................................................................................................... 74

10. Conclusiones ............................................................................................................................... 82

11. Estudios futuros .......................................................................................................................... 85

12. Referencias .................................................................................................................................. 87

13. Anexos ........................................................................................................................................ 99

13.1. Primer muestreo de análisis microbiológicos. ........................................................................... 99

Page 7: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

vii

13.2. Segundo muestreo de análisis microbiológicos. ...................................................................... 102

13.3. Tercer muestreo de análisis microbiológicos. ....................................................................... 106

13.4. Primer muestreo de metales pesados..................................................................................... 110

13.5. Segundo muestreo de metales pesados. ................................................................................ 117

13.6. Tercer muestreo de metales pesados. .................................................................................... 127

13.7. Primer muestreo de iones. ..................................................................................................... 137

13.8. Segundo muestreo de iones. .................................................................................................. 141

Índice de Tablas Tabla 1. Parámetros medidos en el estudio ................................................................................................. 17

Tabla 2. Valores máximos aceptables para las variables fisicoquímicas del agua para consumo humano 18

Tabla 3. Valores máximos aceptables para las variables microbiológicas. ................................................ 19

Tabla 4. Puntaje de riesgo IRCA ................................................................................................................ 20

Tabla 5. Clasificación del nivel de riesgo en salud según el IRCA por muestra, IRCA mensual y acciones

que deben adelantarse ................................................................................................................................. 21

Tabla 6. Clasificación de la dureza total en el agua. ................................................................................... 28

Tabla 7. Recolección de muestras ............................................................................................................... 42

Tabla 8. Descripción de las muestras tomadas en el estudio ...................................................................... 42

Tabla 9. Nombre de las muestras de agua y parámetros medidos .............................................................. 43

Tabla 10. Métodos de determinación usados para los parámetros fisicoquímicos ..................................... 47

Tabla 11. Muestreo 1 .................................................................................................................................. 53

Tabla 12. Muestreo 2 .................................................................................................................................. 54

Tabla 13. Muestreo 3 .................................................................................................................................. 55

Tabla 14. Comparación de las concentraciones medidas de metales pesados con la Resolución 2115 de

2007. ........................................................................................................................................................... 64

Tabla 15. Cálculo del IRCA ........................................................................................................................ 73

Tabla 16. Cumplimiento de acuerdo con la Resolución 2115 de 2007. ...................................................... 74

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Índice de Figuras Figura 1. Vista aérea de Gambote y Sincerín. ............................................................................................... 4

Figura 2. Ubicación geográfica de Sincerín y Gambote. ............................................................................ 10

Figura 3. Ciclo hidrológico ......................................................................................................................... 11

Figura 4. Parámetros con mayor incumplimiento en Colombia 2009-2010 .............................................. 36

Figura 5. Distribución del IRCA para el departamento de Bolívar en el año 2016 .................................... 38

Figura 6. Tendencia del IRCA 2006- 2016 departamento de Bolívar ....................................................... 38

Figura 7. Diagrama de flujo – Metodología ................................................................................................ 41

Figura 8. Muestras de agua recolectadas en los corregimientos de Sincerín y Gambote............................ 43

Figura 9. (a) Ubicación de la fuente de captación de Gambote. (b) Lugar de recolección de muestra de

agua de Gambote alumbre. (c) Ubicación pozo de Sincerín. (d) Pozo de Sincerín. (e) Tubería conectada al

pozo (Sincerín). (f) Oficinas del acueducto (Sincerín). .............................................................................. 45

Figura 10. Valores de turbiedad del agua de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ......................... 56

Figura 11. Valores de color aparente en los corregimientos de Gambote y Sincerín. ................................ 58

Figura 12. Valores de conductividad eléctrica de los corregimientos de Gambote y Sincerín. .................. 59

Figura 13. Valores de pH de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. .............................. 61

Figura 14. Valores de oxígeno disuelto de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ........ 62

Figura 15. Valores medidos de dureza total de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín... 63

Figura 16. Valores medidos de cloruro de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ......... 65

Figura 17. Valores medidos de fluoruro de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ....... 66

Figura 18. Valores medidos de sulfato de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ......... 67

Figura 19. Valores medidos de nitrato de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. .......... 68

Figura 20. Valores medidos de bromuro de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín........ 69

Figura 21. Valores medidos de coliformes totales de las aguas de los corregimientos de Gambote y

Sincerín. ...................................................................................................................................................... 70

Figura 22. Valores medidos de E. Coli de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín. ......... 71

Page 9: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

1

1. Introducción

El agua es la sustancia química más importante para la vida en nuestro planeta. Sin ella, las

especies no podrían sobrevivir. Por esto, desde hace millones de años los seres humanos se han

asentado alrededor de fuentes hídricas. La calidad del agua para consumo humano siempre ha

estado ligada a algunas enfermedades que pueden causar la desaparición de pueblos enteros. A la

humanidad le tomó algunos siglos darse cuenta que la baja calidad del agua que consumían era la

causante de muchas muertes a raíz de la ascariasis, campilobacteriasis, cólera, toxinas

cianobacterias, dengue, dengue hemorrágico, diarrea, malaria, oncocercosis, tifoidea y fiebres

entéricas paratifoideas, entre otras (Abera et al., 2017; Briñez et al., 2012; Cairncross et al., 2010;

OMS, 2004). No fue hasta finales del siglo XVIII que empezaron a desarrollarse procesos básicos

para el tratamiento del agua (Cairncross et al., 2010).

La calidad de cualquier masa de agua, superficial o subterránea, depende tanto de factores naturales

como de la acción antropogénica. Sin la acción humana, esta vendría determinada por la erosión

del substrato mineral, los procesos atmosféricos de evapotranspiración y sedimentación de lodos

y sales, la lixiviación natural de la materia orgánica y los nutrientes del suelo por los factores

hidrológicos, y los procesos biológicos en el medio acuático que pueden alterar su composición

física y química (UNESCO, 2008).

El mayor factor de riesgo para la salud que debe ser considerado en el agua destinada al consumo

humano es el microbiológico; especialmente, el de los organismos patógenos asociados con la

contaminación por heces humanas (o de animales), tales como: la Escherichia Coli (E. Coli),

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2

enterobacter, klebsiella y citrobacter, entre otros (Da Rocha et al. 2018; Lozano-Rivas & Lozano,

2015).

En cuanto a las características o parámetros organolépticos y físicos, que pueden ser señal de

contaminación del agua podemos encontrar: sabor (se asocia a la presencia de constituyentes

inorgánicos), color (que es causado, principalmente, por sustancias disueltas) y turbiedad (está es

causada por sustancias o materiales no solubles en suspensión). Otras características

fisicoquímicas son: temperatura, pH, alcalinidad, dureza total y sustancias tóxicas (Lozano-Rivas

& Lozano, 2015). Por último, se encuentran los iones como: el nitrato, el cloruro, el sulfato, el

fluoruro y los metales; los cuales son moléculas de carga positiva o negativa que pueden afectar la

salud humana o generar mayores costos al proceso de tratamiento y, además, afectan, en su

mayoría, a las aguas subterráneas, ya que son generados por los procesos geológicos de la tierra

(Foster, S., Chilton, J., Nijsten, G., & Richts, A. 2013). En Colombia, el riesgo asociado a las

características del agua para consumo humano es evaluado a través del Índice de Riesgo de la

Calidad de Agua para Consumo Humano (IRCA) (Ministerio de la Protección Social, Ministerio

de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007). Este índice es interpretado como la

evaluación de naturaleza química, física y biológica del agua en relación con la calidad natural,

los efectos humanos y usos posibles. El IRCA reduce varios parámetros a una expresión simple,

de fácil interpretación. Este índice le confiere un puntaje a cada una de las características que no

se cumplan. El incremento en los valores medidos de la mayoría de estos parámetros es causado

en la fuente de abastecimiento, las cuales están expuestas al constante deterioro por las actividades

socioeconómicas de cada región y, de acuerdo con las fuentes de contaminación, se escoge el tipo

de tratamiento requerido para garantizar el suministro de agua segura (Guzmán et al., 2015).

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3

La declaración universal de los derechos humanos hace referencia al derecho al agua, el cual dicta

que: “toda persona tiene derecho al acceso, disposición y saneamiento de agua para consumo

personal y doméstico en forma suficiente, salubre, aceptable y fácil de obtener” (Asamblea General

de las Naciones Unidas, 2010). De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), son

necesarios entre 50 y 100 litros de agua por persona al día para garantizar que se cubran las

necesidades más básicas (Naciones Unidas, 2010).

En Colombia, se llevan a cabo diferentes actividades económicas que pueden contribuir a la

contaminación del agua: agricultura, minería, desarrollo urbanístico, ganadería extensiva, entre

otras. En el país, las empresas de acueducto y alcantarillado están regidas por normas de carácter

nacional, en donde se consagra el derecho que tiene la persona a disfrutar de este servicio, siendo

la calidad, tanto del agua como del suministro, uno de los puntos focales de la legislación como lo

son la Resolución 2115 del 2007 y el Decreto 1575 del 2007 (Ministerio de la Protección Social,

2007). Sin embargo, el 70% de las ciudades del país no suministran agua potable a sus poblaciones

por medio de acueducto (Defensoría del pueblo, 2009; Lozano-Rivas & Lozano, 2015).

El departamento de Bolívar, donde se encuentra el área de estudio de este trabajo, está dividido

territorialmente en 46 municipios y agrupa una población total de 2´072.976 habitantes

(proyección DANE 2014), de los cuales el 77,30% (1´602.584 habitantes) se ubica en zona urbana

del departamento; mientras que el restante 22,7% (470.392 habitantes) se distribuye en zona rural

del mismo (MinSalud, 2015). Entre las jurisdicciones más grandes de este departamento se

encuentra el municipio de Arjona, que tiene una cabecera municipal urbana con un área de 591

hectáreas. Además, consta de cuatro (4) corregimientos que son: Sincerín, Gambote, Rocha, Puerto

Page 12: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

4

Badel; y seis (6) veredas: Jinete, Mapurito, Tigre, San Rafael de la Cruz, Nueva Esperanza e Isla

Reges (Arjona Bolívar, 2017).

Figura 1. Vista aérea de Gambote y Sincerín. Fuente: Google Earth.

Esta investigación se realizó ante la necesidad de conocer el estado actual de la calidad del agua

en las fuentes de abastecimiento de los corregimientos de Sincerín y Gambote (Figura 1). Al mismo

tiempo, contribuyó en la identificación de las posibles fuentes contaminantes que están afectando

el agua para consumo humano utilizada en la región. Por último, se evaluó el IRCA para estos

corregimientos.

Page 13: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

5

2. Planteamiento del problema

Según la OMS existen 783 millones de personas en el mundo que no tienen acceso al agua potable

(OMS, 2012). A través de la Resolución 64/292 de julio del 2010, la Asamblea General de las

Naciones Unidas reconoció el derecho al agua como un derecho fundamental para el desarrollo y

la supervivencia de todas las especies. En uno de sus apartes, esta resolución habla del derecho a

disponer del agua suficiente, salubre, aceptable, accesible y asequible para uso personal y

doméstico (Naciones Unidas, 2010).

Según reportes de la Contraloría General de la Nación, en la mayoría de los municipios de

Colombia no se cumple con los parámetros de calidad del agua dictados por la Resolución 2115

del 2007. Según esta entidad, solo el 28% de los municipios en este país cuenta con agua

catalogada como: apta para consumo humano, los factores que contribuyen al incumplimiento de

esta resolución son de tipo geográficos, socio-culturales y económicos (Contraloría General de la

Nación, 2016).

De acuerdo a Lampoglía (2008), algunos de los factores que contribuyen a no proveer agua

adecuada para el consumo humano son:

• La falta de supervisión, control y apoyo técnico por parte de entes gubernamentales en las

zonas rurales.

• Falta de recursos económicos.

Page 14: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

6

• Falta de conocimientos necesarios acerca de la construcción de sistemas de abastecimiento

en zonas rurales.

• La baja organización y participación de las comunidades.

• La falta de interés de las entidades ambientales competentes.

• La falta de interés de los centros de investigación (principalmente, las universidades) por

diagnosticar problemas de su región.

Por otra parte, de acuerdo con el DANE, la cobertura nacional de servicio de acueducto para el

área rural en el año 2012 era del 73%, de este porcentaje la zona caribe obtiene un 58% (Ministerio

de Vivienda, Ciudad y Territorio, 2013; Consejo Nacional de Política Económica y Social, 2014).

Para evaluar la calidad del agua para consumo, se utilizan diversas metodologías que relacionan

los valores de parámetros físicos como la turbidez, el pH y el color debido a que son un indicio de

la presencia de materia orgánica y agentes patógenos como coliformes totales y Escherichia Coli,

ya que son vectores generadores de enfermedades como la diarrea y cólera con gastos superiores

a los 1,96 billones de pesos anuales (Wright et al., 2014). Otro parámetro presente en menor

frecuencia son los metales pesados estos son generados en grandes concentraciones por la

explotación descontrolada de las minas presentes en el departamento y por características propias

de los suelos de cada región, estos se bioacumulan en los humanos, con potenciales efectos

cancerígenos, entre otros riesgos (Chowdhury et al., 2016). El municipio de Arjona solo cuenta

con una cobertura del 67,47% en materia de acueducto (Rodríguez, 2015).

Page 15: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

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El corregimiento de Gambote no cuenta con planta de tratamiento alguna. El agua es captada en

el Canal del Dique y luego bombeada a un tanque elevado y distribuida por gravedad a los hogares

sin ningún tipo de purificación. Los habitantes del pueblo agregan una medida no estandarizada

de sulfato de aluminio (Al2(SO4)3) antes de proceder a consumirla (E. Miranda, operador del

tanque elevado de Gambote, entrevista personal, 18 de agosto, 2017).

Para el caso de Sincerín, el agua proviene de un pozo de, aproximadamente, 50 metros de

profundidad, la cual es llevada a un tanque elevado (con una capacidad de 75 m3) mediante una

bomba que se encuentra a unos 30 metros de profundidad. Al agua del tanque elevado se le

adiciona hipoclorito de sodio (se diluyen 1,5 kilogramos de hipoclorito de sodio (NaClO) al 70%

en 60 litros de agua). Luego, se transfiere el agua a otro tanque elevado, dejando como reserva 14

m3; el segundo tanque tiene una capacidad de 50 m3. El agua es distribuida al pueblo con un caudal

de 18 L/s. Sincerín consta de 3 barrios, con un total de 700 suscriptores (M. Zúñiga, representante

legal del acueducto de Sincerín, entrevista personal, febrero 14, 2018).

La ausencia de un sistema de tratamiento que potabilice el agua en los corregimientos de Sincerín

y Gambote del municipio de Arjona, podría contribuir a un problema de salubridad en sus

habitantes, al tener estos que consumir el agua sin tratamiento, deteriorando, así, su calidad de vida

(Alcaldía Municipal de Arjona, 2015). En esta investigación, responderemos a la pregunta: ¿el

agua que se consume en los corregimientos de Sincerín y Gambote es apta para el consumo

humano?

Page 16: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

8

3. Justificación

El agua es un recurso vital e insustituible que permite y potencializa la vida en la Tierra. Su

contaminación es un grave problema que reduce y encarece el suministro de agua potable en la

población. Este recurso natural es esencial para la vida humana y es una de las partes más delicadas

del ambiente (Rubio-Arias et al., 2014). El descontrolado crecimiento de la población, así como el

vertiginoso ritmo de la industrialización a nivel mundial, han derivado en una mayor demanda de

agua dulce en el mundo (Ramakrishnaiah et al. 2009; Rubio Arias et al., 2014). Por esta razón, es

necesario diseñar herramientas que permitan evaluar la calidad del agua en un tiempo dado. El

agua, en condiciones inadecuadas de potabilidad, puede ser un vehículo transmisor de bacterias,

virus, protozoarios y helmintos, los cuales son generadores de diferentes enfermedades de alto

impacto para la salud pública como el cólera, la hepatitis A, la fiebre tifoidea, la paratifoidea, el

dengue, la malaria, entre otras (Minsalud, 2015).

Por lo anterior, el Ministerio de Salud y Vivienda estableció unas características físicas, químicas

y microbiológicas para el control y la vigilancia del agua para consumo humano. Estas, junto con

sus valores máximos permisibles, se encuentran en la Resolución 2115 de 2007 (Ministerio de la

Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007). Así mismo,

la Resolución 2115 propone el IRCA, el cual es una herramienta que indica, a través de un rango

de valores, el grado de riesgo de ocurrencia de enfermedades relacionadas con el no cumplimiento

de las características físicas, químicas y microbiológicas del agua (Ministerio de la Protección

Social, 2007).

Page 17: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

9

Debido a la falta de un plan maestro para el sistema de tratamiento de aguas en los corregimientos

de Sincerín y Gambote, se hizo necesario obtener, a través de la medición de las características

físicas (color, turbidez y conductividad), químicas (pH, dureza total, oxígeno disuelto, Mercurio,

Cadmio, Plomo, Cobre, Cromo, Níquel, Hierro, Cloruros, Fluoruros, Sulfatos, Nitratos) y

microbiológicas (Coliformes Totales y Escherichia Coli) del agua, la información requerida para

determinar su calidad antes y después de ser tratada, evaluando cada una de estas contra las

condiciones exigidas por la Resolución 2115 de 2007. Adicional a esto, se entrevistó a los

operarios encargados de la distribución del agua, con el fin de conocer si, a pesar de esta

problemática (ausencia de un sistema de tratamiento), se lleva a cabo algún proceso de

potabilización, y verificar si este es óptimo al evidenciar la cantidad de parámetros cumplidos en

la norma. Al mismo tiempo, se hace necesario cuantificar la calidad del agua mediante la

herramienta recomendada por la normatividad colombiana (estimación del IRCA), con el fin de

saber el grado de riesgo a la ocurrencia de enfermedades por el consumo de estas aguas, y

compararlo con el valor calculado en el pasado Informe Nacional de la Calidad de Agua para

Consumo del año 2016 (Minsalud, 2018).

Page 18: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

10

4. Marco Teórico

4.1. Área de estudio

El municipio de Arjona está ubicado al norte del departamento de Bolívar, en las coordenadas

geográficas 14°14’3’’N y 75°19’40’’O. La conformación política del municipio está estructurada

por una cabecera municipal en el área urbana que posee una superficie de 591 hectáreas, con una

altura de 62.49 metros sobre el nivel del mar (Alcaldía de Arjona – Bolívar, 2016). Este cuenta

con 4 corregimientos (Sincerín, San Rafael de la Cruz, Gambote y Rocha) de los cuales dos son

nuestros sitios de estudio. El primero es el corregimiento de Sincerín, el cual se encuentra ubicado

a 12 km de la cabecera municipal en las coordenadas geográficas 10°8,69’41,64’’N y

75°16,55’39’’O (Figura 2). El segundo es Gambote, el cual está ubicado a 9 km de la cabecera a

10°9,76’46,08’’N y 75°17,95’57,12’’O (Figura 2).

Figura 2. Ubicación geográfica de Sincerín y Gambote. Fuente: Google Earth.

Page 19: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

11

4.2. Ciclo hidrológico

El agua está formada por dos moléculas de hidrogeno y una de oxigeno (H2O) y conforma el 70%

de la superficie de nuestro planeta. En la tierra, el agua salada (de los océanos) corresponde al

96,5% de la cantidad total del recurso (USGS, 2018). El ciclo hidrológico (Figura 3) describe el

movimiento del agua en la tierra debido a la presencia de la energía solar y la gravedad, este

movimiento es continuo y consta de varias fases que se describen a continuación en las siguientes

subsecciones.

Figura 3. Ciclo hidrológico. Fuente: USGS (2018).

Page 20: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

12

4.2.1 Evaporación. Es el proceso mediante el cual el agua cambia de estado líquido a gaseoso.

La energía calórica es fundamental para este proceso, debido a que esta hace que se rompan más

fácilmente los enlaces que mantienen unidas las moléculas de agua (USGS, 2018).

4.2.2 Condensación. Las corrientes ascendentes de aire llevan el vapor a las capas superiores de

la atmósfera, donde la menor temperatura causa que el vapor de agua se condense y forme las

nubes (USGS, 2018).

4.2.3 Transporte. Es el movimiento del vapor de agua en la atmósfera, en especial desde los

océanos hacia la zona continental (Monsalve Sáenz, 2004).

4.2.4 Precipitación. Las corrientes de aire mueven las nubes sobre el globo, las partículas de

nube colisionan, crecen y caen en forma de lluvia, nieve, granizo o agua-nieve (USGS, 2018).

4.2.5 Escorrentía superficial y subterránea. Cuando el agua se precipita hacia la superficie

una parte penetra hasta los niveles subterráneos y se une al agua que yace debajo de la superficie,

otra parte de esta precipitación se escurre conformando el agua superficial la cual busca

desembocar en ríos, lagos u océanos (Monsalve Sáenz, 2004).

4.2.6 Transpiración. Proceso mediante el cual el vapor de agua se escapa de las plantas y entra

a la atmósfera, el agua es llevada desde las raíces hasta pequeños poros en la cara inferior de las

hojas, donde se transforma en vapor de agua y se libera a la atmósfera (USGS, 2018).

Page 21: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

13

4.3. Fuentes de agua

4.3.1. Subterráneas. Las aguas subterráneas se encuentran en pozos, galerías filtrantes y

manantiales. En general, este tipo de agua contiene menor número de contaminantes, esto debido

a que durante su recorrido por el subsuelo mejora significativamente su calidad. Las partículas

suspendidas y microorganismos se retienen por filtración natural y las sustancias orgánicas se

degradan por oxidación. No obstante, siempre es preferible la desinfección para prevenir

contaminación durante el manejo del agua (Lampoglia et al. 2008).

4.3.2. Superficiales. Las aguas superficiales (lagos de agua dulce, ríos, lagunas y ciénagas), que

equivalen aproximadamente al 0,7% del agua total del planeta, son las más utilizadas por el hombre

para suplir sus funciones básicas. Infortunadamente, son las más contaminadas debido a que,

generalmente, reciben directamente las descargas de aguas residuales (Sierra-Ramírez, 2011).

4.4. Calidad del agua

El término calidad del agua hace como referencia al grado en el cual el agua se ajusta a los

estándares físicos, químicos y microbiológicos que fija el usuario (Garita, 2005, Guzmán et al,

2016). La valoración de la calidad del agua puede ser entendida como la evaluación de su

naturaleza química, física y biológica en relación con la calidad natural, los efectos humanos y

usos posibles (Prat, 1998; Guzmán et al, 2016).

4.4.1. Fuentes de contaminación del agua. En general, el agua está sometida a contaminación

natural (arrastre de material particulado y disuelto y presencia de materia orgánica natural) y de

Page 22: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

14

origen antrópico (descargas de aguas residuales, escorrentía agrícola, efluentes de procesos

industriales, entre otros). En la actualidad, la más importante, sin duda, es la provocada por el

hombre, la cual se inicia desde los primeros intentos de industrialización, para transformarse en un

problema generalizado (Ríos-Tobón et al., 2017; Marrugo Negrete & Paternina Uribe, 2011).

4.4.2. Contaminación por microorganismos. Algunos microorganismos son indicadores de

contaminación microbiológica en el agua. Su presencia determina la existencia de muchos otros

organismos causantes de enfermedades (Abera et al., 2017). En este grupo de microorganismos se

encuentran los coliformes totales y fecales (o termotolerantes), los cuales son un grupo de bacterias

que se encuentran, por lo general, en el suelo, plantas y animales (incluyendo a los humanos). Su

presencia en el agua, en ocasiones, puede ser un indicio de contaminación por aguas residuales

(principalmente doméstica) u otros desechos en descomposición (Ramos-Ortega et al., 2008).

Entre el grupo de los coliformes se encuentran: la E. Coli, enterobacter, klebsiella y citrobacter,

entre otros. La bacteria E. Coli se encuentra en los intestinos de los mamíferos; por esto, es un

excelente indicador de contaminación de origen fecal (Government of New Brunswick, s/f). En el

agua para consumo humano debe estar libre (ausencia total) de esta bacteria (Ministerio de la

Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007). Los síntomas

más comunes de las enfermedades causadas por esta bacteria son la diarrea e infecciones en el

tracto urinario (Ríos-Tobón et al., 2017; Abera et al., 2017). En la sección 4.10, se ampliará la

informacerca de la relevancia de este parámetro.

4.4.3. Contaminación por químicos. Incluyen compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos o

dispersos en el agua, que provienen de vertimientos domésticos, agrícolas e industriales o de la

Page 23: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

15

erosión del suelo. Los principales contaminantes inorgánicos son: cloruros, sulfatos, nitratos y

carbonatos. También lo son los desechos ácidos, alcalinos y gases tóxicos disueltos en el agua

como los óxidos de azufre, de nitrógeno, amoníaco, cloro y sulfuro de hidrógeno (ácido

sulfhídrico) (Bueno-Zavala et al., 2013). Los contaminantes orgánicos son, típicamente, desechos

humanos y animales, de rastros o mataderos, de procesamiento de alimentos para humanos y

animales, diversos productos químicos industriales de origen natural como aceites, grasas, breas y

tinturas, y diversos productos químicos sintéticos como pinturas, herbicidas, insecticidas, solo por

mencionar algunos. Los contaminantes orgánicos consumen el oxígeno disuelto en el agua y

afectan a la vida acuática (Fondo para la comunicación y la educación ambiental, A.C., 2007;

Guzmán et al., 2016)

4.5. Tipos de muestras.

A continuación, se muestran los tipos de muestras existentes para la caracterización del agua.

4.5.1. Muestra simple o puntual. Es una muestra tomada en un tiempo determinado, con

condiciones particulares para el momento de la toma de agua. Es ideal para fuentes de agua en las

que su composición no varía con respecto al tiempo (Laboratorio de Química Ambiental IDEAM,

1997). Este será el tipo de muestra a tomar en este estudio.

4.5.2. Muestra compuesta. Se toman varias muestras de un mismo cuerpo de agua a lo largo de

periodos e intervalos determinados. Posterior a esto, se mezclan todas las muestras para hacer un

solo análisis. Este tipo de muestra no se recomienda para el análisis de parámetros sujetos a

cambios inevitables a lo largo del tiempo (Lozano-Rivas, 2013).

Page 24: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

16

4.5.3. Muestra integrada. Es aquella formada por la mezcla de varias muestras puntuales

tomadas en diferentes puntos de la muestra de agua simultáneamente (Lozano-Rivas, 2013).

4.6. Normatividad colombiana para el agua de consumo

En Colombia, desde el 21 de junio del 2007, rige la Resolución 2115, por medio de la cual se

señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para

la calidad del agua para consumo humano (Ministerio de la Protección Social, 2007). Según la

normatividad, el agua potable (o agua para consumo humano) es aquella que cumple con las

características fisicoquímicas y microbiológicas en las condiciones determinadas por el Decreto

1575 de 2007 (Sistema para la Protección y Control de la Calidad del Agua para Consumo

Humano). Esta es utilizada para consumo directo, preparación de alimentos o higiene personal, su

calidad se mide al comparar las características encontradas en el agua con las normas que la regulan

(Ministerio de la Protección Social, 2007).

A pesar de que existen varios parámetros fisicoquímicos y microbiológicos establecidos por la

Resolución 2115, en este estudio solo se determinarán: color aparente, turbiedad, conductividad

eléctrica, pH, oxígeno disuelto, dureza total, cromo, hierro, níquel, cobre, cadmio, plomo,

mercurio, cloruros, fluoruros, sulfatos, nitratos, bromuros, coliformes totales y E. Coli (Tabla 1).

En términos generales, la limitación de los recursos económicos condicionó el número de

parámetros a evaluar en este estudio. Sin embargo y basados en dicha limitante, se realizó un

análisis de cuáles podrían ser más relevantes basados en los siguientes criterios: (a) que hicieran

parte del IRCA (de 22 parámetros se midieron, los 11 que tuvieran más relevancia dependiendo

Page 25: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

17

de si eran físicos, químicos o microbiológicos y tomando en cuenta que el agua no es sometida a

un proceso de tratamiento de agua tecnificado de acuerdo a lo estipulado por el RAS).

Tabla 1. Parámetros medidos en el estudio.

Parámetro

¿Hace parte

del IRCA? Observaciones

SI NO

Color aparente X

Turbiedad X

pH X

Dureza total X

Hierro X

Cloruros X

Fluoruros X

Sulfatos X

Nitratos X

A pesar de que los nitritos tienen un mayor puntaje (3) en el cálculo

del IRCA, la presencia de nitratos, junto con la concentración de

oxígeno disuelto es indicador de la existencia del proceso de

nitrificación, en donde la conversión de nitritos a nitratos ocurre

muy rápidamente

Col. totales X

E. Coli X

Oxígeno disuelto X No hace parte del IRCA. Sin embargo, es un indicador de calidad

del agua cruda.

Cond. eléctrica X No hace parte del IRCA. Sin embargo, sirve para detectar

tempranamente posible contaminación del agua (cambio en la

concentración de iones presentes, principalmente).

Níquel X El Art. 5 de la Res. 2117 de 2007 los cataloga como

parámetros/características químicas de sustancias que tienen

reconocido efecto adverso en la salud humana. Concentraciones de

estas sustancias por encima del valor máximo admisible, hacen

automáticamente que el valor del IRCA sea 100 (inviable

sanitariamente)

Cobre X

Cadmio X

Plomo X

Mercurio X

Cromo X

Bromuros X No hace parte de la Res. 2115 de 2007. Sin embargo, su presencia

es un indicador de contaminación (ver pág. 27 de este documento)

(b) que estuvieran algunos de los parámetros indicados en el artículo 5 de la Res. 2115 de 2007

(que hacen que el IRCA tome un valor de 100 automáticamente, se midieron 6 de 13 parámetros

en total para este criterio); especialmente, el mercurio, debido a los antecedentes de su presencia

Page 26: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

18

en el canal del dique y (c) la frecuencia temporal, es decir, que las muestras fueran tomadas en uno

de los meses de las distintas épocas climatológicas del Caribe colombiano [seca (de diciembre a

marzo), transición –conocida también como veranillo de San Juan– (junio a julio) y lluviosa (abril

a junio y agosto a noviembre), (CIOH 2010)]; se tomaron muestras en los meses de agosto (de

2017), febrero (de 2018) y abril (de 2018) (en la sección 7.1 se amplía más sobre esto).

A continuación, se muestran los valores máximos permisibles de las variables fisicoquímicas

(Tabla 2) y microbiológicas (Tabla 3) que se determinaron en este estudio, de acuerdo con lo

estipulado en la Resolución 2115 del 2007 (Ministerio de la Protección Social, Ministerio de

Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. 2007).

Tabla 2. Valores máximos aceptables para las variables fisicoquímicas del agua para

consumo humano

Variable Expresadas como Valor máximo aceptable

Color aparente Unidades de Platino

Cobalto (UPC) 15

Olor y Sabor Aceptable/ no aceptable Aceptable

Turbiedad Unidades Nefelométricas de

Turbiedad (UNT) 2

Potencial de

hidrógeno Unidades de pH 6,5 - 9,0

Conductividad

eléctrica

Microsiemens/cm

(μS/cm) 1000

Dureza Total mg CaCO3/L 300

Cadmio mg Cd/L 0,003

Mercurio mg Hg/L 0,001

Cromo mg Cr/L 0,05

Cobre mg Cu/L 1,0

Plomo mg Pb/L 0,01

Níquel mg Ni/L 0,02

Hierro total mg Fe/L 0,3

Cloruros mg Cl–/L 250

Fluoruros mg F–/L 1,0

Sulfatos mg SO4–2/L 250

Nitratos mg NO3–/L 10

Fuente: Resolución 2115 de 2007.

Page 27: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

19

Tabla 3. Valores máximos aceptables para las variables microbiológicas.

Parámetro Valores máximos con el método de

filtración por membrana

Coliformes totales 0 UFC/100 mL

Escherichia Coli 0 UFC/100 mL Fuente: Resolución 2115 de 2007.

4.7. Índice de Riesgo de la Calidad del Agua para Consumo Humano (IRCA)

Colombia estableció un sistema de protección y control de la calidad del agua para consumo

humano, según el Decreto 1575 de 2007, el cual está constituido por una serie de instrumentos

mencionados en el capítulo IV del mismo. Entre estos instrumentos, se encuentra el IRCA. Este

índice es interpretado como la evaluación de naturaleza química, física y biológica del agua en

relación con la calidad natural, los efectos humanos y usos posibles. El IRCA reduce una gran

cantidad de parámetros a una expresión simple de fácil interpretación y le confiere un puntaje a

cada una de las características que no se cumplan. Es importante anotar que la mayoría de las

características (de calidad del agua) son adquiridas en la fuente de abastecimiento, las cuales están

expuestas al constante deterioro por las actividades socioeconómicas de cada región (Guzmán et al.,

2015).

El valor del IRCA se calcula con la Ecuación 1, en la cual se logra apreciar que el valor puede

ajustarse a las variables que se midan, sin necesidad de medir todas las que aparecen en la Tabla

1. Para el cálculo del IRCA, se le asigna el puntaje de riesgo (Tabla 4) a cada característica que se

evaluó en esta propuesta. De acuerdo con el valor obtenido del índice, la calidad del agua puede

clasificarse de acuerdo con el nivel de riesgo del agua para consumo humano en (Tabla 5): sin

riesgo (0 – 5%), bajo (5,1 – 14%), medio (14,1 – 35%), alto (35,1 – 80%) e inviable sanitariamente

(80,1 – 100%).

Page 28: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

20

𝐈𝐑𝐂𝐀 (%) = ∑Puntaje de riesgo a las características no aceptables

∑Puntaje de riesgo asignados a todas las características analizadas× 100% Ec. (1)

Tabla 4. Puntaje de riesgo IRCA

Característica Puntaje

de riesgo

Color aparente 6

Turbiedad 15

Potencial de hidrógeno 1,5

Cloro residual libre 15

Alcalinidad total 1

Calcio 1

Fosfatos 1

Manganeso 1

Molibdeno 1

Magnesio 1

Zinc 1

Dureza total 1

Sulfatos 1

Hierro total 1,5

Cloruros 1

Nitratos 1

Nitritos 3

Aluminio (Al+3) 3

Fluoruros 1

Carbono Orgánico

Total (COT) 3

Coliformes totales 15

Escherichia Coli 25

Sumatoria total 100 Fuente: Resolución 2115 de 2007.

La resolución estable que el valor del IRCA es cero (0) puntos cuando se cumple con los valores

aceptables para cada una de las características fisicoquímicas y microbiológicas medidas, y cien

(100) puntos para el riesgo más alto cuando no se cumple ninguno de ellos. Si los resultados de

los elementos, compuestos químicos y mezclas de compuestos químicos, contemplados en los

Page 29: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

21

artículos 5° y 8° de la Resolución 2115 del 2007, exceden los valores máximos permisibles, al

valor del IRCA se le dará 100 puntos independientemente de los otros resultados (Ministerio de la

Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007). Por último,

el IRCA puede calcularse ya sea por muestra y/o mensualmente y, de allí, puede hacerse una

evaluación temporal de la calidad del agua evaluada.

Tabla 5. Clasificación del nivel de riesgo en salud según el IRCA por muestra, IRCA mensual y

acciones que deben adelantarse.

Clasificación

IRCA (%) Nivel de riego IRCA por muestra IRCA mensual (acciones)

80,1 – 100 Inviable

sanitariamente

Informar a la persona

prestadora, COVE, alcalde,

gobernador, SSPD, MPS,

INS, MAVDT, contraloría

general y procuraduría

general.

Agua no apta para el consumo

humano, gestión directa de la

persona prestadora, alcalde,

gobernador y entidades del

orden nacional.

35,1 – 80 Alto Informar a la persona

prestadora, COVE, alcalde

y gobernador y SSPD.

Agua no apta para el consumo

humano gestión directa de

acuerdo con su competencia la

persona prestadora, alcaldes y

gobernadores.

14,1 – 35 Medio Informar a la persona

prestadora, COVE, alcalde

y gobernador.

Agua no apta para el consumo

humano, gestión directa de la

persona prestadora.

5,1 – 14 Bajo Informar a la persona

prestadora y al COVE.

Agua no apta para el consumo

humano, susceptible de

mejoramiento.

0- 5 Sin riesgo Continuar el control y

vigilancia.

Agua apta para consumo

humano, continuar en

vigilancia.

COVE (Comité de Vigilancia Epidemiológica), SSPD (Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios), MPS

(Ministerio de Salud y Protección Social), INS (Instituto Nacional de Salud), MAVDT (Ministerio de Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial). Fuente: Resolución 2115 de 2007

Page 30: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

22

4.8. Características físicas

La importancia de estas características radica principalmente, en aquellas de tipo estético y/u

organoléptico. Pueden dar un indicio de la calidad del agua (Aznar, 2000).

4.8.1. Turbiedad. La turbiedad es originada, mayormente, por las partículas en suspensión o

coloidales (arcillas, limo, tierra finamente dividida). Niveles de turbiedad altos pueden proteger a

los microorganismos contra los efectos de desinfección, estimular el crecimiento bacteriano y

requerir altas concentraciones de cloro para la desinfección (OMS, 2006). Últimamente, ha

cobrado importancia la presencia de fibras de asbesto desprendidas de los accesorios de asbesto-

cemento de los sistemas de distribución como un factor causante de turbiedad en las aguas de

consumo humano (De Vargas, 2004). Además, la turbiedad también es un parámetro operativo

importante en el control de los procesos de tratamiento, ya que puede indicar la existencia de

problemas, sobre todo en la coagulación, la sedimentación y la filtración. No se ha propuesto

ningún valor de referencia basado en efectos sobre la salud para la turbiedad. Idóneamente, sin

embargo, la turbiedad del agua a la salida del proceso de filtrado debe ser menor a 0,1 UNT para

que la desinfección sea eficaz. Los cambios en la turbiedad son un parámetro importante de control

de los procesos de potabilización del agua (OMS, 2006). En la práctica, la remoción de la turbiedad

no es un proceso difícil de llevar a cabo en una planta de clarificación de agua; sin embargo, es

uno de los que más influye en los costos de producción, porque, por lo general, requiere usar

coagulantes, acondicionadores de pH, ayudantes de coagulación, etcétera. En los procesos de

tratamiento, el nivel máximo de turbiedad exigido es de 2 UNT en la legislación colombiana, pero

es preferible niveles inferiores a 1 UNT.

Page 31: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

23

4.8.2. Color Aparente. El agua para consumo humano no debe tener ningún color apreciable.

Generalmente, el color en el agua de consumo se debe a la presencia de materia orgánica coloreada

(principalmente, ácidos húmicos y fúlvicos) asociada al humus del suelo. Asimismo, la presencia

de hierro y otros metales, bien como impurezas naturales o como resultado de la corrosión, tienen

una gran influencia en el color del agua. También, puede originarse de la contaminación de la

fuente de agua con vertidos industriales. Si el agua de un sistema de abastecimiento tiene color,

debe investigarse el origen, sobre todo si se ha producido un cambio sustancial. La mayoría de las

personas puede percibir niveles de color mayores que 15 unidades de color verdadero (UCV) en

un vaso de agua. Un nivel de color alto también puede indicar una gran propensión a la generación

de subproductos en los procesos de desinfección. No se propone ningún valor de referencia basado

en efectos sobre la salud para el color en el agua de consumo (OMS, 2006). Se recomiendan valores

máximos de 15 unidades de color platino-cobalto, UPC (OMS, 2006).

4.8.3. Conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica es una medida de la capacidad de las

soluciones acuosas para conducir corriente eléctrica. Esta propiedad depende de la presencia de

iones, su movilidad, valencia y temperatura de medición (IDEAM, 2006). La conductividad

eléctrica es afectada, principalmente, por la geología de un área. Otros factores que la afectan son

los sólidos disueltos totales (SDT, o concentración de sales en el agua), pureza mineral y la

temperatura del agua. También puede ser influenciada por fuentes antropogénicas como la

escorrentía proveniente de la agricultura y aguas residuales (Carr & Neary, 2008; Salud y

Enfermedad, 2014). El valor recomendado de conductividad eléctrica para el agua pura es 0,055

µS/cm y el valor máximo permisible para agua potable según la Resolución 2115 de 2007 es de

Page 32: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

24

1000 µS/cm (Ministerio de la Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

Territorial. 2007).

4.9. Características químicas

La composición química natural de las aguas puede verse alterada por actividades humanas. Como

consecuencia, al agua se incorporan sustancias de diferente naturaleza, a través de vertidos de

aguas residuales o debido al paso de las aguas por terrenos tratados con productos agroquímicos o

contaminados. Estas incorporaciones ocasionan la degradación de la calidad del agua, provocando

diferentes efectos negativos como: la modificación de los ecosistemas acuáticos, la destrucción de

los recursos hídricos, riesgos para la salud, incremento del coste del tratamiento del agua para su

uso y daño en instalaciones (incrustaciones y corrosión, principalmente) (OMS, 2006).

El agua, como solvente universal, puede contener casi cualquier elemento de la tabla periódica.

Sin embargo, pocos son los elementos significativos para el tratamiento del agua cruda con fines

de consumo o los que tienen efectos en la salud del consumidor. A continuación, se listan varios

parámetros químicos y su importancia en relación con las fuentes de abastecimiento.

4.9.1. pH. El pH no tiene efectos sobre la salud, pero puede afectar los procesos de tratamiento

del agua potable. Su valor debe estar entre 6,5 y 9,0 (OMS, 2006).

4.9.2. Oxígeno disuelto. Se mide como la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto (O2) en una

solución acuosa. El oxígeno se introduce en el agua mediante: (a) difusión desde el aire que rodea

Page 33: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

25

la mezcla, (b) por aeración (movimiento rápido) o (c) como un producto de desecho de la

fotosíntesis (CIMCOOL, 2004). La cantidad de oxígeno que se encuentra en la solución depende

de cuatro factores: la solubilidad del gas, la presión parcial del gas en la atmosfera, la temperatura

y la pureza del agua (IDEAM, 2004b). Un valor normal de oxígeno disuelto para una fuente de

agua donde hay especies fluctúa entre 8 y 11 mg/L. El valor mínimo de oxígeno disuelto para

evitar la mortalidad aguda (en ecosistemas acuáticos) es de 3 mg/L (California Water Boards,

2010).

4.9.3. Iones. Son elementos o moléculas de carga positiva o negativa que pueden afectar la salud

humana o generar mayores costos al proceso de tratamiento y afectan en su mayoría a las aguas

subterráneas, ya que son, principalmente, generados por los procesos geológicos de la tierra; entre

ellos se encuentran:

4.9.3.1. Fosfato (PO4–3). El fósforo, se forma solo de la descomposición de la roca madre en el

proceso de meteorización, forma parte del 0,1% de la corteza terrestre y generalmente, se

encuentra, en forma de fosfatos, en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. En

concentraciones mayores a 0,5 mg/L, los fosfatos pueden afectar la salud humana. Estos se

clasifican como ortofosfatos, fosfatos condensados y compuestos órgano fosfatados. Estas formas

de fosfatos provienen de una gran cantidad de fuentes, tales como productos de limpieza,

fertilizantes y procesos biológicos (ISO International, 2009). Recientemente, la Resolución 0689

de 2016 (Ministerio de salud y protección social, Ministerio de ambiente y desarrollo sostenible,

2016), estableció los límites máximos de fósforo (debe ser menor al 0,65%, lo cual es equivalente

a 1,5% de pentóxido de fósforo) y la biodegradabilidad de los tensoactivos presentes en jabones y

Page 34: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

26

detergentes, con lo cual se pretende reducir el contenido de fósforo (junto con el nitrógeno son

nutrientes para las plantas) en los vertimientos domésticos (y algunos industriales) que van a parar

en los cuerpos de agua receptores, los que, a su vez, sirven como fuentes de agua para

abastecimiento de poblaciones.

4.9.3.2. Fluoruro (F–). El flúor es un elemento esencial para la formación de los huesos y dientes,

pero sólo es requerido en pequeñas cantidades, ya que con niveles superiores a los 10 mg/L se

producen intoxicaciones crónicas que pueden causar la muerte. Los fluoruros están, típicamente,

presentes en las aguas subterráneas que, en muchos casos, son usadas para consumo humano y su

ingesta de forma continua, por largos periodos, resulta perjudicial para la salud (ASTM

International, 2010).

4.9.3.3. Cloruro (Cl–). El ion cloruro es un elemento esencial para nuestro organismo y hace

parte de nuestra dieta diaria, Se presenta, en general, en combinación con otros minerales. Puede

afectar a los animales y a humanos en niveles superiores a 250 mg/L, ya que produce diarrea,

hipertensión y problemas renales (Organización Mundial de la Salud Ginebra, 1988).

4.9.3.4. Sulfato (SO4–2). El ion sulfato es abundante en aguas naturales. Un amplio rango de

concentraciones se encuentra presente en aguas lluvias y su determinación proporciona valiosa

información respecto a la contaminación y a los fenómenos ambientales. Para consumo humano

se ha establecido como límite un valor de 250 mg/L (ASTM International, 2011).

Page 35: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

27

4.9.3.5. Nitrato (NO3–). El nitrato es una especie de ion natural que forma parte del ciclo del

nitrógeno en la Tierra. Típicamente, existe en el ambiente en formas solubles en agua o en

asociación con otros iones, tales como el sodio y el potasio. Generalmente, el nitrato es estable en

el ambiente; sin embargo, puede ser reducido a nitrito (NO2–), hasta llegar a nitrógeno gaseoso

(desnitrificación), por medio de procesos biológicos que involucran plantas y/o microbios. Para

consumo humano, se estableció como límite 10 mg/L (Agencia para Sustancias Toxicas y el

Registro de Enfermedades, 2015).

4.9.3.6. Amonio (NH4+). Generalmente, es el producto final de la reducción de la materia

orgánica y micronutriente de algunos microrganismos. Cuando su concentración es mayor a 0,1

mg/L, es un indicador de contaminación, ya que las principales fuentes que lo generan son los

desagües de aguas residuales domésticas y algunas industriales. Este ion genera mayores gastos

económicos en proceso de desinfección por formación de cloraminas (OMS, 2006).

4.9.3.7. Bromuro (Br–). El bromuro es un ion monoatómico del elemento bromo. Este se

encuentra de forma generalizada en el agua de mar con una concentración de aproximadamente 65

mg/L. En cambio, la concentración máxima de bromuro en el agua potable y en las aguas

subterráneas se encuentra, por lo general, por debajo de 0,5 mg/L. Una concentración de bromuro

más alta puede indicar contaminación en el agua debido a fertilizantes, sal para carreteras o aguas

residuales industriales (Metrohm, s/f).

4.9.4. Dureza total. Comúnmente, es la suma de las concentraciones de los cationes Ca+2 (dureza

cálcica) y Mg+2 (dureza magnésica), expresada como la cantidad equivalente de carbonato de

Page 36: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

28

calcio en un litro de solución (mg CaCO3/L). Dependiendo a qué anión (bicarbonato, carbonato,

sulfato, cloruro, etc.) están unidos el calcio y el magnesio, la dureza puede clasificarse (Tabla 6)

como carbonatada (no permanente) y no-carbonatada (permanente). La primera es relativamente

fácil de remover (por ejemplo, calentando el agua a punto de ebullición). La segunda es removida,

típicamente, por métodos químicos, lo cual es más costoso de realizar. La dureza no ha sido

asociada con efectos adversos en la salud. Es asociada con el uso de los detergentes y jabones

(inhibe la producción de espuma). A su vez, está bastante relacionada con pH básicos, con la

formación de sedimentos (e incrustaciones) a altas temperaturas y la obstrucción de las tuberías

(Organización Mundial de la Salud Ginebra, 1988; Ministerio de la Protección Social, Ministerio

de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2007).

Tabla 6. Clasificación de la dureza total en el agua.

Dureza total (mg CaCO3/L)

Tipo de dureza Típicos iones asociados a la dureza

Cationes Aniones

0 – 75 Blanda Ca+2, Mg+2, K+,

Al+3, Na+, Sr+2,

Fe+2, Mn+2

HCO3–, NO3

–, SO4–2,

Cl–, NO–, SiO3–2

76 – 100 Moderadamente dura

101 – 300 Dura

> 300 Muy dura

Fuente: adaptado de Rodríguez, J (2009).

4.9.5. Metales pesados. Se les llama de esta manera a aquellos elementos químicos con densidad

mayor o igual a 6 g/cm3. Representan menos del 0,1 % de la corteza terrestre y se les atribuye una

gran toxicidad y efectos contaminantes sobre el medio ambiente. En estos, se encuentran

agrupados algunos micronutrientes esenciales para la vida de determinados organismos (As, Co,

Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Se, V, Zn) y los no esenciales, cuya presencia es perjudicial en ciertas dosis

para algunos seres vivos (Be, Cd, Hg, Ni, Pb, Sb, Sn y Ti). Las principales fuentes expuestas a la

Page 37: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

29

contaminación por metales pesados son los cuerpos hídricos, debido a los procesos naturales y

antropogénicos como la agricultura y los residuos urbanos (Marrugo Negrete & Paternina Uribe,

2011).

4.9.5.1. Mercurio (Hg). Es un metal que se encuentra en su forma elemental en el ambiente y en

varias formas químicas. Es muy volátil y tóxico en concentraciones trazas (0,001 mg/L) en el

ambiente y su movilización es favorecida por los procesos bióticos y abióticos. Está presente en

gran variedad de procesos de las actividades humanas y la principal fuente de exposición para

nuestro organismo es el consumo de pescado debido a que se bioacumula fácilmente en la cadena

alimenticia de los ecosistemas acuáticos. Puede producir mutaciones y problemas de salud

(Marrugo Negrete & Paternina Uribe, 2011).

4.9.5.2. Plomo (Pb). Es un componente natural presente en la corteza terrestre en niveles de

trazas, que, generalmente, forman minerales como la galena (PbS) y la cerusita (PbCO3). Pese a

que su toxicidad es conocida hace muchos años, sus efectos se manifiestan aun hoy en día, ya que

es utilizado como antidetonante para la gasolina y en la producción de pinturas. Puede afectar a

casi todo el organismo en concentraciones superiores a 0,01 mg/L, pero en mayor medida al

sistema nervioso en los niños, a los riñones y al sistema reproductivo (Marrugo Negrete &

Paternina Uribe, 2011).

4.9.5.3. Cadmio (Cd). Es un elemento no esencial y las principales fuentes que lo generan son

el lavado de suelos agrícolas, los desechos municipales y las descargas mineras e industriales. Su

presencia en ambientes marinos disminuye la supervivencia de los peces, moluscos y crustáceos

Page 38: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

30

(ASTM, s/f). Es utilizado para la producción de pinturas, plásticos, pigmentos y en algunos abonos

fosforados ricos en Cd. La exposición a largo plazo en trazas (0,003 mg/L) se asocia con la

disfunción renal, enfermedades en los pulmones, en la presión arterial y en efectos adversos en el

tejido óseo (Marrugo Negrete & Paternina Uribe, 2011).

4.9.5.4. Hierro (Fe). Es un elemento común en la superficie de la tierra. A medida que el agua se

filtra por el suelo y las piedras puede disolver este mineral y llevarlo hacia el agua subterránea.

Además, los tubos hechos de este metal pueden corroerse y lixiviarlo dentro del abastecimiento de

agua residencial (McFarland & Dozier, 2004). La presencia de Fe en aguas superficiales y

subterráneas provoca inconvenientes en los sistemas de abastecimiento, tales como la aparición de

manchas en las ropas, sanitarios y utensilios domésticos y la modificación de las características

organolépticas del agua para consumo (olor, sabor y color); además, las bacterias de hierro

generadas por la contaminación del mismo, se alimentan de los minerales que hay en el agua, estos

no generan problemas en la salud, pero si forman una baba rojiza-café en los tanques de los

inodoros y pueden tapar los sistemas de agua (Motta, 1998; McFarland & Dozier, 2004).

4.9.5.5. Aluminio+3 (Al+3). El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre;

generalmente, se encuentra combinado con otros elementos químicos. Aunque nunca en estado

metálico, tiene una gran cantidad de aplicaciones industriales. En nuestros hogares, es bastante

utilizado en los utensilios de cocina, joyería, papel aluminio, entre otros. Sobre los efectos

generados por la exposición prolongada de altos niveles de Al+3 (mayores a 0,2 mg/L), se ha

comprobado que pueden causar alteraciones en los pulmones, en el sistema nervioso, en los riñones

y actualmente se investiga su cancerogenicidad (Darbre et al, 2013).

Page 39: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

31

4.9.5.6. Cromo (Cr). El cromo es un oligoelemento indispensable en el metabolismo de nuestro

organismo en su estado Cr+3. Toxicológicamente hablando, la forma más peligrosa del cromo (y a

la cual estamos más expuestos) es el Cr+6, el cual, generalmente, proviene de los cromatos

utilizados para la producción de productos químicos industriales y en los residuos sólidos que estos

generan. El Cr+6 es considerado cancerígeno en concentraciones superiores a 0,05 mg/L. Pese a no

haber sido comprobada esta hipótesis, puede generar alteración de cromátidas hermanas,

aberraciones cromosómicas y reacciones cruzadas en la cadena de ADN (Domingo-Pueyo et al.,

2014).

4.10. Características microbiológicas

4.10.1. Coliformes totales. Los coliformes totales, enterobacterias o Enterobacteriaceae, son un

grupo de bacterias anaerobias facultativas, no esporulantes, productoras de gas y fermentadoras de

lactosa por vía glucolítica, que generan ácidos como producto final, estas poseen características

como potencial bioindicador de calidad del agua (Ríos-Tobón et al, 2017). Se encuentran en

grandes cantidades en el ambiente (fuentes de agua, vegetación y suelos) y no están asociados

necesariamente con la contaminación fecal (Yoder et al., 2008 citado en Pullés, 2013), por lo que

no es probable que las bacterias coliformes totales causen enfermedades per se, pero su presencia

indica que el suministro de agua puede ser vulnerable a la contaminación por microorganismos

más dañinos (New Nouveau Brunswick, s/f). En los coliformes totales se encuentran: Escherichia,

Enterobacter, Klebsiella, Serratia, Edwarsiella y Citrobacter. La mayoría no suelen sobrevivir en

el medio acuático, ya que están sometidas a un estrés fisiológico y pierden la capacidad para

reproducirse en cualquier medio.

Page 40: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

32

4.10.2. Coliformes fecales. Dentro de los coliformes totales se encuentran los coliformes fecales,

los cuales tienen la capacidad de soportar temperaturas elevadas (termotolerantes) y, en las

condiciones propicias de materia orgánica, pH y humedad, pueden reproducirse fuera del intestino

de los animales. Estas bacterias no son solo de interés ambiental, sino también clínico, ya que

pueden generar infecciones en el sistema respiratorio, diarreas severas, infecciones en la piel, entre

otras. Su presencia indica una contaminación en los cuerpos de agua. Sin embargo, debido a la

gran cantidad de fuentes generadoras, es difícil identificar su fuente. Su presencia en el agua se

usa como mecanismo de alerta que demuestran una falla en el sistema de tratamiento de agua para

consumo humano (Cairncross et al., 2010; Chulluncuy, 2011).

4.10.3. Escherichia Coli (E. Coli). Es una bacteria de origen fecal, perteneciente al subgrupo de

bacterias coliformes fecales o termotolerantes, resistente a las temperaturas extremas y a los ácidos

débiles. La dosis infectante mínima es baja. Se estima entre 103 y 102 bacterias. La principal fuente

donde se encuentran son los animales, particularmente, en los bovinos, en los cuales ha sido

detectada en múltiples ocasiones en carnes poco cocidas. La E. Coli produce diarrea, fiebre y, en

algunos casos más graves, hasta la muerte en humanos (Ríos-Tobón et al, 2017; Guzmán et al.,

2015; Cairncross et al., 2010).

5. Estado del arte

Según la OMS (2017), 2100 millones de personas, carecen de acceso a agua potable y disponible

en el hogar, y 4500 millones, carecen de un saneamiento seguro. Por lo tanto, en países en

desarrollo, el control de la calidad microbiana del agua potable es una prioridad de salud mucho

Page 41: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

33

más alta. Además, el uso de cloro para la desinfección del agua potable también es fundamental

para el control de enfermedades transmitidas por el agua.

En Etiopia y Nigeria, Tadesse et al (2010) e Ince et al (2010) han realizado innumerables estudios

para determinar la calidad del agua, basándose en inspecciones sanitarias y parámetros como

coliformes termotolerantes, estreptococos, pH, turbiedad y metales pesados, apoyándose en las

recomendaciones de la metodología RADWQ (Rapid Assessment of Drinking Water Quality, por

sus siglas en inglés). Esta metodología consistió en tomar muestras de un grupo seleccionado y

medirle parámetros físicos, químicos, microbiológicos y, a su vez, se realizaron encuestas

preconcebidas acordes al tipo de suministro para determinar un puntaje donde, finalmente, se

correlacionaban los resultados de las muestras con los resultados de la inspección sanitarias, para

conocer el nivel de riesgo. Estos investigadores encontraron una relación directa entre la cercanía

de letrinas, fuentes no protegidas y otros aspectos ambientales con la baja calidad de agua que

consumen estas comunidades africanas (Tadesse et al; 2010 e Ince et al; 2010).

Otras investigaciones, como las realizadas por Kish et al. (2004), toman como referencia la

presencia de coliformes totales y fecales en el agua que se transporta por las tuberías y en los pozos

(realizados artesanalmente) para evaluar la calidad del agua de la comunidad de la Franja de Gaza.

La metodología para realizar esta investigación consistió en realizar un cuestionario a 210

pobladores de la zona y tomando muestras de agua cada año durante un periodo de siete años en

los pozos de abastecimiento utilizados por la comunidad. Esta investigación permitió brindar

información a las autoridades locales sobre la calidad del agua por medio del desarrollo de métodos

Page 42: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

34

participativos en la comunidad. En este estudio solo se tomó como referencia la información de

las personas cabezas de familia (Kish et al., 2004).

Por otra parte, Lescano et al. (2007) se desplazaron a Lima (Perú) para evaluar la calidad de agua

de hogares debido al inadecuado manejo que se les dan a los tanques de almacenamiento, tomando

como parámetro base la presencia de coliformes fecales y termotolerantes. En este estudio, se

discutió sobre la presencia de enfermedades gastrointestinales debido a la presencia de

microrganismos entéricos en el agua que se utiliza para consumo humano.

Khan et al. (2012) trabajó en relacionar las concentraciones de algunos contaminantes en el agua

para consumo humano y los posibles riesgos que representan a la salud. Se realizó una metodología

en la que tomó una muestra de 4740 habitantes, tomando muestras de agua cada año durante un

periodo de 7 años. Asimismo, Hoko (2005) correlacionó la percepción de la comunidad sobre la

calidad de agua que consumen y la calidad de agua en términos físicos, químicos y

microbiológicos. El objetivo de esta investigación es empoderar a las comunidades de los sistemas

de abastecimiento que tienen para mejorarles y manejarlos conscientemente. Finalmente, Crabbe,

S. (2004) hace hincapié en la falta de control y vigilancia de la calidad física, química y

microbiológica por parte de las entidades gubernamentales que se le realizaba a las empresas que

producen agua a las poblaciones de México.

Brown y Roa (2005) realizaron estudios en el municipio del Dovio (Valle del Cauca, Colombia),

donde encontró que la calidad del agua disminuía a medida que se realizaban muestreos a lo largo

de la microcuenca del Savio. El agua presentaba un aumento en la presencia de coliformes fecales

Page 43: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

35

y sólidos suspendidos. Según el estudio, estas alteraciones estaban relacionadas, principalmente, a

descargas de excretas de cocheras, descargas de pozo séptico debido a falta de mantenimiento y al

acceso que tienen los animales a las quebradas, sobre todo en la parte baja de la microcuenca.

En Colombia, la Contraloría General de la Nación (2008) concluyó que el estado de las fuentes de

agua presenta deficientes características dada a la falta de tratamiento de las aguas servidas en las

ciudades de Colombia, lo que ocasiona el deterioro de la calidad del agua y de las cuencas

abastecedoras, baja cobertura, capacidad y mantenimiento de las plantas de tratamiento de agua,

así como de la falta de control, seguimiento y monitoreo de la calidad de agua. El acceso al agua

potable alcanzó una cobertura del 92% en el 2012, con una importante diferencia entre el 99% de

cobertura en el área urbana y el 72% en la rural, donde aún hay un elevado porcentaje de la

población sin acceso a ella (Guzmán et al., 2015). Para mejorar esta situación, en el país se han

promovido diversas acciones; entre ellas, la implementación del Sistema de Vigilancia de la

Calidad del Agua para Consumo Humano, la cual es una estrategia que tiene un amplio

reconocimiento mundial (OMS, 2012). Su objetivo, según lo establecido en el Decreto 1575 del

2007 (Ministerio de la Protección Social, 2007), es comprobar y evaluar el riesgo en salud pública

del agua mediante la vigilancia rutinaria y continua de sus características microbiológicas y

fisicoquímicas, con el fin de garantizar a la población agua de calidad acorde con los valores de

potabilidad establecidos en la Resolución 2115 del 2007 (Ministerio de Protección Social, 2007).

Las actividades de vigilancia buscan aportar el conocimiento pertinente sobre las principales

características del agua de consumo, mediante el análisis de la tendencia y la dinámica de las

condiciones de la calidad del agua distribuida en los diferentes territorios de Colombia y, así,

contribuir al establecimiento de estrategias que permitan mejorarla (Guzmán et al., 2015).

Page 44: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

36

Según el diagnóstico de la calidad del agua suministrada por las empresas prestadoras del servicio

de acueducto en Colombia 2009-2010 (Súper Intendencia de Servicios Públicos Domiciliarios

delegada para acueducto, alcantarillado y aseo, 2011), los parámetros que tienen mayor

incumplimiento en Colombia son los coliformes totales, el cloro residual y E. Coli (Figura 4).

Figura 4. Parámetros con mayor incumplimiento en Colombia 2009-2010.

Fuente: (Súper Intendencia de Servicios Públicos Domiciliarios delegada para acueducto, alcantarillado y aseo,

2011)

De acuerdo con el Ministerio de Salud (Minsalud, 2018), a nivel general, el departamento de

Bolívar obtuvo un IRCA con un nivel de riesgo medio. De los 46 municipios que lo conforman,

44 suministraron información de la calidad del agua para consumo, de estos solo el 13,6% de los

municipios (6) consumieron agua sin riesgo: Cartagena de Indias, El Carmen de Bolívar, San Juan

Nepomuceno, San Martín de Loba, Santa Rosa del Sur y Arjona.; mientras que, 11,4% municipios

(5) presentaron riesgo bajo, 25% municipios (11) obtuvieron riesgo medio, el 45,5% (20) riesgo

alto y el 4,5% (2) presentó agua inviable sanitariamente. Los municipios con calidad del agua

inviable sanitariamente fueron Margarita y San Jacinto. La información anterior se encuentra

plasmada en la Figura 5. En la Figura 6, se muestra el comportamiento del IRCA en el

Page 45: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

37

departamento de Bolívar para la década 2006-2016. Se observa cómo se pasó de tener un nivel de

riesgo alto, al nivel de riesgo medio que se encontró en 2016 (22,23%).

Para los municipios que no consumen agua apta para consumo humano, la Dirección Territorial

de Salud (DTS) de Bolívar informó que está llevando a cabo las medidas relacionados a la Tabla

4 (cuadro número 7 de la Resolución 2115 de 2007). Actualmente, los encargados de garantizar la

calidad del agua en Colombia son: los Ministerios de la Protección Social y de Ambiente, Vivienda

y Desarrollo Territorial, la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, el Instituto

Nacional de Salud, las Direcciones Departamentales Distritales y Municipales de Salud, las

personas prestadoras que suministran o distribuyen agua para consumo humano y los usuarios

(Ministerio de protección social, 2007).

El municipio de Arjona y sus corregimientos cuentan con una población aproximada de 71180

habitantes; 55951 en el área urbana y 15229 en el área rural. De acuerdo con Minsalud (2018),

Arjona obtuvo un IRCA urbano de 2,21, el cual lo clasifica en el nivel sin riesgo (no se tomaron

muestras en el área rural).

Page 46: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

38

Figura 5. Distribución del IRCA para el departamento de Bolívar en el año 2016.

Fuente: Minsalud (2018)

Figura 6. Tendencia del IRCA 2006- 2016 departamento de Bolívar. Fuente: Minsalud (2018).

La oferta hídrica del municipio de Arjona está garantizada 365 días del año gracias al Canal del

Dique, el cual es un brazo del río Magdalena. Del caudal promedio anual de 7163 m3/s del río

Magdalena, se derivan hacia el Canal del Dique alrededor de 540 m3/s, lo cual corresponde al 8%

del caudal del río, aproximadamente (Restrepo-Ángel, 2005). A pesar de la gran cantidad de agua

Page 47: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

39

que tiene el cauce, el municipio cuenta con un gran número de problemas que afectan la

sustentabilidad de este recurso, como son: disposición inadecuada de residuos sólidos y

vertimientos de aguas residuales domésticas a los cuerpos de agua y nacederos, uso irracional del

agua en el sector agropecuario, desecación de ciénagas y conflicto de uso del agua (Carrascal &

Valenzuela, 2008).

En cambio, el agua en Sincerín es extraída de un pozo profundo, bombeada y llevada a un tanque

elevado, en donde solo se le añade hipoclorito de sodio sin una dosificación técnicamente calculada

y, luego, (el agua) llevada hasta los hogares por redes de distribución. Según el Plan de Desarrollo

de Arjona 2012-2015, existe un déficit de redes del 20% (Alcaldía Municipal de Arjona, 2015). El

hecho de que la planta de tratamiento de agua potable no se encuentre en funcionamiento en estos

momentos implica que la población está tomando agua, posiblemente, no apta para consumo

humano (a pesar del hipoclorito añadido), con graves consecuencias para la salud de la comunidad

(Alcaldía Municipal de Arjona, 2015). Por su parte, Gambote, a pesar de que los acueductos de

Cartagena y Arjona-Turbaco captan el agua en este corregimiento, no tiene servicio de agua

potable. Esto se debe a que la planta de tratamiento se encuentra en mal estado. Por tal razón, sus

habitantes están tomando el agua sin tratar directamente del Canal del Dique. Este servicio es

administrado por la comunidad a través de una Junta Comunitaria (Alcaldía Municipal de Arjona,

2015).

Page 48: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

40

6. Objetivos

6.1 Objetivo general

Evaluar la calidad del agua para consumo humano (pre y post tratamiento) en los corregimientos

de Sincerín y Gambote, de acuerdo con la Resolución 2115 del 2007.

6.2 Objetivos específicos

• Determinar las características fisicoquímicas (turbiedad, color, pH, dureza total,

conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, cloruros, fluoruros, sulfatos, nitratos, bromuros)

y microbiológicas (coliformes totales y E. coli) del agua antes y después de ser tratadas en

cada una de las localidades.

• Medir la concentración de metales pesados (Mercurio, Cadmio, Plomo, Cromo, Níquel,

Hierro, Cobre) en las muestras de agua recolectadas.

• Establecer la calidad del agua mediante la comparación de los resultados obtenidos con los

valores establecidos en la norma legal vigente (Resolución 2115 de 2007).

• Determinar el IRCA para los corregimientos de Sincerín y Gambote para establecer el nivel

de riesgo del agua consumida en dichas poblaciones.

Page 49: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

41

7. Metodología

Con el fin de evaluar la calidad del agua para consumo humano de Sincerín y Gambote, los

resultados de estos estudios se compararon con la Resolución 2115 de 2007. Adicionalmente, se

determinó el IRCA para cada sitio. El procedimiento de la metodología se muestra en la Figura 7.

Director – Estudiantes – Ambos

Figura 7. Diagrama de flujo – Metodología

7.1. Recolección de muestras.

Se tomaron seis (6) muestras de agua para cada uno de corregimientos estudiados: tres (3) antes

de ser tratada y tres (3) posteriores a su tratamiento. El tipo de muestra fue simple o puntual y se

recolectaron en botellas de plástico para análisis fisicoquímicos; en bolsas Ziploc® para

microbiológicos y botellas de vidrio para metales pesados (Tabla 7).

Revision bibliográfica Recolección de

muestras

Equipos, materiales y preparación de

reactivos

Medición de las características físicoquimicas

Medición de la concentración

de metales pesados (M.P)

Medicion de las características

microbiológicas

Evaluación de acuerdo a la Resolución 2115 de

2007

Determinación del IRCA

Análisis de resultados y conclusiones

Page 50: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

42

Tabla 7. Recolección de muestras Parámetro Recipiente Vol de muestra (mL) Preservación

Color aparente (UPC) Botella plástica 320 No requiere

Turbiedad (UNT) Botella plástica 320 No requiere

Conductividad eléctrica (µS/cm) Botella plástica 320 No requiere

pH (Unidades de pH) Botella plástica 320 Análisis inmediato

Oxígeno disuelto (mg/L) Botella plástica 320 Análisis inmediato

Dureza total (mg CaCO3/L) Botella plástica 320 No requiere

Cr (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Fe (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Ni (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Cu (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Cd (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Pb (mg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Hg (μg/L) Botella de vidrio 500 Refrigerar

Cloruros (mg/L) Botella plástica 320 Congelar

Fluoruros (mg/L) Botella plástica 320 Congelar

Sulfatos (mg/L) Botella plástica 320 Congelar

Nitratos (mg/L) Botella plástica 320 Congelar

Bromuros (mg/L) Botella plástica 320 Congelar

Coliformes totales (UFC/100mL) Bolsas Ziploc® 300 Refrigerar

Escherichia Coli (UFC/100mL) Bolsas Ziploc® 300 Refrigerar

7.1.1. Muestreos

Se realizaron tres muestreos para cada uno de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos

medidos tanto para pre como para post-tratamiento de agua para consumo. En la Tablas 8 y 9 se

describen la frecuencia (y fecha), el tipo de muestra, la hora de toma, los nombres dados a cada

una de las muestras y los parámetros medidos en los corregimientos analizados:

Tabla 8. Descripción de las muestras tomadas en el estudio

Muestra N° Fecha Hora Tipo de muestra Época climatológica 1 18 Ago 2017 9:15 am Puntual Lluviosa

2 14 Feb 2018 9:15 am Puntual Seca

3 26 Abr 2018 9:15 am Puntual Lluviosa

Page 51: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

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Tabla 9. Nombre de las muestras de agua y parámetros medidos

Nombre Muestra Significado Parámetros medidos

GAMB Agua de Gambote sin tratar Fisicoquímicos: turbiedad, color aparente, conductividad

eléctrica.

Químicos: pH, Oxígeno Disuelto, Dureza total, Metales

pesados (Cr, Fe, Ni, Cu, Cd, Pb, Hg, Cloruros, Fluoruros,

Sulfatos, Nitratos, Bromuros).

Microbiológicos: Coliformes totales, Escherichia Coli

GAMBT Agua de Gambote tratada

SINC Agua de Sincerín sin tratar

SINCT Agua de Sincerín tratada

Las muestras fueron recolectadas en botellas de plástico de 320 mL (Figura 8).

Figura 8. Muestras de agua recolectadas en los corregimientos de Sincerín y Gambote.

7.1.2. Sitios de Muestro

En el corregimiento de Gambote, las fuentes de abastecimiento son de aguas superficiales

provenientes del Canal del Dique, en la [Figura 9(a)] se muestra el punto de captación del agua,

en donde se realizaron 3 muestreos; a estas muestras se les llamó GAMB (Tabla 9). Por otro lado,

y debido a que Gambote no tiene un sistema de tratamiento para potabilización de agua (los

pobladores le agregan al agua del Canal del Dique una dosis arbitraria de Sulfato de Aluminio tipo

Page 52: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

44

B), se tomó la misma cantidad de muestras (3) en una casa ubicada en las coordenadas geográficas

10°9’43,44’’N y 75°17’55,60’’O [Figura 9(b)]. Se eligió esta vivienda debido a que es la

residencia más cercana al punto de captación del agua y al tanque elevado que reparte el agua a

las viviendas. A esta muestra se le llamó GAMBT (Tabla 7).

Para el corregimiento de Sincerín, la fuente proviene de un pozo (agua subterránea) de 50 metros

de profundidad, ubicado en las coordenadas geográficas 10°8’41,05’’N y 75°16’38,06’’O [Figuras

9(c) y 9(d)]. La muestra de pre-tratamiento (SINC, Tabla 7) se extrajo de un tubo a través de una

bomba que succionó el agua desde el pozo [Figura 9(e)]; y la de post-tratamiento (SINCT, Tabla

7) de las oficinas del acueducto [Figura 9(f)].

Page 53: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

45

Figura 9. (a) Ubicación de la fuente de captación de Gambote. (b) Lugar de recolección de muestra

de agua de Gambote alumbre. (c) Ubicación pozo de Sincerín. (d) Pozo de Sincerín. (e) Tubería

conectada al pozo (Sincerín). (f) Oficinas del acueducto (Sincerín).

Page 54: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

46

7.2. Equipos, materiales y preparación de reactivos

Los equipos y métodos que se usaron para la medición de los diferentes parámetros fisicoquímicos,

así como la descripción de cada uno de estos se encuentra en la Tabla 10.

7.3. Medición de las características fisicoquímicas

Para cada muestra, se realizaron ensayos de laboratorio para determinar sus características físicas

(color, turbidez, y conductividad) y químicas (pH, dureza, oxígeno disuelto). Estos se llevaron a

cabo de acuerdo con lo descrito en la Tabla 10.

7.4. Medición de la concentración de metales pesados

Para cada muestra, se midieron los metales cromo, hierro, níquel, cadmio, cobre, plomo y

mercurio, descritos en la Tabla 10.

Page 55: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

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Tabla 10. Métodos de determinación usados para los parámetros fisicoquímicos

Parámetro Procedimiento Metodología Descripción Equipo Rango de

medición

Turbiedad ISO 7027 Nefelométrico

Se utiliza para determinar

la concentración de

partículas en suspensión

en una muestra de agua

mediante la medición de la

luz incidente dispersada

en ángulos rectos (ISO,

1990).

Turbidímetro

Turbiquant

3000 IR

0,0001 a 10.000

UTN

Color GTC2-1994 Fotométrico

El color es determinado al

medir la cantidad de luz

que es absorbida o

transmitida a través de la

muestra con una o varias

longitudes de onda

(Químico técnica

industrial, S.R.L., 2014).

Colorímetro

Lovibond

PFX 195

Rango de longitud

de onda: 420 a710

nm

pH IDEAM TP

0080 – 2

Potenciométrico

Se fundamenta en el

registro potenciométrico

de la actividad de los iones

hidrógeno por el uso de un

electrodo de vidrio y un

electrodo de referencia, o

un electrodo combinado

(IDEAM, 2007).

Multipáramet

ro edge HI

2020

-2.000 a 16.000

pH

Dureza total IDEAM TP

0341 - 2

Complexometría

El ácido

etilendiaminotetraacético

y sus sales de sodio

(EDTA) forman un

complejo de quelato

soluble al añadirlo a las

soluciones de algunos

cationes metálicos. La

dureza total es igual a la

suma de los iones de

calcio y magnesio

expresados en miligramos

por litro de carbonato de

calcio. Cuando se añade

EDTA al agua, este se

combina primero con el

calcio (IDEAM, 2007b).

Mercurio ASTM

D3223-12

Absorción

Atómica

Este método de ensayo

cubre la determinación del

mercurio total en agua en

el rango de 0,5 a 10,0 μg

Hg / L (ASTM

INTERNATIONAL,

2012a).

Analizador

Portable

Zeeman de

Mercurio

RA 915 M

Ohio Lumex

Co.

0,500 ug/L

Cadmio ASTM

D3557-12ª

Absorción

Atómica

Estos métodos de ensayo

cubren la determinación

del contenido de cadmio

Espectrómetr

o de

0,005 mg/L

Page 56: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

48

Parámetro Procedimiento Metodología Descripción Equipo Rango de

medición

recuperado y total

recuperado en agua y

aguas residuales mediante

espectrofotometría de

absorción atómica y

voltamperometría de

separación anódica de

pulso diferencial (ASTM

INTERNATIONAL,

2012b).

Absorción

Atómica

EspectrAA

220 FS

Varian

Cobre TP0096-02 Absorción

Atómica

El análisis de absorción

atómica se basa en que

cada elemento tiene un

número de electrones

asociado con su núcleo.

Por la medición de la

cantidad de luz absorbida,

se puede hacer una

determinación

cuantitativa de la cantidad

de analito (IDEAM ,

2004a)

Espectrómetr

o de

Absorción

Atómica

EspectrAA

220 FS

Varian

0,020 mg/L

Plomo TP0096-02 Absorción

Atómica

El análisis de absorción

atómica se basa en que

cada elemento tiene un

número de electrones

asociado con su núcleo.

Por la medición de la

cantidad de luz absorbida,

se puede hacer una

determinación

cuantitativa de la cantidad

de analito (IDEAM ,

2004a)

Espectrómetr

o de

Absorción

Atómica

EspectrAA

220 FS

Varian

0,0023 mg/L

Cromo

Hierro

Níquel

TP0096-02 Absorción

Atómica

El análisis de absorción

atómica se basa en que

cada elemento tiene un

número de electrones

asociado con su núcleo.

Por la medición de la

cantidad de luz absorbida,

se puede hacer una

determinación

cuantitativa de la cantidad

de analito (IDEAM ,

2004a)

Espectrómetr

o de

Absorción

Atómica

EspectrAA

220 FS

Varian

0,025 mg/L

Conductivid

ad eléctrica

TP0082 Electroquímica Para determinar la

conductividad la medida

física hecha es la

resistencia, en ohmios o

megaohmios. La

conductividad es el

inverso de la resistencia

específica, y se expresa en

Multiparámet

ro edge HI

2020

±1000.0 mV

Page 57: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

49

Parámetro Procedimiento Metodología Descripción Equipo Rango de

medición

micromho por centímetro

(µmho/cm), equivalentes

a microsiemens por

centímetro (µS/cm)

(IDEAM, 2006).

Oxígeno

disuelto

TP0083 Electroquímica Este método se basa en la

tasa de difusión del

oxígeno molecular a

través de una membrana

plástica permeable al

oxígeno, que recubre el

elemento sensible de un

electrodo y actúa a la vez

como una barrera de

difusión (IDEAM,

2007a).

Multiparámet

ro edge HI

2020

0 a 45 mg/L)

Cloruros ASTM D4327

Cromatografía

iónica

Este método de prueba

cubre la determinación

secuencial de fluoruro,

cloruro, nitrito, orto-

fosfato, bromuro, nitrato e

iones de sulfato en agua

mediante cromatografía

iónica químicamente

suprimida (ASTM

INTERNATIONAL,

2017).

Cromatógrafo

iónico 940

Professional

IC

Vario Marca

Metrohm

0,10 a 50 (mg/L)

Fluoruros ASTM D4327 Cromatografía

iónica

Este método de prueba

cubre la determinación

secuencial de fluoruro,

cloruro, nitrito, orto-

fosfato, bromuro, nitrato e

iones de sulfato en agua

mediante cromatografía

iónica químicamente

suprimida (ASTM

INTERNATIONAL,

2017).

Cromatógrafo

iónico 940

Professional

IC

Vario Marca

Metrohm

0,10 a 50 (mg/L)

Sulfatos ASTM D4327 Cromatografía

iónica

Este método de prueba

cubre la determinación

secuencial de fluoruro,

cloruro, nitrito, orto-

fosfato, bromuro, nitrato e

iones de sulfato en agua

mediante cromatografía

iónica químicamente

suprimida (ASTM

INTERNATIONAL,

2017).

Cromatógrafo

iónico 940

Professional

IC

Vario Marca

Metrohm

0,20 a 100

(mg/L)

Nitratos ASTM D4327 Cromatografía

iónica

Este método de prueba

cubre la determinación

secuencial de fluoruro,

cloruro, nitrito, orto-

fosfato, bromuro, nitrato e

Cromatógrafo

iónico 940

Professional

IC

0,10 a 50 (mg/L)

Page 58: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

50

Parámetro Procedimiento Metodología Descripción Equipo Rango de

medición

iones de sulfato en agua

mediante cromatografía

iónica químicamente

suprimida (ASTM

INTERNATIONAL,

2017).

Vario Marca

Metrohm

Bromuros ASTM D4327 Cromatografía

iónica

Este método de prueba

cubre la determinación

secuencial de fluoruro,

cloruro, nitrito, orto-

fosfato, bromuro, nitrato e

iones de sulfato en agua

mediante cromatografía

iónica químicamente

suprimida (ASTM

INTERNATIONAL,

2017).

Cromatógrafo

iónico 940

Professional

IC

Vario Marca

Metrohm

0,10 a 50 (mg/L)

Fuente: adaptado de Martínez, J (2017).

7.5. Medición de las características microbiológicas

En la caracterización microbiológica, se midieron los coliformes totales y Escherichia Coli. Esto

se hizo a través del método de filtración por membrana, el cual consiste en atrapar en la superficie

de la membrana los microrganismos mayores a 0,45 µm (tamaño de poro de la membrana). La

muestra de agua se hace pasar por la membrana con la ayuda de una bomba eléctrica que ejerce

una presión diferencial (succión) sobre la muestra de agua haciendo que se filtre (IDEAM, 2007c).

7.6. Evaluación de la calidad del agua

Para determinar la calidad del agua de las diferentes muestras a evaluar, se compararon los

resultados obtenidos de las mediciones de cada parámetro con los valores máximos aceptables

establecidos por la Resolución 2115 de 2007.

Page 59: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

51

7.7. Determinación del IRCA

El valor se calculó de acuerdo a lo descrito en la Sección 4.7 de este documento. Este va a depender

de los puntajes obtenidos en las muestras y los puntajes de riesgo dados en la Tabla 4. El resultado

obtenido se clasificó de acuerdo con la Tabla 5. Debido a que en la Resolución 2115 no existe un

nivel de riesgo específico para algunos compuestos que van a medirse como el Plomo, Cromo,

Mercurio y Cadmio, si estos exceden el valor máximo aceptable (Tabla 2), la Resolución establece

que se les asignará el puntaje máximo de 100 puntos, independientemente de los resultados

obtenidos (Ministerio de la Protección Social, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

Territorial, 2007).

Page 60: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

52

8. Resultados

A continuación, se muestran los valores obtenidos en el muestreo 1 (Tabla 11), muestreo 2 (Tabla

12) y muestreo 3 (Tabla 13) para cada uno de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos

medidos. Para el caso de los iones, coliformes totales y Escherichia Coli, solo se muestran los

valores promedio obtenidos de cada muestra debido a que estos fueron medidos por entidades

externas (Anexo 12.1., Anexo 12.2., Anexo 12.3.), por lo que el valor será el mismo para cada

repetición en cada uno de los muestreos. Un análisis más detallado de los resultados y la

correlación entre algunos de ellos se darán en la sección 9 de este documento.

En el muestreo 1 (Tabla 11), no se hicieron análisis para la muestra GAMBT debido a que al llegar

a este municipio para hacer la primera campaña de recolección nos encontramos con que la planta

de tratamiento de Gambote no estaba en funcionamiento; entonces, decidimos analizar el agua

tratada en las viviendas.

Los análisis de los iones (Anexos 12.7 y 12.8.) no estaban contemplados en la primera etapa del

proyecto, ya que no se contaba con el equipo de cromatografía iónica, el cual estuvo disponible en

etapas posteriores. Por esta razón, solo se realizaron dos análisis: muestreo 2 (Tabla 12) y muestreo

3 (Tabla 13).

Page 61: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

53

Tabla 11. Muestreo 1 Muestreo 1

Sitio & No.

de muestra

Parámetros Físicos Químicos Microbiológicos

Color Turb. C. El. pH OD Dur. Cr Fe Ni Cu Cd Pb Hg Br– F– Cl– SO4– NO3

– C.T. E.Coli

Unid. (UPC) (UNT) (µS/cm) (mg/L) (UFC/100mL)

GA

MB

1 125 82,8 153,8 8,03 7,97 120,11 0,026 1,043 ND 0,019 ND ND 0,051 ND NM NM NM NM 100 51

2 125 81,2 153,8 8,03 7,91 120,11 0,032 1,046 ND 0,019 ND ND 0,027 ND NM NM NM NM 100 51

3 125 84,6 153,8 8,03 7,94 120,11 0,033 1,056 ND 0,014 ND ND 0,027 ND NM NM NM NM 100 51

Prom 125 82,9 153,8 8,03 7,94 120,11 0,030 1,048 NA 0,017 NA NA 0,035 NA NA NA NA NA 100 51

D.E. 0,0 1,7 0,0 0,00 0,03 0,00 0,004 0,007 NA 0,003 NA NA 0,014 NA NA NA NA NA 0,0 0,0

GA

MB

T 1 NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM ND NM NM NM NM NM NM

2 NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM ND NM NM NM NM NM NM

3 NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM NM ND NM NM NM NM NM NM

Prom NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA

D.E. NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA NA

SIN

C

1 10 0,0 895 7,96 7,66 360,33 0,034 0,265 ND 0,025 ND ND 0,040 0,07 NM NM NM NM 33 0,0

2 10 0,25 895 7,96 7,81 360,33 0,023 0,264 ND 0,022 ND ND 0,050 0,07 NM NM NM NM 33 0,0

3 10 0,0 895 7,96 7,74 360,33 0,025 0,262 ND 0,024 ND ND 0,027 0,07 NM NM NM NM 33 0,0

Prom 10 0,08 895 7,96 7,74 360,33 0,027 0,264 NA 0,024 NA NA 0,039 0,07 NA NA NA NA 33 0,0

D.E. 0,0 0,14 0,0 0,0 0,08 0,00 0,006 0,002 NA 0,002 NA NA 0,012 0,00 NA NA NA NA 0,0 0,0

SIN

CT

1 10 0,41 1142 7,99 7,99 360,33 0,024 0,073 ND 0,014 ND ND 0,053 0,06 NM NM NM NM 3 100

2 10 0,45 998 7,99 7,86 360,33 0,018 0,079 ND 0,017 ND ND 0,036 0,06 NM NM NM NM 3 100

3 10 0,20 1113 7,99 7,93 360,33 0,021 0,071 ND 0,020 ND ND 0,038 0,06 NM NM NM NM 3 100

Prom 10 0,35 1084,3 7,99 7,93 360,33 0,021 0,074 NA 0,017 NA NA 0,042 0,06 NA NA NA NA 3 100

D.E. 0,0 0,13 14,5 7,99 0,07 0,00 0,003 0,004 NA 0,003 NA NA 0,009 0,00 NA NA NA NA 0,0 0,0

Prom = promedio; D.E. = Desv. Estándar; C.T. = Col. Totales; pH es expresado en unidades de pH (0 a 14); Turb. = Turbiedad; C. El. = Cond. Eléctrica; OD = Oxígeno disuelto;

Dur = Dureza total (mgCaCO3/L); NM = No Medido; ND = No Detectable; NA = No Aplica.

Page 62: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

54

Tabla 12. Muestreo 2 Muestreo 2

Sitio & No.

de muestra

Parámetros Físicos Químicos Microbiológicos

Color Turb. C. El. pH OD Dur. Cr Fe Ni Cu Cd Pb Hg Br– F– Cl– SO4– NO3

– C.T. E.Coli

Unid. (UPC) (UNT) (µS/cm) (mg/L) (UFC/100mL)

GA

MB

1 100 194 282,9 7,30 7,84 100,09 0,020 1,018 ND 0,019 0,002 ND 0,051 ND 0,08 3,17 6,79 1,12 26 3

2 100 196 281,7 7,55 7,85 100,09 0,025 1,012 ND 0,019 0,000 ND 0,027 ND 0,08 3,17 6,79 1,12 26 3

3 100 195 282,3 7,43 7,85 100,09 0,020 1,026 ND 0,014 0,000 ND 0,027 ND 0,08 3,17 6,79 1,12 26 3

Prom 100 195 282,3 7,43 7,85 100,09 0,022 1,019 NA 0,017 0,001 NA 0,035 NA 0,08 3,17 6,79 1,12 26 3

D.E. 0,0 1,0 0,6 0,41 0,01 0,00 0,003 0,007 NA 0,003 0,001 NA 0,014 NA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,0

GA

MB

T 1 10 2,13 246 7,11 6,94 110,10 0,018 0,964 ND 0,008 0,001 ND 0,025 ND 0,10 3,62 15,92 1,29 100 6

2 10 2,20 246 7,87 6,98 110,10 0,020 0,960 ND 0,014 0,001 ND 0,025 ND 0,10 3,62 15,92 1,29 100 6

3 10 2,17 246 7,77 6,96 110,10 0,024 1,020 ND 0,010 0,000 ND 0,025 ND 0,10 3,62 15,92 1,29 100 6

Prom 10 2,17 246 7,58 6,96 110,10 0,021 0,981 NA 0,011 0,001 NA 0,025 NA 0,10 3,62 15,92 1,29 100 6

D.E. 0,0 0,04 0,0 0,41 0,02 0,00 0,003 0,034 NA 0,003 0,001 NA 0,000 NA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,0

SIN

C

1 10 0,92 968 7,21 6,91 220,20 0,026 0,250 ND 0,025 0,002 ND 0,040 0,07 0,37 17,30 20,56 ND 100 0,0

2 10 1,45 965 7,30 8,40 220,20 0,022 0,254 ND 0,022 0,002 ND 0,050 0,07 0,37 17,30 20,56 ND 100 0,0

3 10 1,19 966,5 7,43 7,66 220,20 0,026 0,247 ND 0,024 0,003 ND 0,027 0,07 0,37 17,30 20,56 ND 100 0,0

Prom 10 1,19 966,5 7,31 7,66 220,20 0,025 0,250 NA 0,024 0,002 NA 0,039 0,07 0,37 17,30 20,56 NA 100 0,0

D.E. 0,0 0,27 1,5 0,11 0,75 0,00 0,002 0,004 NA 0,002 0,001 NA 0,012 0,00 0,00 0,00 0,00 NA 0,0 0,0

SIN

CT

1 5 0,74 1001 7,38 7,65 310,28 0,020 0,058 ND 0,014 0,000 ND 0,053 0,06 0,65 13,08 15,27 0,07 100 0,0

2 5 0,41 1001 7,42 7,86 310,28 0,018 0,067 ND 0,017 0,000 ND 0,036 0,06 0,65 13,08 15,27 0,07 100 0,0

3 5 0,58 1001 7,50 7,76 310,28 0,021 0,065 ND 0,020 0,000 ND 0,038 0,06 0,65 13,08 15,27 0,07 100 0,0

Prom 5 0,58 1001 7,43 7,76 310,28 0,020 0,063 NA 0,017 0,000 NA 0,042 0,06 0,65 13,08 15,27 0,07 100 0,0

D.E. 0,0 0,17 0,0 0,06 0,11 0,00 0,005 0,005 NA 0,003 0,000 NA 0,009 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,0

Prom = promedio; D.E. = Desv. Estándar; C.T. = Col. Totales; pH es expresado en unidades de pH (0 a 14); Turb. = Turbiedad; C. El. = Cond. Eléctrica; OD = Oxígeno disuelto;

Dur = Dureza total (mgCaCO3/L); ND = No Detectable; NA = No Aplica.

Page 63: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

55

Tabla 13. Muestreo 3 Muestreo 3

Sitio & No.

de muestra

Parámetros Físicos Químicos Microbiológicos

Color Turb. C. El. pH OD Dur. Cr Fe Ni Cu Cd Pb Hg Br– F– Cl– SO4– NO3

– C.T. E.Coli

Unid. (UPC) (UNT) (µS/cm) (mg/L) (UFC/100mL)

GA

MB

1 75 53,30 167,1 6,72 7,58 99,49 0,002 1,004 ND 0,010 ND ND 0,031 ND 0,08 2,25 1,51 0,12 100 100

2 75 48,40 166,5 6,76 7,60 99,49 0,002 1,008 ND 0,015 ND ND 0,029 ND 0,08 2,25 1,51 0,12 100 100

3 75 47,90 159,3 6,73 7,65 99,49 0,001 1,006 ND 0,016 ND ND 0,029 ND 0,08 2,25 1,51 0,12 100 100

Prom 75 47,87 164,3 6,74 7,61 99,49 0,002 1,006 NA 0,014 NA NA 0,030 NA 0,08 2,25 1,51 0,12 100 100

D.E. 0,0 2,98 4,3 0,02 0,04 0,00 0,001 0,002 NA 0,003 NA NA 0,001 NA 0,00 0,00 0,00 0,12 0,0 0,0

GA

MB

T 1 15 1,63 202,8 6,57 8,24 99,49 0,008 0,952 ND 0,012 ND ND 0,026 0,17 0,03 76,75 29,12 0,89 100 0,0

2 15 1,96 203 6,55 8,25 99,49 0,006 0,960 ND 0,010 ND ND 0,028 0,17 0,03 76,75 29,12 0,89 100 0,0

3 15 1,77 203,3 6,53 8,30 99,49 0,004 1,020 ND 0,010 ND ND 0,026 0,17 0,03 76,75 29,12 0,89 100 0,0

Prom 15 1,79 203,0 6,55 8,26 99,49 0,006 0,977 NA 0,011 NA NA 0,027 0,17 0,03 76,75 29,12 0,89 100 0,0

D.E. 0,0 0,17 0,3 0,02 0,03 0,00 0,002 0,037 NA 0,001 NA NA 0,001 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0 0,0

SIN

C

1 20 6,36 685 6,83 7,86 316,49 0,022 0,250 ND 0,019 ND ND 0,044 0,10 0,21 41,30 10,83 ND 52 0,0

2 20 7,93 664 6,84 8,08 316,49 0,020 0,246 ND 0,017 ND ND 0,046 0,10 0,21 41,30 10,83 ND 52 0,0

3 20 7,15 674,5 6,85 7,89 316,49 0,022 0,238 ND 0,019 ND ND 0,039 0,10 0,21 41,30 10,83 ND 52 0,0

Prom 20 7,15 674,5 6,84 7,94 316,49 0,021 0,245 NA 0,018 NA NA 0,043 0,10 0,21 41,30 10,83 NA 52 0,0

D.E. 0,0 0,79 10,5 0,01 0,12 0,00 0,001 0,006 NA 0,001 NA NA 0,004 0,00 0,00 0,00 0,00 NA 0,0 0,0

SIN

CT

1 10 4,35 515 6,85 8,50 298,22 0,010 0,066 ND 0,012 ND ND 0,038 0,05 0,23 19,12 4,38 ND 100 0,0

2 10 3,60 513 6,81 8,51 298,22 0,012 0,058 ND 0,010 ND ND 0,039 0,05 0,23 19,12 4,38 ND 100 0,0

3 10 3,81 513 6,83 8,49 298,22 0,011 0,063 ND 0,012 ND ND 0,033 0,05 0,23 19,12 4,38 ND 100 0,0

Prom 10 3,92 513,7 6,83 8,50 298,22 0,011 0,062 NA 0,011 NA NA 0,037 0,05 0,23 19,12 4,38 NA 100 0,0

D.E. 0,0 0,39 1,2 0,02 0,01 0,00 0,001 0,004 NA 0,001 NA NA 0,003 0,00 0,00 0,00 0,00 NA 0,0 0,0

Prom = promedio; D.E. = Desv. Estándar; C.T. = Col. Totales; pH es expresado en unidades de pH (0 a 14); Turb. = Turbiedad; C. El. = Cond. Eléctrica; OD = Oxígeno disuelto;

Dur = Dureza total (mgCaCO3/L); NM: No Medido; ND = No Detectable; NA = No Aplica.

Page 64: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

56

8.3. Parámetros físicos

En las siguientes subsecciones se muestran cada uno de los parámetros medidos y el valor máximo

permisible correspondiente, de acuerdo a la normatividad Colombiana (Res. 2115 de 2007).

8.3.1. Valores medidos de turbiedad. En la Figura 10, se muestran los valores promedio de los

tres muestreos para cada locación. La línea roja indica el valor máximo permisible establecido por

la Resolución 2115 de 2007 de 2 UNT.

Figura 10. Valores de turbiedad del agua de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Debido a la diferencia en el rango de valores entre la muestra GAMB (eje del lado izquierdo) y las

otras tres muestras, se generó un eje secundario (lado derecho) para las muestras de GAMBT,

Page 65: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

57

SICN y SINCT, con el fin de visualizar mejor los resultados obtenidos. Además, se hizo una línea

de norma para cada uno de los ejes.

En la Figura 10, se observa cómo el valor de turbiedad de las tres muestras de agua cruda tomadas

en Gambote (GAMB) tienen valores que oscilan entre 48 UNT y 195 UNT (muy por encima del

valor establecido por la norma para consumo humano), lo cual es típico de aguas superficiales de

ríos. Luego de habérsele añadido el alumbre al agua cruda de Gambote (GAMBT), vemos como

la turbiedad baja a valores entre 1,79 UNT a 2,17 UNT (muestreo 2 ligeramente por encima de la

norma). Este valor obtenido, a pesar de estar por debajo de la norma (muestreo 3), están aún por

encima de los valores que se obtienen en una planta de tratamiento convencional, los cuales están

alrededor de 0,5 UNT a 1,0 UNT, incluso se manejan valores menores a 0,5 UNT. Estos valores

bajos de turbiedad ayudan, entre otros, a que el proceso de desinfección sea más efectivo. Con

respecto a la influencia de la época climatológica en este parámetro, no pudo detectarse tal. En el

muestreo 2 se registró el valor mayor de turbiedad de los tres muestreos. Este muestreo se llevó a

cabo durante la época seca y los otros dos durante la época lluviosa, con lo cual uno esperaría

valores mayores de turbiedad, típicamente. Un análisis más profundo de las posibles razones nos

llevó a revisar los registros de precipitación del IDEAM para la estación de Sincerín (la más

cercana al área de estudio) para los días 18 de agosto de 2017 (muestreo 1), 14 de febrero de 2018

(muestreo 2) y 26 de abril de 2018 (muestreo 3), los cuales fueron 0 mm, 0 mm y 4 mm,

respectivamente. Como se observa, las muestras tomadas en época lluviosa (agosto y abril) no se

reportaron lluvias en esos días. Los valores de turbiedad medidos fueron de 82,9 UNT y 47,2 UNT.

Sorpresivamente, durante el muestreo 2 (época seca), se midió un valor de turbiedad de 195 UNT,

y solo se registraron 4 mm de lluvia, lo cual, en términos hidrológicos es un valor despreciable.

Page 66: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

58

Por consiguiente y como se mencionaba anteriormente, para las muestras tomadas en este estudio

no se observó una incidencia de las épocas climatológicas debido a que, infortunadamente, no se

registraron lluvias en los días de los muestreos ni en días anteriores. Por otra parte, las muestras

tomadas en Sincerín mostraron valores de turbiedad bajos, lo cual es consecuente con los valores

típicos de las aguas subterráneas, debido al proceso de filtración natural al que estas aguas se ven

sometidas en su paso por los medios filtrantes (suelos) que conforman los acuíferos.

8.3.2. Valores medidos de color aparente. En la Figura 11, se muestran los valores promedio

de los tres muestreos. La línea roja indica el valor máximo permisible establecido (15 UPC) por la

Resolución 2115 de 2007.

Figura 11. Valores de color aparente en los corregimientos de Gambote y Sincerín.

El color aparente y la turbiedad están muy relacionados. Es por esto que se nota cómo las figuras

de color aparente (Figura 11) y turbiedad (Figura 10) tienen un comportamiento muy similar. El

Page 67: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

59

agua cruda de Gambote (GAMB) muestra valores altos; mientras que, después de haberle añadido

el alumbre (GAMBT), se nota la disminución del color aparente mayores al 96%. Para el caso de

Sincerín, solo el muestreo 3 (antes de añadirle hipoclorito, SINC) arrojó un valor por encima de la

norma; sin embargo, puede notarse que, a pesar de no usarse ningún tipo de coagulante para el

agua de este corregimiento, se alcanzó una disminución del valor del color aparente para la muestra

luego de añadirle el hipoclorito de sodio (SINCT). Hay que aclarar que esta disminución no es

debido, bajo ninguna circunstancia, al hipoclorito de sodio, el cual es un desinfectante, sino más

bien al proceso de sedimentación por el cual pasa el agua al ser depositada en los recipientes para

almacenamiento en cada una de las casas.

8.3.3. Valores medidos de conductividad eléctrica. En la Figura 12, se muestran los valores

promedio de los tres muestreos. La línea roja indica el valor máximo permisible (1000 µS/cm)

establecidos por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 12. Valores de conductividad eléctrica de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Page 68: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

60

Como era de esperarse, los valores de conductividad eléctrica medidos en el agua del

corregimiento de Gambote (GAMB y GAMBT) fueron mucho menores que los medidos en el

agua del corregimiento de Sincerín. Típicamente, las aguas subterráneas tienden a tener muchos

más iones disueltos que las superficiales. En general, todas las muestras, excepto el muestreo

número dos para Sincerín, luego de añadirle el hipoclorito de sodio, mostró un valor por encima

de lo estipulado por la normatividad colombiana. Al examinarse los valores de algunos de los iones

medidos en este estudio (cloruros, bromuros, fluoruros, nitratos, sulfatos), se nota que ninguno

estuvo por encima de la norma. Adicionalmente, se nota que los valores de dureza total (Figura

15) para el agua de Sincerín son altos, con lo que pudiera inferirse que los valores registrados de

conductividad eléctrica pueden estar asociados a algunos de los iones típicamente causantes de la

dureza en el agua. Se esperaría, entonces, que un proceso de ablandamiento podría reducir los

valores medidos de conductividad eléctrica. De lo contrario, habría que explorar qué otras posibles

causas (concentraciones altas de otros tipos de iones) pudiesen estar detrás de estos valores por

encima de la norma que pudiesen ser causantes de contaminación.

8.4. Parámetros químicos

8.4.1. Valores medidos de pH. En la Figura 13, se muestran los valores promedio de los tres

muestreos para el parámetro de pH. La línea roja indica los valores máximos permisibles

establecidos por la Resolución 2115 de 2007, que para este caso oscila entre 6,5 a 9 unidades de

pH.

Page 69: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

61

Figura 13. Valores de pH de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Los valores de pH medidos en todas las muestras, tanto en Gambote como en Sincerín, están dentro

del rango establecido en la normatividad colombiana. Sin embargo, se observa una disminución

del pH en las muestras de Gambote luego de añadirle el alumbre (GAMBT). Esto se debe a que el

alumbre consume alcalinidad y, por ende, tiende a disminuir el pH del agua. Vale la pena

mencionar que, si se instala un sistema de tratamiento para potabilización de agua de tipo

convencional, en algunos casos será necesario realizar ajustes de pH para optimizar algunas de las

operaciones unitarias (por ej., coagulación, floculación y desinfección). En la sección siguiente,

(sección 9) se hablará más en detalle al respecto.

8.4.2. Valores medidos de oxígeno disuelto. En la Figura 14, se muestran los valores promedio

medidos en los tres muestreos de oxígeno disuelto. Para este parámetro, no existen valores

máximos permisibles establecidos por la Resolución 2115 de 2007, por lo que, en este caso, se

compararon con el Decreto 1594 de 1984 para el criterio de calidad admisibles para la destinación

Page 70: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

62

del recurso para preservación de flora y fauna en aguas dulces, frías o cálidas y en aguas marinas.

El valor mínimo establecido es de 4 mg/L de oxígeno disuelto para una fuente de agua aceptable

(Alcaldía Mayor de Bogotá D.C., 1984).

Figura 14. Valores de oxígeno disuelto de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Como puede observarse en la Figura 14, todas las muestras tienen concentraciones de oxígeno

disuelto dentro de lo establecido en la norma, lo cual es buen indicador de que se suplen las

necesidades (en términos de oxígeno disuelto) de los ecosistemas acuáticos asociados a estas

fuentes de agua, ya que se considera una concentración de 3 mg/L como un valor crítico en donde

la flora y fauna estaría bajo estrés. La temperatura tiene gran influencia en la cantidad de oxígeno

en el agua. Estos son inversamente proporcionales; entre mayor sea la temperatura menor será la

cantidad oxígeno. La temperatura del agua en los muestreos osciló entre 21°C y 23°C. A esta

temperatura del agua, el oxígeno disuelto de saturación es de 8,9 mg/L y 8,6 mg/L, respectivamente

(para aguas superficiales). Los valores medidos durante los muestreos (entre 7 y 8,5 mg/L) están

Page 71: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

63

levemente por debajo de los valores de oxígeno de saturación, lo cual es un buen indicador de la

calidad del agua (en términos del oxígeno disuelto) de las fuentes monitoreadas en este estudio.

8.4.3. Valores medidos de dureza total. En la Figura 15, se muestran los valores promedio

medidos en los tres muestreos de la dureza total. La línea roja indica el valor máximo permisible

(300 mg de CaCO3/L) establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 15. Valores medidos de dureza total de las aguas de los corregimientos de Gambote y

Sincerín.

Así como pasa con la conductividad eléctrica, las aguas subterráneas tienden a tener valores de

dureza total mayores que las superficiales y eso se nota en la Figura 15. Esto es debido al contacto

permanente del agua con rocas, cuyo material de contenido se disuelve en el agua, lo que ocasiona

más iones disueltos. Algunos de estos iones disueltos son causantes del aumento de la dureza total

(Tabla 6). El agua cruda de Sincerín, como se ha dicho repetidamente, es subterránea. Con

excepción de una de las muestras (muestreo 2 antes del hipoclorito de sodio), en todas se

Page 72: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

64

registraron valores por encima de la normatividad. Estos valores registrados hacen que el agua de

Sincerín sea clasificada entre dura y muy dura (Tabla 6), con lo que será necesario implementar el

proceso de ablandamiento en el tratamiento de esta fuente de agua.

8.4.4. Valores medidos de metales pesados. En la Tabla 14, se muestran los resultados promedio

para metales pesados comparados con los valores máximos permisibles establecidos por la

Resolución 2115 de 2007 para cada parámetro medido. Las casillas en gris indican el

incumplimiento de la norma.

Tabla 14. Comparación de las concentraciones medidas de metales pesados con la Resolución

2115 de 2007.

Parámetro GAMB GAMBT SINC SINCT Valor Máx. Permisible

Cr (mg/L) 0,018 0,013 0,024 0,017 0,05

Fe (mg/L) 1,024 0,979 0,253 0,067 0,3

Ni (mg/L) ND ND ND ND 0,02

Cu (mg/L) 0,016 0,011 0,022 0,015 1

Cd (mg/L) ND 0,001 ND ND 0,003

Pb (mg/L) ND ND ND ND 0,01

Hg (μg/L) 0,032 0,025 0,037 0,039 0,001

*ND: No Detectable. Celdas en gris y negrita indican que está por encima del valor máximo permisible

Como nos muestra la Tabla 14, los resultados de las concentraciones de los metales pesados, por

lo general, fueron favorables, ya que la mayoría se encuentran muy por debajo de la norma. En

algunos casos, como en el níquel, el cadmio y el plomo no se detectaron. Sin embargo, se

presentaron unas excepciones, como en el caso del hierro para el corregimiento de Gambote [antes

y después de tratada (GAMB y GAMBT)] y el mercurio para todas las muestras. Con estos

resultados, puede evidenciarse que los tratamientos llevados a cabo en ambos corregimientos

Page 73: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

65

(sulfato de aluminio para Gambote e hipoclorito para Sincerín) no son efectivos para reducir la

concentración de metales pesados en el agua, en especial para el hierro y el mercurio.

8.4.5. Valores medidos de cloruros. En la Figura 16, se muestran los valores promedio en los

dos muestreos del ion cloruro. La línea roja indica el valor máximo permisible (250 mg/L)

establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 16. Valores medidos de cloruro de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

De acuerdo a la Figura 16, puede observase que la concentracion de cloruros está por debajo de lo

establecido por la norma. Los cloruros son abundantes en los océanos; especialmente, por la

disolución de los minerales que contienen cloruro de sodio (NaCl). Esto hace inferir que las

concentraciones presentes en las muestras de agua superficial (Gambote) y subterranea (Sincerín)

puedan deberse: (a) al contacto de estas con agua salada (del mar), ya sea a través del cauce de los

ríos o la intrusion en algun acuifero o (b) a la escorrentía superficial e infiltración con contenido

de cloruros provenientes de actividades agropecuarias de la zona.

Page 74: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

66

8.4.6. Valores medidos de fluoruros. En la Figura 17, se muestran los valores promedio de los

dos muestreos del ion fluoruro. La línea roja indica el valor máximo permisible (1 mg/L)

establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 17. Valores medidos de fluoruro de las aguas de los corregimientos de Gambote y

Sincerín.

Como nos muestra la Figura 17, las concentraciones medidas de fluoruro no superaron la norma.

Los valores de concentraciones más altos se reportaron en Sincerín. Esto puede atribuirse a que,

por ser agua subterránea, tiene más contacto con minerales. El flúor, comúnmente, se encuentra

en la litosfera de diversos minerales como el topacio fluorita (CaF2) y el fluorapatito

[CaF2.3Ca3(PO4)2], entre otros. Debido a su baja solubilidad, la presencia de fluoruro en agua es

escasa (Ujaen, 2010).

Page 75: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

67

8.4.7. Valores medidos de sulfatos. En la Figura 18, se muestran los valores promedio de los

dos muestreos del ión sulfato. La línea roja indica el valor máximo permisible (250 mg/L)

establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 18. Valores medidos de sulfato de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Los sulfatos son sales solubles en agua, por lo que es normal encontrarlos en todo tipo de aguas.

Como nos muestra la Figura 18, las concentraciones reportadas en las muestras de agua cruda

(GAMB) con respecto a la muestra luego de añadirse el alumbre (GAMBT) aumentaron, lo cual

se debe, precisamente, a este (alumbre). Por otra parte, la concentración de SINC a SINCT

disminuyó, lo cual pudo deberse a la adición de hipoclorito de sodio, el cual puede ser neutralizado

levemente por el ión sulfato (típicamente, se usan el sulfito de sodio, el tiosulfato de sodio, bisulfito

de sodio o el meta-bisulfito de sodio como agentes reductores como tratamiento para la

neutralización del hipoclorito de sodio).

Page 76: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

68

8.4.8. Valores medidos de nitratos. En la Figura 19, se muestran los valores promedio de los

dos muestreos del ion nitrato. La línea roja indica el valor máximo permisible (10 mg/L)

establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 19. Valores medidos de nitrato de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

La presencia de nitrato en agua procede de la disolución de rocas y minerales, descomposición de

materias vegetales y animales, efluentes industriales y lixiviados de tierras donde se utilizan

abonos que lo contengan. La Figura 19, nos indica que las concentraciones medidas en ambos

corregimientos no superaron los valores máximos permisibles. De hecho, están muy por debajo.

Se notó un aumento leve en la concentración para el corregimiento de Gambote después de ser

tratada (GAMBT), lo cual no puede atribuírsele a la adición de alumbre. Se hace necesario tomar

más muestras para tratar de determinar si es una tendencia en todas las muestras o, simplemente,

producto de contaminación cruzada o error humano al momento de realizar el ensayo. Con respecto

a Sincerín, la concentración en su fase cruda (SINC) no fue detectada por el equipo de medición

Page 77: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

69

(Anexos 13.7 y 13.8). Por esta razón, no se incluye en la figura anterior, en su fase de tratamiento

(SINCT) la concentración detectada fue cercana a cero.

8.4.9. Valores medidos de bromuros. En la Figura 20, se muestran los valores promedio de los

dos muestreos para el ion bromuro. En la Resolución 2115 de 2007, no existe un valor máximo

permisible para las concentraciones de este parámetro. Sin embargo, al este ser un ion

monoatómico y pertenecer al grupo de los halógenos, al igual que los fluoruros, se tomará el valor

de este último (1 mg/L) como referencia (línea roja).

Figura 20. Valores medidos de bromuro de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

Como indica la Figura 20, los valores medidos de bromuro no superaron los 0,20 mg/L. Las

concentraciones disminuyeron para ambos corregimientos en su etapa de tratamiento, para el caso

de GAMB no se detectó concentración por el equipo de medición (Anexos 13.7 y 13.8).

Page 78: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

70

8.5. Parámetros microbiológicos

8.5.1. Valores medidos de coliformes totales. En la Figura 21, se muestran los valores promedio

de los tres muestreos de coliformes totales. La línea roja indica el valor máximo permisible (0

UFC/100 mL) establecido por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 21. Valores medidos de coliformes totales de las aguas de los corregimientos de Gambote

y Sincerín.

Como nos muestra la Figura 21, todas las muestras incumplen con la norma. Para el caso de

Gambote, al no usarse ningún tipo de desinfectante no sorprende el resultado. Para el caso de

Sincerín, el hipoclorito de sodio no fue efectivo en la eliminación de los coliformes totales, tal y

como lo exige la norma (0 UFC/100 mL). Un análisis más detallado se expondrá en la sección 9.

Page 79: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

71

8.5.2. Valores medidos de E. Coli. En la Figura 22, se muestran los valores promedio de los tres

muestreos de E. Coli. La línea roja indica el valor máximo permisible (0 UFC/100 mL) establecido

por la Resolución 2115 de 2007.

Figura 22. Valores medidos de E. Coli de las aguas de los corregimientos de Gambote y Sincerín.

De acuerdo con la Figura 22, cumplieron con la norma, la muestra de GAMBT en el muestreo 3,

SINC en los tres muestreos y SINCT en los muestreos 2 y 3. Se evidencia, además, un aumento en

la concentración para el corregimiento de Gambote después de ser tratada (GAMBT) y un valor

excedido en SINCT para el muestreo 1, lo cual puede atribuirse a un error en la toma de la muestra.

Una explicación más detallada de lo anterior se realizará en la sección de análisis de resultados

(sección 9).

Page 80: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

72

8.6. Cálculo del IRCA

Para determinar el IRCA de cada una de las muestras analizadas, se hizo uso de la Resolución

2115 de 2007. De acuerdo con la metodología establecida y teniendo en cuenta los valores

máximos permisibles establecidos de cada uno de los parámetros fisicoquímicos (Tabla 2) y

microbiológicos (Tabla 3) medidos, se le asignó el puntaje de riesgo correspondiente (Tabla 4),

para luego darle una clasificación de riesgo. En el caso de los metales pesados (Cr, Fe, Ni, Cu, Cd,

Pb, Hg) y los iones (Cloruros, Fluoruros, Sulfatos, Nitratos, Bromuros) se colocaron los valores

promedio para los 3 muestreos del mismo modo que en los resultados.

La norma (Res. 2115 de 2007) establece que para aquellos parámetros que no exista un puntaje de

riesgo se les asignará el valor de cero (0) si cumplen con los valores máximos permisibles, y cien

(100) si no lo cumplen. Los resultados fueron determinados por muestra, para aquellos parámetros

que no cumplieron con los valores aceptables se marcó la casilla de color gris (Tabla 15).

Page 81: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

73

Tabla 15. Cálculo del IRCA

Corregimiento GAMB GAMBT SINC SINCT

Parámetro

Puntaje

de

riesgo

Muestra

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Color

aparente

(UPC)

6 125 100 75 NM 10 15 10 10 20 10 5 10

Turbiedad

(UNT) 15 82,9 195 49,87 NM 2,16 1,79 0,08 1,18 7,14 0,35 0,57 3,92

pH

(Uni. de pH) 1,5 8,03 7,42 6,74 NM 7,58 6,55 7,96 7,31 6,84 7,99 7,43 6,83

Dureza total

(mg

CaCO3/L)

1 120,11 100,09 99,49 NM 110,1 99,49 360,33 220,20 316,49 360,33 310,28 298,22

Cr (mg/L) 100 0,030 0,022 0,002 NM 0,021 0,006 0,027 0,025 0,021 0,021 0,020 0,011

Fe (mg/L) 1,5 1,048 1,019 1,006 NM 0,981 0,977 0,264 0,250 0,245 0,074 0,063 0,062

Ni (mg/L) 100 ND ND ND NM ND ND ND ND ND ND ND ND

Cu (mg/L) 100 0,017 0,017 0,014 NM 0,011 0,011 0,024 0,024 0,018 0,017 0,017 0,011

Cd (mg/L) 100 ND 0,001 ND NM 0,001 ND ND 0,002 ND ND ND ND

Pb (mg/L) 100 ND ND ND NM ND ND ND ND ND ND ND ND

Hg (µg/L) 100 0,035 0,030 0,032 NM 0,027 0,023 0,039 0,043 0,029 0,042 0,037 0,022

Cloruros

(mg/L) 1 2,71 2,71 2,71 NA 3,169 3,169 29,30 29,30 29,30 16,10 16,10 16,10

Fluoruros

(mg/L) 1 0,08 0,08 0,08 NA 0,06 0,06 0,29 0,29 0,29 0,44 0,44 0,44

Sulfatos

(mg/L) 1 4,15 4,15 4,15 NA 22,52 22,52 15,69 15,69 15,69 9,82 9,82 9,82

Nitratos

(mg/L) 1 0,62 0,62 0,62 NA 1,09 1,09 ND ND ND 0,07 0,07 0,07

Bromuros

(mg/L) 100 ND ND ND NA 0,166 0,166 0,085 0,085 0,085 0,054 0,054 0,054

Col. totales

(UFC/100

mL)

15 100 26 100 NM 100 100 33 100 52 3 100 100

E. Coli

(UFC/100

mL)

25 51 3 100 NM 6 0 100 0 0 0 0 0

IRCA (%) ∑769 100 100 100 NA 100 100 100 100 100 100 100 100

Clasificación I.S I.S I.S NA I.S I.S I.S I.S I.S I.S I.S I.S

ND: No detectable; NM: No medido; NA: No aplica; I.S: Inviable sanitariamente. Celdas en gris y negrita indican

valores por encima de lo establecido por la Res. 2115 de 2007.

Page 82: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

74

9. Análisis de resultados

A pesar de que en la sección anterior se mostraron varias figuras y tablas con los valores medidos

para cada uno de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos y los valores máximos

permisibles establecidos por la Resolución 2115 de 2007, se realizó, adicionalmente, un resumen

de dichas comparaciones (valores medidos versus valores máximos permisibles) en donde se

muestra de manera más sencilla si el valor medido está o no por encima de la norma (Tabla 16).

Tabla 16. Cumplimiento de acuerdo con la Resolución 2115 de 2007.

Cumplimiento de acuerdo a la Resolución 2115 de 2007

Parámetro

Muestra

GAMB GAMBT SINC SINCT

¿Cumple con la norma?

Turbiedad (UNT) NO SI NO SI

Color (UPC) NO SI SI SI

Cond. eléctrica (µS/cm) SI SI SI SI

pH (Unidades de pH) SI SI SI SI

Oxígeno disuelto (mg/L) SI SI SI SI

Dureza total (mg CaCO3/L) SI SI NO NO

Cr (mg/L) SI SI SI SI

Fe (mg/L) NO NO SI SI

Ni (mg/L) SI SI SI SI

Cu (mg/L) SI SI SI SI

Cd (mg/L) SI SI SI SI

Pb (mg/L) SI SI SI SI

Hg (μg/L) NO NO NO NO

Cloruros (mg/L) SI SI SI SI

Fluoruros (mg/L) SI SI SI SI

Sulfatos (mg/L) SI SI SI SI

Nitratos (mg/L) SI SI SI SI

Bromuros (mg/L) SI SI SI SI

Col. totales (UFC/100 mL) NO NO NO NO

E. Coli (UFC/100 mL) NO NO NO SI

Page 83: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

75

En el corregimiento de Gambote, como puede observarse, el agua de la fuente (pre-tratamiento,

GAMB) no cumple con los parámetros de turbiedad, color, hierro, mercurio, coliformes totales y

E. Coli. Los valores altos de turbiedad (47,9 a 195 UNT) y color (75 a 125 UPC) son entendibles

debido al tipo de fuente de abastecimiento (río), cuyos rangos de valores de turbiedad, típicamente,

oscilan entre 10 a 4000 UNT, dependiendo del grado de contacto del agua con material orgánico

(taninos de hojas, madera, raíces, etc.), ácidos húmicos (y fúlvicos, en algunos casos) y algunos

residuos industriales. Valores de coliformes totales y E. Coli por encima de la norma, como se

mencionaba en secciones anteriores, indican contaminación por microorganismos patógenos

(provenientes de heces fecales, principalmente), lo cual da un riesgo inminente para la salud de los

pobladores, ya que, algunos de ellos, están expuestos debido a que realizan otros tipos de

actividades en la fuente que involucran contacto primario (inmersión en el cuerpo de agua) y/o

secundario (solo contacto, sin inmersión), lo cual se convierte en un vector potencial de algunas

enfermedades como la gastroenteritis, siendo perjudicial especialmente en bebes y niños menores

de 5 años (Ramya et al., 2017; Cairncross, 2010). Asimismo, concentraciones altas de hierro (Fe)

y mercurio (Hg) se convierten un riesgo para la salud. Sobredosis de hierro puede causar

intoxicación, con síntomas que van desde vómitos hasta falla hepática. La ingesta de

concentraciones altas de mercurio es aún más riesgosa, ya que, como se mencionaba en la Sección

4.9, el mercurio es propenso a bioacumularse (en humanos, peces y en otros animales) y a producir

mutaciones. La bioacumulación, a su vez, se convierte en un problema, dado que, por ejemplo, la

ingesta de peces (de la fuente en Gambote) es una fuente adicional (diferente al contacto directo

y/o indirecto) de contaminación por mercurio.

Como se ha mencionado a lo largo de este documento, el corregimiento no cuenta con un sistema

de tratamiento apropiado (diseñado bajo los criterios establecidos tanto en el Reglamento Técnico

Page 84: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

76

para el Sector del Agua Potable, RAS, como en la Resolución 0330 de 2017), el único proceso que

se lleva a cabo es la adición de sulfato de aluminio (alumbre), el cual es un coagulante (sal

bivalente). Este, al agregarse al agua, desestabiliza las partículas coloidales (cargadas, en su

mayoría, electronegativamente), promoviendo, así, la formación de flóculos que, por su tamaño (y

peso), se sedimentan, lo cual ayuda a la remoción (disminución) tanto de color como de turbiedad

(Cogollo, 2010). De hecho, los valores medidos de turbiedad (remoción de hasta el 98%. Tabla

13) y color (remoción de hasta el 90%. Tabla 13) en las muestras tomadas después de que los

pobladores añadieron el alumbre (GAMBT) así lo demuestran. No obstante, los valores de

turbiedad siguen estando por encima de lo que se alcanza en un tratamiento de agua potable

convencional (valores medidos son mayores a 0,5 UNT). Adicionalmente, se nota un incremento

en la concentración de iones sulfatos (de 4,5 a 22,5 mg/L), proveniente, quizás, de la formación de

sulfato de calcio (CaSO4) de la reacción del alumbre con la alcalinidad natural del agua del Canal

del Dique. Esto indica que, posiblemente, la dosificación del alumbre no es la adecuada, por lo

que el proceso de coagulación realizado por los pobladores de Gambote necesitaría ser mejorado.

En las vistas de campo pudo constatarse que: (a) el alumbre es añadido arbitrariamente; es decir,

que la cantidad de alumbre añadido no es el resultado de la determinación de la dosis óptima de

coagulante, lo cual se lleva a cabo, típicamente, con un test de jarras y (b) la mezcla del coagulante

con el agua (conocido como mezcla rápida) posiblemente no está cumpliendo con el tiempo

contacto mínimo (tiempo de retención hidráulico) y el gradiente de velocidad recomendados para

que sea eficiente (establecidos en la Resolución 0330 de 2017). Por otro lado, los coagulantes

tienden a bajar el pH del agua (consume alcalinidad); sin embargo, este (el pH) se mantuvo en el

rango establecido por la norma, lo cual indica que el agua captada en Gambote tiene capacidad

buffer (tampón o de amortiguación), representada principalmente por la alcalinidad (no medida en

este estudio), al resistir los cambios de pH.

Page 85: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

77

En términos de los parámetros microbiológicos, la remoción de color y turbiedad implica la

eliminación de partículas (principalmente, coloidales y suspendidas), lo cual ayuda,

indirectamente, a la eliminación de microorganismos que se encuentran adheridos a dichas

partículas. Esto lo demuestra la disminución en la concentración de coliformes totales y E. Coli

medidas. Sin embargo, la concentración sigue estando por encima de la norma, lo que sugiere la

necesidad de filtración y/o desinfección por cualquiera de los métodos de bajo costo disponibles

en el mercado. Estos resultados de los parámetros microbiológicos están en línea con los hallazgos

de Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios Delegada para Acueducto, Alcantarillado

y Aseo (2011), en donde se concluyó que, precisamente, los coliformes totales y E. Coli eran los

parámetros que más comúnmente se incumplían en los municipios del país.

Para los metales pesados, los valores de estos no sobrepasaron la norma con excepción del hierro

y el mercurio. No se observó una disminución significativa en su concentración (Tabla 13) cuando

se comparan los valores de las muestras pre (GAMB) y post-tratamiento (GAMBT). Esto tiene

sentido, ya que el único método usado como tratamiento es la coagulación, la cual es eficiente en

la remoción de sustancias coloidales más no en las disueltas. En cuanto a la dureza total, los valores

medidos oscilan en un rango entre 99,5 a 120 mg CaCO3/L (moderadamente dura, Tabla 5), por lo

que no se requiere proceso de ablandamiento. Por último, al evaluar el riesgo al que están expuestos

los pobladores al consumir el agua –vía IRCA–, los resultados no fueron favorables para ninguna

de las dos fases (pre y post-tratamiento). El valor del IRCA calculado (100 puntos) indica que el

agua en Gambote (pre y post-tratamiento) cae en la clasificación de inviable sanitariamente (no

apta para consumo humano) (Tabla 13). Esto se debe no solo a que los valores de los parámetros

microbiológicos (coliformes totales y E. Coli) no cumplen, sino, principalmente, a que las

concentraciones de mercurio medidas en todas las muestras están por encima de la norma (0,001

Page 86: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

78

mg/L). El parágrafo del artículo 13 de la Resolución 2115 de 2017 reza que “si los resultados de

los elementos, compuestos químicos y mezclas de compuestos químicos, contemplados en los

artículos 5 y 8 de la presente resolución, exceden los valores máximos aceptables, el valor del

IRCA se le asignará el puntaje máximo de 100 puntos independientemente de los otros resultados.

Igualmente, se le asignará el valor de 100 puntos si hay presencia de Giardia y Cryptosporidium,

teniendo en cuenta los plazos estipulados en el artículo 34 de esta resolución. y son los que tienen

más peso en la estimación del índice”. El mercurio se encuentra entre los elementos listados en el

artículo 5 de la resolución. La categoría de inviable sanitariamente del agua en Gambote que se

determinó en este estudio no corrobora lo hallado por MinSalud (2018) (Figuras 5 y 6). Estos

resultados de las concentraciones por encima de la norma ya han sido reportados en varios estudios

realizados en el Canal del Dique, bahía de Cartagena y en la cuenca del río Magdalena en donde

no solo se ha encontrado niveles de mercurio en el agua sino también en peces propios del río

Magdalena como el bocachico, arenca, barbudo y bagre pintado (Oliveros y Johnson, 2012;

Español Cano, S., 2012; Cogua et al., 2012; Persaud, A. y Telmer, K., 2014; Tejeda-Benítez et al.,

2016; Restrepo, 2005 y 2018;). El origen del mercurio proviene de varias fuentes. De acuerdo a

los autores de estos estudios, van desde la minería artesanal, pasando por las industrias de

curtiembres y vertimientos industriales a las vertientes de los ríos Magdalena, San Jorge y Cauca,

principalmente. La bioacumulación del metilmercurio, como se mencionaba en párrafos anteriores,

es la forma más común del mercurio una vez entra a los ecosistemas acuáticos. Oliveros y Johnson

(2012) reportan, además, que aproximadamente el 90% del metilmercurio que se encuentra en los

alimentos se incorpora a través del sistema digestivo.

Para el caso de Sincerín, los pobladores no le añaden alumbre (coagulante), si no hipoclorito de

sodio (desinfectante). El agua de la fuente de abastecimiento (pre-tratamiento), al ser subterránea,

Page 87: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

79

tiene mejores condiciones en términos de color (con valores entre 10 a 20 UPC en pretratamiento

y entre 5 UPC y 10 UPC post-tratamiento) y turbiedad (con valores entre 0,08 UNT a 7,14 UNT

en pretratamiento y entre 0,35 UPC y 3,92 UPC post-tratamiento). A pesar que en algunas muestras

se detectaron valores mayores de turbiedad al acostumbrado en los sistemas convencionales de

potabilización de agua (< 0,5 UNT), estos valores son mucho menores que los registrados en el

agua de Gambote. La razón es que el lecho/medio filtrante del subsuelo, por donde pasa el agua

subterránea en su recorrido, ayuda a la remoción natural de sustancias y partículas en el agua. Sin

embargo, se observa una concentración de dureza total, tanto en el pre como en post-tratamiento,

muy superior a la encontrada en Gambote. Los valores registrados oscilan entre 220,2 mg CaCO3/L

a 360,3 mg CaCO3/L, lo que clasifica al agua de Sincerín entre dura y muy dura (Tabla 5). Esto

implica la necesidad de un proceso de ablandamiento. Se hace necesario realizar una prueba de

alcalinidad (total, cálcica y magnésica) para cuantificar las concentraciones de iones de calcio,

magnesio, bicarbonato y carbonato, con el fin de determinar si la dureza total es de tipo

carbonatada (iones de calcio y magnesio unidos a los iones bicarbonato o carbonato, llamada

también dureza no-permanente) o no-carbonatada (generalmente, debido a la presencia de iones

sulfato y cloruro asociados a los iones de calcio y magnesio, conocida también como dureza

permanente), lo que marca una gran diferencia en la decisión acerca del método de ablandamiento

más apropiado para el agua de Sincerín. La presencia de iones cloruro y sulfato en concentraciones

más altas que las encontradas en el agua de Gambote, se debe también a que, generalmente, las

aguas subterráneas, comparadas con las superficiales, tienden a tener mayores concentraciones de

iones disueltos en el agua (solidos disueltos totales). Causa curiosidad el aumento en la

concentración de la dureza total en el muestreo 2 de pretratamiento (SINC) de 220,2 mg CaCO3/L

a 310,3 mg CaCO3/L en la muestra post-tratamiento (SINCT). Se observa que las concentraciones

de los iones asociados, comúnmente, a la dureza (cloruros, sulfatos, nitratos) todos sufrieron una

Page 88: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

80

reducción en su concentración a excepción del fluoruro que aumentó levemente de 0,29 a 0,44

mg/L, lo cual va en contravía con los hallazgos de Karthikeyan et al. (2000) en donde se encontró

una correlación negativa entre la dureza total y la concentración de fluoruro en aguas subterráneas

en Tamil Nadu (India). A pesar de no hacer parte del alcance del presente estudio, estos hallazgos

pudiesen servir, a futuro, para realizar un estudio más detallado para determinar la correlación

entre estos dos parámetros en el agua de Sincerín y relacionarlo con posibles casos de fluorosis en

este corregimiento. Se nota cómo la concentración de fluoruro es más alta que en Gambote (Tabla

13).

Con respecto al cumplimiento de los parámetros microbiológicos, se observa que las

concentraciones de coliformes totales superaron la norma (0 UFC/100 mL) en las muestras de agua

de pre y post-tratamiento (Tabla 13). La concentración de E.Coli solo supero la norma (0 UFC/100

mL) en el muestreo 1 de pretratamiento (SINC). Estos indican el riesgo latente de contaminación

por heces fecales de agua consumida por los pobladores de Sincerín. La adición de hipoclorito de

sodio no fue efectiva en la reducción de los coliformes totales. Esto puede deberse a: (a) la

presencia de sustancias y partículas causantes de color y turbiedad en algunas de las muestras

analizadas y (b) altas concentraciones de dureza total. Ambos disminuyen el efecto biocida y la

demanda del hipoclorito de sodio (Swanson y Fu, 2017; Collivignarelli, et al., 2018). Hay que

aclarar que el proceso de clorinación realizado por los pobladores no se hace de manera tecnificada,

ya que la adición del hipoclorito de sodio se hace de manera arbitraria y no como resultado de una

curva de demanda de cloro para determinar el punto de quiebre y así determinar la dosis de cloro

óptima.

Page 89: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

81

Mientras se soluciona el problema de raíz, las autoridades deberán suministrar agua apta para

consumo humano a los pobladores mediante carrotanques u otros medios como medida temporal

(paliativa). El problema de fondo es la eliminación de las fuentes generadoras de mercurio y

garantizar que cualquier sistema de tratamiento diseñado, como solución a largo plazo de manera

local en estas poblaciones, debe tener en cuenta la remoción del mercurio presente en las fuentes

actuales de agua.

Page 90: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

82

10. Conclusiones

• Se evaluó la calidad del agua de acuerdo con la Resolución 2115 de 2007 para los

corregimientos de Sincerín y Gambote, tanto en su fase de pre como de postratamiento.

Los resultados obtenidos indican que en su etapa cruda ambas muestras no cumplen con la

mayoría de los parámetros medidos, por lo que se concluye que no posee una calidad del

agua óptima. Para la etapa en la que el agua debería ser apta para consumo, al no tener un

plan estructurado para potabilización, no se logra aprobar los niveles mínimos exigidos por

la norma.

• Las características fisicoquímicas y microbiológicas del agua para consumo humano de los

corregimientos de Sincerín y Gambote no cumplen en su totalidad las exigencias de la

norma. Para el caso de Gambote, no se adiciona hipoclorito de sodio. Esta es la razón por

la cual los parámetros microbiológicos están por encima de la norma. En el caso de

Sincerín, incluso después de añadirle el hipoclorito de sodio, los coliformes totales siguen

incumpliendo la norma, lo que sugiere que el proceso de desinfección no es completamente

eficiente. Lo mismo sucede con el proceso de adición de alumbre para el caso de Gambote,

se puede concluir que este solo hace una mejoría en la turbiedad y en el color. Sin embargo,

se sigue incumpliendo la norma, lo que indica que el proceso no alcanza su objetivo. El no

cumplimiento de los parámetros microbiológicos es un indicador del riesgo de

contaminación por microorganismos patógenos al que están expuestos los pobladores. Esto

sugiere, además, un problema de fondo en el manejo de las aguas residuales domésticas en

estos corregimientos que se convierte en fuentes de contaminación.

Page 91: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

83

• Para los iones medidos (cloruros, fluoruros, sulfatos, nitratos y sulfatos) no se excedieron

los límites permisibles en ninguno de los dos corregimientos, obteniendo resultados

favorables tanto para pre como para post-tratamiento.

• Se analizaron 7 metales pesados: cromo (Cr), hierro (Fe), níquel (Ni), cobre (Cu), cadmio (Cd),

plomo (Pb) y mercurio (Hg). Los resultados de las concentraciones de hierro y mercurio

sobrepasaron la norma en ambos corregimientos. Las concentraciones de mercurio por

encima de la norma (> 0,001 mg/L) hacen que el agua de ambos corregimientos sea

inviable sanitariamente, de acuerdo al puntaje obtenido en el IRCA calculado (100 puntos).

Altas concentraciones de mercurio son, sin duda, un problema grave, cuyos riesgos a la

salud humana fueron explicados en este estudio. Adicionalmente, preocupa la presencia de

concentraciones de mercurio muy por encima de la norma, especialmente en el caso de

Gambote, ya que el Canal del Dique es la misma fuente de agua cruda de donde se toma el

agua para Cartagena de Indias. Se hace necesario entonces tomar muestras de agua tratada

(tomada de los grifos de casas) para medir las concentraciones de mercurio, para así tomar

las medidas pertinentes de persistir estas concentraciones por encima de la norma.

Ciertamente, Aguas de Cartagena no lleva a cabo ningún proceso u operación unitaria para

la remoción de este metal.

• Para el caso de Gambote, se hace necesario implementar un sistema de tratamiento que al

menos incluya: coagulación, floculación, filtración y desinfección. Para Sincerín, puede

implementarse un sistema de tratamiento que solo lleve a cabo filtración y desinfección.

Todos estos sistemas tienen que diseñarse de acuerdo a los lineamientos establecidos por

el RAS.

Page 92: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

84

• El Índice de Riesgo para la Calidad del Agua (IRCA), calculado para los corregimientos

de Sincerín y Gambote en sus etapas de pre y postratamiento, dio como resultado la

clasificación INVIABLE SANITARIAMENTE (no apta para consumo humano), lo que

indica que el grado de riesgo de ocurrencia de enfermedades se encuentra entre 80,1% y

100%. Los parámetros que excedieron la norma, presentando el mayor riesgo, fueron las

concentraciones de hierro, coliformes totales y, en algunos casos, Escherichia Coli.

Cuando el agua no es apta para consumo humano, la Resolución 2115 de 2007 ordena

como acciones “gestión directa de acuerdo a la competencia de la persona prestadora,

alcaldes, gobernadores y entidades del orden nacional”.

Page 93: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

85

11. Estudios futuros

El Ministerio de Salud y Protección Social, en su informe Nacional de Calidad de Agua del año

2016 (Minsalud, 2018), determinó que el agua del municipio de Arjona era de buena calidad (apta

para consumo humano). Sin embargo, Sincerín y Gambote, que son parte de su conformación

política, no cuentan con un sistema de tratamiento de potabilización de agua. En consecuencia y

como se ha mencionado en repetidas ocasiones en este estudio, sus pobladores se ven en la

necesidad de usar parte de los procesos unitarios usados en las plantas de tratamiento

convencionales. Esto está lejos de ser algo ideal, ya que carece de todo el componente técnico

(criterios de diseño) que se requiere para realizar la potabilización de manera eficiente. Esta

problemática deja abierta varias oportunidades para seguir desarrollando proyectos de

investigación (tesis de pregrado y posgrado) tendientes a la solución de esta problemática.

Este trabajo puede servir como línea base para la toma de decisiones tendientes a las soluciones

de corto, mediano y largo plazo. Por otra parte, también deja posibilidad a trabajos de ingeniería

civil y ambiental que den respuesta a los siguientes interrogantes:

• ¿Cuál es la percepción de la población ante los problemas relacionados con la calidad del

agua?

• ¿Cómo influye el nivel socio económico con la calidad del agua del departamento de

Bolívar?

Page 94: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

86

• ¿Cómo están relacionadas las enfermedades gastrointestinales (y de otro tipo) y muerte de

niños con la calidad del agua en estos corregimientos?

• ¿Qué medidas toman los organismos ambientales encargados para hacer valer las leyes en

este campo?

• ¿Pueden desarrollarse nuevos mecanismos para la evaluación de la calidad del agua para

consumo humano?

• ¿Es viable la realización de proyectos tendientes a la solución del acceso a agua apta para

consumo humano en estos corregimientos que permitan la inclusión a la comunidad en

temas de potabilización y calidad del agua?

• Basados en los resultados obtenidos en este estudio y dada el problema de financiación de

proyectos que sufre la región, ¿pueden realizarse diseños de alternativas de sistemas de

potabilización que no impliquen grandes costos de tal manera que sean más viables al corto

plazo?

Page 95: EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO …

87

12. Referencias

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13. Anexos

13.1. Primer muestreo de análisis microbiológicos.

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13.2. Segundo muestreo de análisis microbiológicos.

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13.3. Tercer muestreo de análisis microbiológicos.

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13.4. Primer muestreo de metales pesados.

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13.5. Segundo muestreo de metales pesados.

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13.6. Tercer muestreo de metales pesados.

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13.7. Primer muestreo de iones.

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13.8. Segundo muestreo de iones.

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