Análisis multitemporal mediante modelos ARIMA de la calidad del agua en la potabilizadora “Francisco Wiesner” y el embalse “San Rafael” (Bogotá D.C., Colombia) | Multitemporal analysis using ARIMA models of water quality in the "Francisco Wiesner" water treatment plant and the "San Rafael" reservoir (Bogotá D.C., Colombia)

Garantizar la calidad del agua potable es indispensable para cualquier sistema de tratamiento, especialmente en una mega ciudad como Bogotá, por este motivo se desarrollaron modelos ARIMA que permiten pronosticar el comportamiento temporal de la calidad del agua del embalse San Rafael y la potabilizadora Francisco Wiesner. Para este fin se seleccionaron tres estaciones de macromedición dentro del sistema Chingaza, estas fueron: Río Teusacá–Salitre, embalse San Rafael y suministrada CDC. Se eligieron los parámetros indicadores de calidad del agua más pertinentes para la investigación, y mediante un tratamiento estadístico se completaron datos faltantes de las series de tiempo diarias entre los años 2008–2015. Para generar los modelos ARIMA, en tres escalas de tiempo (Diario, media móvil semanal y media móvil mensual), se utilizó el software IBM-SPSS y su herramienta modelizador experto; debido a que los valores de los estadísticos relevantes de los modelos no cumplieron con los rangos sugeridos en la literatura consultada, se decidió emplear el proceso iterativo de Box-Jenkins adaptado por Pérez (2005) para estimar modelos más ajustados. Se realizó una correlación entre los parámetros indicadores de las estaciones seleccionadas, detectando características diferenciales en cada una de las estaciones. De igual manera se analizaron los costos y cantidades de los productos químicos utilizados en la planta potabilizadora, verificando la relación directa entre la variación de las características de calidad del agua y el uso de dichos productos. Adicionalmente, se realizó el cálculo del IRCA y el análisis de los valores que infringieron la normatividad nacional, evidenciando una óptima calidad del recurso hídrico que se distribuye a los beneficiarios del sistema potabilizador. Finalmente, se utilizó la metodología del marco lógico para formular estrategias sustentables que optimicen la operación de la PTAP Francisco Wiesner y aseguren la calidad del agua de abastecimiento para Bogotá.

Secure the quality of drinking water is essential for any treatment system, especially in a megacity like Bogotá, for this reason, ARIMA models were developed that allow predicting the temporal behavior of the water quality of the San Rafael reservoir and the Francisco Wiesner drinking water treatment plant. For this purpose, three metering stations were selected in the Chingaza system, these were: Río Teusacá–Salitre, embalse San Rafael y suministrada CDC. The water quality indicator parameters most pertinent to the research were chosen, and through of statistical treatment, missing data from the daily time series were completed between the years 2008 2015. To generate the ARIMA models, in three time scales (Daily, weekly moving average and monthly moving average), the IBM-SPSS software and its expert modeler tool were used; due to the fact that the values of the relevant statistics of the models did not comply with the ranges suggested in the literature consulted, it was decided to use the Box-Jenkins iterative process adapted by Pérez (2005) to estimate more adjusted models. A correlation was made between the indicator parameters of the selected stations, detecting differential characteristics in each of the stations. In the same way, the costs and quantities of the chemical products used in the water treatment plant were analyzed, verifying the direct relationship between the variation of water quality characteristics and the use of said products. Additionally, the calculation of the IRCA and the analysis of the values that violated the national regulations were made, evidencing an optimum quality of the water resource that is distributed to the beneficiaries of the water treatment system. Finally, the logical framework approach was used to formulate sustainable strategies that optimize the operation of the Francisco Wiesner water treatment plant and ensure the water quality for Bogotá.

Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá