La degradación del recurso hídrico en la cuenca alta del Río Negro debido a la carencia de un sistema de tratamiento de las Aguas Residuales ha generado una problemática ambiental, social y económica en el municipio de Pacho en Cundinamarca, la cual se debe a la existencia de vertimientos directos de aguas crudas a los principales cuerpos superficiales del municipio, siendo los más afectados en términos de aporte de Agua Residual per cápita el Río Rute (San Antonio) y el Río Batán, los cuerpos hídricos principales de Pacho (Empresas Públicas de Cundinamarca, 2017). El área crítica identificada fue el casco urbano debido a la gran cantidad de descargas en el lugar, que deterioran la calidad del recurso hídrico al que tienen acceso las veredas del municipio aguas abajo, así como su crecimiento demográfico acelerado (Empresas Públicas de Cundinamarca, 2017). A partir de la problemática identificada, en este trabajo de grado se propuso el Diseño de un Sistema de Tratamiento del Agua Residual del Casco Urbano, eficiente y sustentable para las condiciones socioeconómicas y territoriales del municipio. En primer lugar, se comenzó con la recolección de los datos de partida como el estado (línea base) de la zona en términos de vertimientos y de sistemas de alcantarillado presentes (Lozano, 2012). Fueron comparados los aportes de las descargas en términos de mg/L para DBO5 y SST de los seis puntos de vertimientos priorizados por el PSMV del año 2017 con los límites máximos permisibles estipulados en la resolución 631 de 2015, evidenciándose que se supera con creces la normativa ambiental vigente y consecuencia de esto, fue constatada la importancia y necesidad de la realización de un proyecto de esta índole. Se seleccionaron tecnologías de tratamiento adecuadas para el contexto municipal en sus diferentes niveles (territorial, ambiental, técnico, económico y social) con base en la metodología “Selección de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales municipales” (Miranda, Ubaque, & Pinzón, 2015) para la propuesta de diseño de la PTARM, obteniéndose conclusiones acerca del cumplimiento de los objetivos propuestos, así como recomendaciones enfocadas a las consideraciones a tomar en cuenta para lograr un apropiado rendimiento operativo. | The degradation of water resources in the upper basin of the Negro river due to the lack of a wastewater treatment system has generated an environmental, social and economic problem in the municipality of Pacho in Cundinamarca, which is due to the existence of direct discharges of raw water to the main superficial bodies of the municipality, being the most affected in terms of contribution of Residual Water per capita, the Rute River (San Antonio) and the Batán River, the main water bodies of Pacho (Empresas Públicas de Cundinamarca, 2017). The critical area identified was the urban center due to the large number of wastewater discharges, which deteriorate the quality of the water resource to which the downstream townships have access, as well as its accelerated population growth (Empresas Públicas de Cundinamarca, 2017). Based on the problem identified, in this graduation project the Design of a Wastewater Treatment System of the Urban Area was proposed, efficient and sustainable for the socioeconomic and territorial conditions of the municipality. In the first place, the starting data was collected as the state (baseline) of the area in terms of wastewater and sewage systems present (Lozano, 2012). The contributions of the discharges in terms of mg / L for BOD5 and TSS of the six priority pour points prioritized by the PSMV of 2017 were compared with the maximum permissible limits stipulated in resolution 631 of 2015, evidencing that the current environmental regulations are far exceeded and as a consequence of this, the importance and necessity of carrying out such a project was confirmed. Appropriate treatment technologies were selected for the municipal context at their different levels (territorial, environmental, technical, economic and social) based on the methodology “Selection of technologies for municipal wastewater treatment” (Miranda, Ubaque, & Pinzón, 2015) for the design proposal of the PTARM, obtaining conclusions about the fulfillment of the proposed objectives, as well as recommendations focused on the considerations to be taken into account to achieve an appropriate operational performance.

RESUMEN : La microcuenca Río Arenal ubicada en el municipio de San Rafael-Antioquia representa una importante área para el desarrollo económico de esta región. Esta microcuenca se ha visto afectada por la presión ambiental (vertimiento de aguas residuales, cambios del uso del suelo, etc) derivada del manejo turístico del río. Con el objetivo de diagnosticar la calidad del agua y proporcionar una base para futuros procesos de gestión ambiental, control y regulación, se realizó una caracterización fisicoquímica, microbiológica e hidrobiológica mediante el uso de macroinvertebrados acuáticos, además de conocer la percepción de la comunidad sobre la calidad y gestión del río. Para ello se realizaron dos campañas de muestreo en 6 estaciones sobre el cauce del río, se registraron variables in situ y se tomaron muestras de agua para ser analizadas en laboratorio, además se encuestaron 45 habitantes de la microcuenca. Los resultados fisicoquímicos y microbiológicos presentaron variaciones leves entre estaciones; la temperatura, pH y turbidez presentaron diferencias estadísticamente significativas entre los muestreos. Se recolectaron 2136 individuos de macroinvertebrados acuáticos clasificados en 111 morfotipos, que comprenden 66 géneros, 51 familias y 14 ordenes; las familias más representativas fueron Baetidae, Elmidae, y Simuliidae; con la mayor diversidad en la estación E2 y abundancia en la estación E5. El índice BMWP/Col estuvo en los rangos 77-179 indicando aguas de calidad buena. Se concluye que el Río Arenal presenta una condición ecológica buena. Las encuestas indicaron que la comunidad reconoce la vulnerabilidad de la microcuenca y la necesidad de implementar políticas de control y regulación del recurso hídrico. | ABSTRACT : The Arenal River micro-basin located in the municipality of San Rafael-Antioquia represents a key area for economic development. This micro-basin has been affected by environmental pressures (wastewater discharge, changes in land use, etc.) derived from tourism management of the river. To diagnose water quality and provide a basis for future environmental management, control and regulation processes, a physicochemical, microbiological and hydrobiological characterization was carried out using aquatic macroinvertebrates, as well as the community's perception of the river's quality and management. For this purpose, two sampling campaigns were carried out in 6 stations on the riverbed, variables were recorded in situ and water samples were taken for laboratory analysis, and 45 inhabitants of the micro-watershed were surveyed. The physicochemical and microbiological results showed slight variations between stations; temperature, pH and turbidity showed statistically significant differences between campaigns. A total of 2136 individuals of aquatic macroinvertebrates were collected, classified into 111 morphotypes, comprising 66 genera, 51 families and 14 orders; the most representative families were Baetidae, Elmidae, and Simuliidae; with the highest diversity at station E2 and abundance at station E5. The BMWP/Col index was in the ranges 77-179 indicating a good water quality. It is concluded that the Arenal River presents a good ecological condition. The surveys indicated that the community recognizes the vulnerability of the micro-watershed and the need to implement water resource control and regulation policies. | Pregrado | Ingeniero Ambiental

"Las aguas residuales municipales, al ser una mezcla compleja de diversos compuestos orgánicos e inorgánicos, representan una seria amenaza para el medio ambiente y la salud pública debido a su alta carga de contaminantes, incluyendo grasas, aceites, proteínas y microorganismos patógenos. Su descarga sin tratar puede provocar graves consecuencias para los ecosistemas acuáticos y la calidad del agua potable, por lo que es imperativo someterlas a procesos de tratamiento efectivos. Los tratamientos biológicos se presentan como una opción viable y sostenible para abordar este desafío ambiental. Entre estos, los sistemas bioelectroquímicos (SBE) emergen como una tecnología prometedora. Los SBE tienen la capacidad única de no solo eliminar una amplia gama de contaminantes orgánicos presentes en las aguas residuales, sino también de generar electricidad como subproducto del proceso de tratamiento. El presente estudio se enfocó en evaluar la influencia de la distancia entre los electrodos (ánodo y cátodo) de un sistema biolectroquímico en la eficiencia de la remoción de la demanda química de oxígeno (DQO) y la generación de voltaje. Como es conocida la DQO es un indicador clave de la contaminación orgánica e inorgánica en las aguas residuales. La distancia entre el ánodo y cátodo influyó en el desempeño del SBE durante el tratamiento de agua residual municipal a un tiempo de retención hidráulica de 20 horas. A mayor distancia (56 cm) mayor fue la remoción de la demanda química de oxígeno (6% más alta) pero la generación de voltaje fue cuatro veces inferior que a una distancia menor (28 cm)"