Optimización del sistema de floculación planta de tratamiento de agua potable – PTAP Florida del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga S.A. E.S.P.

Naranjo Estupiñán, Óscar Javier

Optimización del sistema de floculación planta de tratamiento de agua potable – PTAP Florida del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga S.A. E.S.P.

dc.contributor.advisor	Peña Ortiz, Gonzalo
dc.contributor.author	Naranjo Estupiñán, Óscar Javier
dc.contributor.evaluator	Castillo León, John Jairo
dc.date.accessioned	2025-08-04T18:33:03Z
dc.date.available	2025-08-04T18:33:03Z
dc.date.created	2025-07-28
dc.date.issued	2025-07-28
dc.description.abstract	Descripción: El trabajo de grado se realizó con el objetivo de proponer al Acueducto Metropolitano de Bucaramanga - amb SA ESP, una nueva alternativa de agitación en el proceso de floculación de las Plantas de Potabilización, que permita mejorar la hidráulica de este proceso y eficiencia de procesos posteriores, reduciendo costos operativos por consumo de energía, aplicación de insumos químicos y consumo de agua para lavado de unidades de filtración. Se consultaron estudios realizados al proceso de floculación en los últimos 20 años, en los cuales, se determinaron parámetros óptimos de operación para diferentes calidades de agua y diferentes coagulantes utilizados. Se realizó el escalamiento de la estructura existente para construir un modelo, garantizando el tiempo de retención y configuración del tanque de floculación existente, separación entre secciones internas y estructuras de entrada y salida. Se realizaron pruebas con anilina de color rojo y prueba de trazadores con cloruro de sodio (NaCl), para la configuración actual de los tabiques divisorios y la propuesta en el proyecto, con ello se observó el recorrido del agua, comportamiento de la mezcla al interior la estructura y se determinó el mayor tiempo de retención hidráulico para las dos configuraciones de tabiques, siendo el mayor tiempo de retención experimental 3,13 minutos con la configuración propuesta en este proyecto. Se desarrollaron pruebas de trazadores con aplicación instantánea de Cloruro de Sodio (NaCl) como sustancia trazadora, y se estudiaron los modelos matemáticos como Wolf-Resnick, análisis de la curva de tendencia del trazador e índice de Morrill para la configuración de tabiques divisorios existente y la propuesta en este proyecto; de estas pruebas se determinó que la configuración de tabiques propuesta, presentó los mejores resultados del comportamiento del trazador al eliminar las zonas muertas en el floculador; el valor obtenido para flujo pistón es 59% y 41% para flujo mezclado. Alcanzado el mayor tiempo de retención y mejores resultados de las pruebas de trazadores, se realizaron pruebas de eficiencia del sistema con la configuración de tabiques divisorios propuesta, midiendo los parámetros de turbiedad, color, conductividad y pH, a la entrada y salida del modelo, para los diferentes juegos de paletas propuestos con valores altos y bajos de turbiedad. Adicionalmente, se midió el consumo de energía del sistema actual y se calculó el consumo del sistema propuesto para evaluar los costos operativos por esta variable. Finalmente, se realizó los cálculos hidráulicos para dimensionar las paletas y potencia de los motores para la optimización del proceso de floculación para la Sección Antigua de la Planta Florida y se calcularon los costos de las mejoras y tiempo de recuperación de la inversión.
dc.description.abstractenglish	Description: This graduate thesis was conducted with the objective of proposing to the Metropolitan Aqueduct of Bucaramanga – AMB S.A. E.S.P., a new agitation alternative for the flocculation process in the drinking water treatment plants. The proposed system aims to improve the hydraulic performance of the flocculation process and enhance the efficiency of subsequent treatment stages, while reducing operational costs related to energy consumption, chemical usage, and water consumption for filter unit backwashing. A review of studies on flocculation processes from the past 20 years was carried out to determine optimal operational parameters for various water qualities and coagulant types. A scale-up of the existing flocculation structure was performed to build a model that replicates the retention time and configuration of the current flocculation tank, including the spacing between internal sections and inlet/outlet structures. Tests using red-colored aniline and sodium chloride (NaCl) as tracers were performed on both the current configuration of baffle walls and the proposed configuration. These tests allowed for observation of water flow paths, mixing behavior inside the structure, and determination of hydraulic retention time. The highest experimental retention time obtained was 3.13 minutes with the proposed configuration. Tracer tests were developed using an instantaneous application of sodium chloride (NaCl) as the tracer substance. Mathematical models such as Wolf-Resnick, tracer curve trend analysis, and the Morrill Dispersion Index were employed to evaluate the performance of both the current and proposed baffle configurations. Results indicated that the proposed configuration yielded the best tracer behavior, effectively eliminating dead zones within the flocculator. The piston flow percentage was 59%, while mixed flow was 41%. Upon achieving higher retention time and better tracer test performance, the flocculation system’s efficiency was evaluated using the proposed baffle configuration. Parameters such as turbidity, color, conductivity, and pH were measured at the inlet and outlet of the model under varying turbidity conditions with different paddle sets. Additionally, the energy consumption of the current system was measured, and the consumption of the proposed system was estimated to assess operational costs due to this variable. Finally, hydraulic calculations were performed to size the paddles and motor power requirements for optimizing the flocculation process in the Old Section of the Florida Plant. The improvement costs and investment payback period were also calculated.
dc.description.degreelevel	Especialización
dc.description.degreename	Especialista en Química Ambiental
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45830
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Especialización en Química Ambiental
dc.publisher.school	Escuela de Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Trazador
dc.subject	Floculación
dc.subject	Calidad del agua
dc.subject	Tabiques
dc.subject	Retención hidráulica
dc.subject.keyword	Tracer
dc.subject.keyword	Flocculation
dc.subject.keyword	Water Quality
dc.subject.keyword	Baffles
dc.subject.keyword	Hydraulic Retention
dc.title	Optimización del sistema de floculación planta de tratamiento de agua potable – PTAP Florida del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga S.A. E.S.P.
dc.title.english	Optimization of the flocculation system – drinking water treatment plant (PTAP) Florida of the Metropolitan Aqueduct of Bucaramanga S.A. E.S.P.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Especialización