PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
Aprovechamiento del agua lluvia en la Pontificia Universidad Javeriana de Bogotá en función de la variabilidad de la calidad
Trabajo de Grado
Laura Solarte & Leonardo González
03/12/2012
FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
1
Presentado por:
Leonardo González Espinel
C.C. 1.032.416.856 de Bogotá
Laura Milena Solarte Moncayo
C.C. 1.018.430.877 de Bogotá
Director:
Andrés Torres
I.C., M.S.C., P.H.D.
Evaluador:
Luis Alejandro Camacho
I.C., M.S.C., P.H.D.
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Civil
Bogotá D.C.
Diciembre de 2012
Aprovechamiento de Agua Lluvia
2
Dedicatoria A nuestras familias y amigos, gracias por contar con su compañía
Agradecimiento A todos aquellos que nos brindaron su guía y apoyo, especialmente al ingeniero
Andrés Torres
Tabla de contenido Listado de Figuras .................................................................................................................. 5
Aprovechamiento de Agua Lluvia
3
Listado de Tablas .................................................................................................................... 9
1. Introducción .................................................................................................................. 10
2. Materiales y métodos .................................................................................................... 12
2.1. Campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá ................................ 12
2.1.1. Descripción del Campus Universitario ........................................................... 12
2.1.2. Estaciones Meteorológicas ............................................................................. 13
2.2. Experimentación en el campus .............................................................................. 14
2.2.1. Puntos de Muestreo ........................................................................................ 15
2.2.2. Tipos de superficies ........................................................................................ 17
2.2.3. Metodología para la toma de muestras ........................................................... 20
2.3. Pruebas de laboratorio ........................................................................................... 20
2.3.1. Ensayos realizados .......................................................................................... 20
2.3.2. Ensayos realizados puntos 4 y 5 ..................................................................... 20
2.3.3. Normas de los ensayos realizados en los laboratorios .................................... 21
2.3.4. Normas de calidad del agua para los diferentes usos ..................................... 28
2.4. Herramientas computacionales .............................................................................. 32
2.4.1. Diagrama de cajas (BOX PLOT).................................................................... 32
2.4.2. Prueba T-Test ................................................................................................. 33
2.4.3. Análisis de componentes principales (PCA) .................................................. 34
2.4.4. ANOVA .......................................................................................................... 34
3. Análisis y Resultados ................................................................................................... 36
3.1. Comparación de resultados con las normas seleccionadas y posibles usos ........... 36
3.1.1. Constituyentes inorgánicos ............................................................................. 36
3.1.2. Físicos y organolépticos ................................................................................. 39
3.1.3. Metales ........................................................................................................... 42
3.1.4. Constituyentes orgánicos ................................................................................ 46
3.1.5. Síntesis de la comparación de los resultados con las normas seleccionadas y
posibles usos del agua lluvia ........................................................................................ 47
3.2. Comparación por t-test ........................................................................................... 52
3.3. Caracterización de la variabilidad de las concentraciones observadas en función de
la ubicación dentro del campus, tipo de superficie, tipo de evento lluvioso .................... 56
Aprovechamiento de Agua Lluvia
4
3.3.1. Componentes orgánicos .................................................................................. 56
3.3.2. Constituyentes inorgánicos ............................................................................. 58
3.3.3. Físicos y organolépticos ................................................................................. 60
3.3.4. Metales ........................................................................................................... 62
3.3.5. Síntesis de resultados de PCA ........................................................................ 64
3.4. Análisis de varianza de los resultados de calidad de aguas lluvias ....................... 66
3.4.1. Componentes orgánicos .................................................................................. 66
3.4.2. Constituyentes inorgánicos ............................................................................. 67
3.4.3. Físicos y organolépticos ................................................................................. 69
3.4.4. Metales ........................................................................................................... 71
3.4.5. Síntesis de resultados del análisis de varianza................................................ 75
3.5. Síntesis de Resultados final ................................................................................... 78
4. Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................... 80
5. Referencias ................................................................................................................... 82
6. Anexos .......................................................................................................................... 87
Aprovechamiento de Agua Lluvia
5
Listado de Figuras Figura 1. Vista del Campus de Universidad Javeriana……………………………………...9
Figura 2. Ubicación Geográfica de las Estaciones Pluviométricas………………………...10
Figura 3. Puntos de Muestreo………………………………………………………………14
Figura 4. Diagrama de cajas………………………………………………………………..27
Figura 5. Diagrama de cajas del Fósforo…………………………………….…………….29
Figura 6. Diagrama de cajas del Nitrógeno…………………………………….…………..29
Figura 7.Diagrama de cajas de Sulfatos…………………………………….……………...30
Figura 8. Diagrama de cajas de Cloruros…………………………………………………..30
Figura 9. Diagrama de cajas del pH………………………………………………………..30
Figura 10. Diagrama de cajas del Oxígeno Disuelto ………………………………………31
Figura 11.Diagrama de cajas del NTK……………………………………………………..31
Figura 12. Diagrama de cajas de la Temperatura…………………………………………..32
Figura 13. Diagrama de cajas de la Alcalinidad…………………………………………...33
Figura 14. Diagrama de cajas de la conductividad………………………………………...33
Figura 15. Diagrama de cajas de STD……………………………………………………..33
Figura 16. Diagrama de cajas de la Dureza Total………………………………………….33
Figura 17. Diagrama de cajas de la Acidez………………………………………………...34
Figura 18. Diagrama de cajas de SST……………………………………………………...34
Figura 19. Diagrama de cajas de ST……………………………………………………….34
Figura 20. Diagrama de cajas del Color……………………………………………………35
Figura 21. Diagrama de cajas de la Turbidez...……………………...……………………..35
Figura 22. Diagrama de cajas del Cloro……………………………………………………36
Figura 23. Diagrama de cajas de la plata…………………………………………………..36
Figura 24. Diagrama de cajas del Potasio………………………………………………….36
Figura 25. Diagrama de cajas del Sodio……………………………………………………36
Figura 26. Diagrama de cajas del Zinc……………………………………………………..37
Figura 27. Diagrama de cajas del Hierro…………………………………………………..37
Figura 28. Diagrama de cajas del Plomo…………………………………………………..37
Figura 29. Diagrama de cajas del Manganeso……………………………………………..38
Figura 30. Diagrama de cajas del Mercurio………………………………………………..38
Aprovechamiento de Agua Lluvia
6
Figura 31. Diagrama de cajas del Níquel…………………………………………………..39
Figura 32. Diagrama de cajas del Cadmio…………………………………………………39
Figura 33. Diagrama de cajas del Magnesio ………………………………………………39
Figura 34. Diagrama de cajas del DBO5…………………………………………………..40
Figura 35. Diagrama de cajas del DQO……………………………………………………40
Figura 36. Correlación componentes orgánicos……………………………………………51
Figura 37. Componentes principales parámetros orgánicos……………………………….51
Figura 38. Componente uno de parámetros orgánicos……………………………………..51
Figura 39. Componente dos de parámetros orgánicos……………………………………..51
Figura 40. Separación por lugar parámetros orgánicos…………………………………….52
Figura 41. Separación evento parámetros orgánicos……………………………………….52
Figura 42. Separación por Superficie de parámetros orgánicos…………………………....52
Figura 43. Correlación componentes inorgánicos………………………………………….53
Figura 44. Componentes principales parámetros inorgánicos……………………………..53
Figura 45. Componente uno parámetros inorgánicos……………………………………...53
Figura 46. Componente dos parámetros inorgánicos………………………………………53
Figura 49. Separación por Superficie de parámetros inorgánicos………………………….54
Figura 50. Correlación componentes físicos……………………………………………….55
Figura 51. Componentes principales parámetros físicos…………………………………...55
Figura 52. Componente dos parámetros físicos……………………………………………55
Figura 53. Componente uno parámetros físicos……………………………………………55
Figura 54. Separación por lugar de parámetros físicos…………………………………….56
Figura 55. Separación por evento de parámetros físicos…………………………………...56
Figura 56. Separación por Superficie de parámetros físicos……………………………….56
Figura 57. Correlación de los metales……………………………………………………...57
Figura 58. Componentes principales de los metales……………………………………….57
Figura 59. Componente dos de los metales………………………………………………...57
Figura 60. Componente uno los metales…………………………………………………...57
Figura 61. Separación por lugar de los metales……………………………………………58
Figura 62. Separación por evento de los metales…………………………………………..58
Figura 63. Separación por Superficie de los metales………………………………………58
Aprovechamiento de Agua Lluvia
7
Figura 64. Análisis de varianza de la DBO5……………………………………………….60
Figura 65. Análisis de varianza de la DQO………………………………………………...60
Figura 66. Análisis de varianza del Nitrógeno……………………………………………..61
Figura 67. Análisis de varianza del Fósforo………………………………………………..62
Figura 68. Análisis de varianza de los Sulfatos……………………………………………62
Figura 69. Análisis de varianza del NTK…………………………………………………..62
Figura 70. Análisis de varianza del pH…………………………………………………….62
Figura 71. Análisis de varianza de Cloruros……………………………………………….62
Figura 72. Análisis de varianza del Oxígeno Disuelto……………………………………..62
Figura 73. Análisis de varianza de la Conductividad………………………………………63
Figura 74. Análisis de varianza de la Alcalinidad………………………………………….63
Figura 75. Análisis de varianza de la Turbidez…………………………………………….64
Figura 76. Análisis de varianza de la Dureza Total………………………………………..64
Figura 77. Análisis de varianza del Color………………………………………………….64
Figura 78. Análisis de varianza de Sólidos Totales………………………………………..64
Figura 79. Análisis de varianza de Sólidos Suspendidos Totales………………………….65
Figura 80. Análisis de varianza de la Acidez………………………………………………65
Figura 81. Análisis de varianza de la Temperatura………………………………………...65
Figura 82. Análisis de varianza del Hierro…………………………………………………66
Figura 83. Análisis de varianza del Mercurio……………………………………………...66
Figura 84. Análisis de varianza del Manganeso……………………………………………66
Figura 85. Análisis de varianza del Magnesio……………………………………………..67
Figura 86. Análisis de varianza del Sodio………………………………………………….67
Figura 87. Análisis de varianza del Potasio………………………………………………..67
Figura 88. Análisis de varianza del Plomo…………………………………………………67
Figura 89. Análisis de varianza del Zinc…………………………………………………...68
Figura 90. Análisis de varianza de la Plata………………………………………………...68
Figura 91. Análisis de varianza del Níquel………………………………………………...68
Figura 92. Análisis de varianza del Cobre…………………………………………………68
Figura 93. Análisis de varianza del Cadmio……………………………………………….69
Aprovechamiento de Agua Lluvia
8
Figura 94. Factores principales que influyen en la variabilidad de los parámetros de
calidad……………………………………………………………………………………...71
Figura 95. Factores que influyen en más del 80% de la variabilidad de los parámetros de
calidad……………………………………………………………………………………...71
Figura 96. Factores que influyen en más del 50% de la variabilidad de los parámetros de
calidad……………………………………………………………………………………...72
Aprovechamiento de Agua Lluvia
9
Listado de Tablas Tabla 1. Especificaciones espaciales de las estaciones pluviométricas……………………11
Tabla 2. Datos de Precipitación EAAB Estación Pluviométrica San Diego……………….12
Tabla 3. Ensayos realizados en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de
Ingeniería Civil de la PUJB…………………………………………………………….…..13
Tabla 4. Organización de acuerdo al Lugar de Recolección ………………………………15
Tabla 5. Tipos de superficies ………………………………………………………………17
Tabla 6. Normas de ensayos realizados físicos y organolépticos………………………….19
Tabla 7. Normas de ensayos realizados de constituyentes inorgánicos……………………22
Tabla 8. Normas de ensayos realizados de constituyentes orgánicos……………………...23
Tabla 9. Normas de ensayos realizados de metales………………………………………..24
Tabla 10. Resumen normativas para agua potable…………………………………………28
Tabla 11. Resumen normativas de agua para riego………………………………………...29
Tabla 12. Resumen normativas para agua para recreación………………………………...30
Tabla 13. Resumen normativas en sanitarios………………………………………………30
Tabla 14. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-)
según la normativa Colombiana para el uso potable del agua……………………………..46
Tabla 15. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-)
según la normativa Colombiana para el uso del agua en riego…………………………….47
Tabla 16. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-)
según la normativa Colombiana para el uso del agua en descarga de sanitarios……..……48
Tabla 17. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-)
según la normativa Colombiana para el uso del agua en uso recreativo……………….…..49
Tabla 18. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes
principales………………………………………………………………………………….52
Tabla 19. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies
diferentes…………………………………………………………………………………..54
Tabla 20. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes
principales………………………………………………………………………………….74
Aprovechamiento de Agua Lluvia
10
1. Introducción El aprovechamiento del agua lluvia de escorrentía se ha venido intensificando en los
últimos años debido al crecimiento de la población urbana, y por ende al aumento de la
demanda del agua en varios países del mundo como alternativa para suplir varias de las
necesidades domésticas y cotidianas (Vishwanath, 2001; De Graaf, Van der Brugge,
Lankester, Van der Vliet, & Valkenburg, 2007), constituyéndose en una opción tanto
económica como ambientalmente interesante. Países como Estados Unidos, Suecia, China,
Japón, Australia, Indonesia, Alemania, España, Francia, Nigeria y Sudáfrica grafican como
líderes en prácticas de aprovechamiento de aguas lluvias, mediante concepciones técnicas,
científicas, normativas y socioeconómicas asociadas a procesos de construcción sostenible
(Torres, y otros, 2011). Además, se conocen varias experiencias publicadas
internacionalmente (Mitchell, McCarthy, Deletic, & Fletcher, 2008), donde el agua lluvia
es aprovechada para diferentes usos, desde el consumo humano para aguas lluvia de buena
calidad hasta el riego de plantas, entre otras.
Sin embargo, se reconoce que la implementación de un sistema de captación de aguas
lluvias para su eventual aprovechamiento, no sólo depende de la cantidad u oferta hídrica,
sino de la calidad de ésta y de los usos que se le quieran dar. En efecto, el agua lluvia de
escorrentía, especialmente la de las grandes ciudades, contienen contaminantes los cuales
pueden afectar la salud humana (Göbel, Dierkes, & Coldewey, 2007; McCarthy, Delectic,
Mitchell, Fletcher, & Diaper, 2008). Varias experiencias en cuanto a caracterización del
agua indican que las concentraciones de contaminantes típicas en el agua lluvia de
escorrentía como resultado de la corrosión de las superficies sobre los tejados en áreas
urbanas están en los rangos de 0.1 µg/L a 32 µg/L para Cd, 3 µg/L a 247 µg/L para Cu, 16
µg/L a 2764 µg/L para Pb and 802 µg/L a 38061 µg /L para Zn (Gromaire Mertz, Garnaud,
Gonzalez, & Chebbo, 1999; Göbel, Dierkes, & Coldewey, 2007). Estos metales provienen
generalmente de las partículas de polvo como consecuencia de los procesos de combustión,
industrias de metales ferrosos y no ferrosos, plantas incineradoras, industrias de cemento o
vidrio y el tráfico pesado (Xue & Kang, 2012).
Actualmente en Colombia esta práctica se concentra en experiencias tradicionales de
captación por medio de canecas, vasijas y pozos artesanales para utilizar el agua que cae
sobre los tejados de las viviendas para usos no potables (Torres, y otros, 2011). Varias
comunidades recolectan el agua lluvia para usos domésticos como descarga de inodoros,
lavado de patios, pisos y paredes, irrigación y consumo humano y animal. Esta práctica es
común en comunidades con limitado o pobre acceso al agua potable, o cuando el costo del
servicio no es coherente con los ingresos de los habitantes (Alcaldía Mayor de Bogotá,
2009).
La Pontificia Universidad Javeriana, desde el Departamento de Ingeniería Civil, ha venido
desarrollando el concepto de campus sostenible, el cual se basa en el equilibrio entre
Aprovechamiento de Agua Lluvia
11
construcción de infraestructura y entorno natural, partiendo del aprovechamiento de agua
lluvia que se puede captar en diferentes puntos estratégicos del área universitaria. Los
estudios iniciaron en el año 2004 mediante el análisis de disponibilidad del recurso en el
campus universitario sede en Bogotá, generando balances hídricos mediante el método de
masas oferta-demanda, en el cual se concluyó que existen volúmenes suficientes de aguas
lluvias en el campus universitario para suplir la demanda en ciertos usos (Lara Borrero, y
otros, 2007). En cuanto a los estudios del análisis de calidad del agua se han encontrado
algunos valores que no cumplen los estándares de las diferentes referencias normativas.
Dentro de los parámetros más restrictivos se encuentran los metales pesados debido a su
toxicidad y potencial factor de generación de cáncer, para los cuales se han encontrado
concentraciones elevadas de Plomo (Pb), Cadmio (Cd) y Mercurio (Hg), las cuales superan
los estándares de calidad para riego agrícola y consumo humano. Además se ha detectado
una contaminación bacteriológica (Coliformes fecales; Escherichia Coli) que, aunque no
muy elevada, impide el uso del agua dentro del campus (Torres, y otros, 2011).
Aunque se ha venido trabajando en el estudio de la calidad del agua lluvia de escorrentía en
el campus de la Pontificia Universidad Javeriana, aún no se ha estudiado su variabilidad
espacial (en diferentes puntos del campus y teniendo en cuenta su ubicación, tipo de
superficie) y temporal (tipo de evento lluvioso teniendo en cuenta variables como
intensidad, altura, duración, tiempo seco anterior, etc.), lo cual podría ser determinante en
la concepción, diseño, operación y mantenimiento de sistemas de aprovechamientos de
agua lluvia en el campus universitario y así estimar los posibles usos del agua lluvia de
escorrentía en el campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá a partir de la
variabilidad espacio-temporal que se observa de diferentes parámetros de calidad.
El presente documento muestra una serie de análisis en cuanto a la viabilidad del
aprovechamiento del agua lluvia como una alternativa para ciertos usos del agua de lluvia
de escorrentía dentro del campus, en función de la variabilidad espacio-temporal de la
calidad, además de los posibles usos de agua lluvia potencialmente aprovechable dentro de
la Universidad. Se compone del capítulo de Materiales y Métodos (Capítulo 2) que
describe el sitio experimental seleccionado, las estaciones meteorológicas seleccionadas
con sus respectivos análisis hidrológicos, los diferentes puntos de muestreo, la
caracterización del tipo de superficie, las pruebas en el laboratorio, programas utilizados y
los parámetros para realizar el análisis y comparación de resultados. En Resultados y
Discusión (Capítulo 3) se reportan y analizan los resultados obtenidos, teniendo en cuenta
las normas de calidad del agua y las pruebas estadísticas realizadas. Finalmente en el último
capítulo de este documento se encuentran las conclusiones y recomendaciones (Capítulo 4)
donde se tomaron los resultados más relevantes del documento, para realizar las
conclusiones generales y recomendaciones para trabajos futuros.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
12
2. Materiales y métodos El presente capítulo muestra la metodología y las herramientas utilizadas para el desarrollo
del actual trabajo de grado, dentro del cual se incluye la localización del campus
universitario, la parte experimental que consistió en la recolección de agua lluvia de
escorrentía en diferentes puntos en la zona alta de la Pontificia Universidad Javeriana sede
Bogotá y por ende los análisis de calidad de aguas realizados en el Laboratorio de Pruebas
y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la PUJB. Además de las herramientas
computacionales utilizadas para la realización de los análisis estadísticos y la comparación
con distintas normas de calidad de aguas para los diferentes usos a proponer.
2.1. Campus de la Pontificia Universidad Javeriana sede Bogotá
2.1.1. Descripción del Campus Universitario
El 13 de junio de 1623 fue establecida la Universidad y Academia de San Francisco Javier
en el barrio de la Candelaria, actual sede del Museo Colonia, luego de esto suspendida el 31
de julio de 1767 y restablecida en 1930 con el nombre de Universidad Javeriana.
Posteriormente, la Universidad fijó su sede en los actuales predios en la localidad de
Chapinero (Figura 1), solucionando sus problemas de ubicación en 1950 (Pontificia
Universidad Javeriana).
Figura 1. Vista del Campus de Universidad Javeriana
La ciudad universitaria cuenta actualmente con 18 hectáreas de terreno y casi 200,000
metros cuadrados de construcción donde se asientan edificios académicos, administrativos,
de parqueaderos y de servicios, capillas, instituciones bancarias y hospitalarias, cafeterías,
tiendas por departamentos, auditorios, centro de convenciones, campo de fútbol, zonas
Aprovechamiento de Agua Lluvia
13
deportivas, arboledas, zonas verdes y plazoletas, donde diariamente circulan cerca de 30
mil personas (Estupiñán Perdomo & Zapata García, 2010).
2.1.2. Estaciones Meteorológicas
Para el análisis de la variabilidad temporal correspondiente al tipo de evento lluvioso
(intensidad, altura, duración y tiempo seco anterior) se necesitaron datos confiables de
precipitación sobre el campus universitario. Para esto se realizó la búsqueda de las
estaciones meteorológicas más cercanas a éste, por lo que se decidió seleccionar las
estaciones San Diego, San Luis y Centro Nariño pertenecientes a la Empresa de Acueducto
y Alcantarillado de Bogotá (EAAB) más cercanas a la universidad Javeriana de Bogotá (ver
tabla 1 y figura 2).
Tabla 1. Especificaciones espaciales de las estaciones pluviométricas
Estaciones Latitud Longitud Elevación
San Diego 4°37’ 74°04’ 2959
San Luis 4°39’ 74°03’ 2700
Centro Nariño 4°37’ 74°05’ 2579
Debido a que la información de las estaciones Centro Nariño y San Luis no se encontró
completa ni actualizada, se decidió utilizar únicamente los datos de precipitación de la
estación San Diego suministrados por la EAAB que se encuentra actualmente en
funcionamiento y posee información de precipitación completa (del año 2009 al 2012 con
todos los meses de registro sin falta alguna de los datos de precipitación), ver Anexo 1.
Figura 2. Ubicación Geográfica de las Estaciones Pluviométricas
Aprovechamiento de Agua Lluvia
14
La información de precipitación fue utilizada para realizar el análisis de los diferentes tipos
de eventos lluviosos que son propios de la zona a considerar y así calcular la intensidad,
profundidad total, duración y tiempos secos anteriores característicos de cada uno de los
eventos durante los que se muestreó agua lluvia de escorrentía en el campus.
Con referencia a lo anterior, se presenta un cuadro resumen de los datos de precipitación,
encontrándose que varios de los ensayos de calidad se realizaron el mismo día para uno o
más puntos de muestreo como se observa en la Tabla 2. Esta tabla se organizó de acuerdo al
evento (fecha del evento de lluvia), tiempo seco anterior en días, días con lluvia, altura del
día en milímetros y la altura total de los días con lluvia en milímetros terminado el tiempo
seco anterior; organizado según la antigüedad de la toma de la muestra con el número de
ensayos realizados para cada uno de los eventos.
Tabla 2. Datos de Precipitación EAAB Estación Pluviométrica San Diego.
Evento
No. Fecha
No. De
Ensayos
Tiempo seco
antecedente
(días)
Días Con
Lluvia
Altura del
día (mm)
Profundidad
Total (mm)
1 27/03/2009 2 1 9 4.9 70.7
2 05/06/2009 1 3 4 14.0 18.7
3 15/09/2009 2 1 3 7.8 11.5
4 04/10/2009 1 4 1 0.7 0.7
5 20/10/2009 1 1 2 9.7 18.9
6 26/02/2010 1 2 4 1.3 5.8
7 06/04/2010 2 1 2 15.7 59.4
8 25/08/2010 2 5 1 6.6 6.6
9 27/09/2010 3 1 3 1.1 2.4
10 04/10/2010 3 1 1 32.4 32.4
11 13/05/2011 5 2 4 30.4 89.4
12 05/10/2011 1 8 1 48.8 48.8
13 11/10/2011 3 2 1 0.8 0.8
14 05/10/2012 2 2 3 20.0 26.0
Total de ensayos 29
2.2. Experimentación en el campus
La experimentación en el campus universitario se ha venido realizando desde el año 2009, a
través del grupo de investigación Ciencia e Ingeniería del Agua y el Ambiente (antiguo
Hidrociencias e ISAD) y en los Trabajos de grado de estudiantes de la Facultad de
Ingeniería como lo son Estupiñán & Zapata (2010) de la maestría en Ingeniería Civil y
Torres Murillo (2011) de la carrera de Ingeniería Civil. En el marco de dichos trabajos, en
los puntos de muestreo se realizó un total de once campañas de medición de calidad de
Aprovechamiento de Agua Lluvia
15
aguas de escorrentía realizadas entre el 2009 y 2011, a los cuales se le realizaron los
ensayos de calidad de agua que se reportan en la Tabla 3.
Tabla 3. Ensayos realizados en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la
PUJB
ENSAYOS FISICOS Y ORGANOLÉPTICOS Acidez total
Alcalinidad total
Color Verdadero
Turbidez
Temperatura
Conductividad
Dureza Total
Dureza por Calcio o calcita
Dureza por magnesio
Sólidos Totales
Sólidos suspendidos totales
Sólidos Volátiles
Sólidos totales disueltos
Sólidos Sedimentables
DETERMINACIÓN DE METALES Mercurio
Sodio
Plata
Cadmio
Hierro
Cobre
Níquel
Manganeso
Magnesio
Potasio
Plomo
Zinc
DETERMINACIÓN CONSTITUYENTES INORGÁNICOS Nitrógeno amoniacal
Cloruros
Sulfatos
Cloro Residual
Fósforo total
pH
NTK
Oxígeno Disuelto
DETERMINACIÓN COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) Demanda Química de oxígeno (DQO)
Con referencia a lo anterior, en el presente trabajo de grado se decidió iniciar con el análisis
y apropiación de los ensayos de calidad suministrados de los Trabajos de Grado ya
mencionados anteriormente. Se encontró que la información de los ensayos de calidad para
dos de los puntos muestreados (puntos 4 y 5) estaba incompleta, ya que hacían falta de la
mayoría de los resultados de calidad (físicos y organolépticos, orgánicos, inorgánicos y
metales) de ambos puntos; por este motivo se decidió realizar una campaña más de
medición sobre aquellos puntos, para así completar los datos faltantes de calidad.
2.2.1. Puntos de Muestreo
Los puntos de recolección de agua en la parte alta del campus de la PUJB (Figura 3);
fueron seleccionando sitios claves para la investigación privilegiando la cancha de fútbol y
sus alrededores, como se indica en el Trabajo de Grado de Estupiñán & Zapata (2010) y
Torres Murillo (2011). Lo anterior debido a la facilidad de captar la mayor parte de agua de
escorrentía con calidad adecuada y con el propósito de minimizar los costos de bombeo.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
16
Inicialmente se definieron diez puntos de muestreo estratégicos para la recolección de agua
lluvia (Figura 3), de acuerdo a las condiciones descritas anteriormente, así como su
ubicación y cercanía a posibles centros de acopio y recolección (Torres Murillo, 2011)(ver
Figura 3).
Figura 3. Puntos de Muestreo
Punto 1. Sistema Drenaje Campo de fútbol
Punto 2. Canal Nororiental Campo de fútbol
Punto 3. Canal Suroriental Campo de fútbol
Punto 4. Cubierta del Edificio de Punto
parqueaderos Don Guillermo Castro
Punto 5. Caja recolección del sótano del Ed.
de parqueaderos Don Guillermo Castro
Punto 6. Cubierta Facultad de Ingeniería Ed.
José Gabriel Maldonado
Punto 7. Cubierta Edificio Fernando Barón
Punto 8. Cubierta Edificio José de Carmen
Acosta
Punto 9. Cubierta Edificio de Talleres de
arquitectura
Punto 10. Sumidero frente Facultad de
Psicología Edificio Manuel Briceño Jáuregui
Como la cancha de fútbol de la PUJB es la mayor área recolectora de agua lluvia y se
encuentra ubicada en el centro de los puntos considerados, se determinaron tres puntos
(Puntos 1, 2 y 3). Luego en el Edificio de parqueaderos Don Guillermo Castro, se tomaron
dos puntos (Puntos 4 y 5) para evaluar las descargas directas de la cubierta y el sistema de
drenaje en los sótanos; por otro lado, en los Edificios José Gabriel Maldonado S.J. (Punto
6), Fernando Barón S.J (Punto 7) y Talleres de Arquitectura (Punto 9); en estos puntos se
tuvieron en cuenta las cubiertas como puntos de muestreo. Por último, se tuvo en cuenta el
sumidero principal que pertenece al sistema de drenaje de la vía de acceso al parqueadero
(Punto 10), ubicado frente al Edificio de la Facultad de Psicología Manuel Briceño Jáuregui
S.J. El Punto 8 ubicado en el Edificio José de Carmen Acosta se descartó para la toma de
muestras, debido a la dificultad de recolección de agua y la falta de información en cuanto al
sistema de desagüe de la cubierta del edificio (Torres Murillo, 2011).
La Tabla 4 relaciona algunas características de los eventos de precipitación para cada lugar
de recolección: se incluye el lugar de la recolección de la muestra, evento (fecha del evento
de lluvia), tiempo seco anterior en días, días con lluvia, altura registrada en la fecha de
recolección en milímetros y la altura total de los días con lluvia en milímetros terminado el
tiempo seco anterior. De esta manera se pudo conectar los datos de calidad del agua lluvia
según el punto y el lugar con la información de hidrología obtenida de la Empresa de
Acueducto y Alcantarillado de Bogotá y lograr realizar los análisis estadísticos que serán
mencionados en el capítulo 3.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
17
Tabla 4. Organización de acuerdo al Lugar de Recolección
Lugar Fecha
Tiempo seco
antecedente
(días)
Días Con
Lluvia
Altura en el
día (mm)
Profundidad
Total (mm)
Punto 1
26/02/2010 2 4 1.3 5.8
04/10/2010 1 1 32.4 32.4
11/10/2011 2 1 0.8 0.8
Punto 2
27/09/2010 1 3 1.1 2.4
04/10/2010 1 1 32.4 32.4
13/05/2011 2 4 30.4 89.4
Punto 3
05/06/2009 3 4 14 18.7
27/09/2010 1 3 1.1 2.4
13/05/2011 2 4 30.4 89.4
Punto 4
27/03/2009 1 9 4.9 70.7
06/04/2010 1 2 15.7 59.4
11/10/2011 2 1 0.8 0.8
Punto 5
27/03/2009 1 9 4.9 70.7
06/04/2010 1 2 15.7 59.4
11/10/2011 2 1 0.8 0.8
Punto 6
27/09/2010 1 3 1.1 2.4
04/10/2010 1 1 32.4 32.4
13/05/2011 2 4 30.4 89.4
Punto 7
15/09/2009 1 3 7.8 11.5
25/08/2010 5 1 6.6 6.6
13/05/2011 2 4 30.4 89.4
Punto 9
20/10/2009 1 2 9.7 18.9
25/08/2010 5 1 6.6 6.6
05/10/2011 8 1 48.8 48.8
Punto 10
15/09/2009 1 3 7.8 11.5
04/10/2009 4 1 0.7 0.7
13/05/2011 2 4 30.4 89.4
2.2.2. Tipos de superficies
La recolección de aguas lluvia de escorrentía es en parte afectada por el tipo de superficie
que recorre (material, pendiente y longitud) hasta llegar a su punto de almacenamiento,
causando así una modificación en las características del agua lluvia a través de su recorrido
(Mendez, y otros, 2010; Gikas & Tsihrintzis, 2012). Dado lo anterior y con el objetivo de
caracterizar la variación de las concentraciones en función de la ubicación dentro del
campus universitario, se decidió realizar los análisis estadísticos con cada uno de los puntos
Aprovechamiento de Agua Lluvia
18
de muestreo indicados en el numeral anterior, donde se nombró en el mismo orden que se
presentan y el mismo numeral. Por otro lado para el tipo de superficie se establecieron
cinco grupos representativos, los cuales se formaron según las características que tenían en
común.
Para el primer tipo de superficie se seleccionó el edificio de la Facultad de Psicología
Edificio Manuel Briceño Jáuregui (Punto 10), el cual corresponde a la recolección de aguas
de escorrentía de la vía que comunica el edificio de parqueaderos Don Guillermo Castro
con la salida hacia la Avenida Circunvalar; también proveniente del agua lluvia que escurre
del edificio mismo de la Facultad de Psicología.
Para el segundo tipo de superficie se escogió unificar las edificaciones con cubierta como lo
son los de la Facultad de Ingeniería Ed. José Gabriel Maldonado (Punto 6), el edificio
Fernando Barón (Punto 7) y el edificio de Talleres de arquitectura (Punto 9). Cabe resaltar
que este último edificio posee una cubierta metálica y los dos primeros tienen una cubierta
en concreto, los cuales recorren canaletas hasta llegar al piso que se encuentra en la parte
más baja.
La tercera superficie está compuesta por la cubierta del edificio de parqueaderos Don
Guillermo Castro y la caja de recolección del sótano de ese mismo edificio correspondiente
a los puntos de recolección 4 y 5 respectivamente. Esta superficie tiene como característica
principal el paso constante de vehículos, además de la afectación por parte de condiciones
climáticas y contaminación atmosférica de la cubierta del edificio de parqueaderos Don
Guillermo Castro.
El cuarto y quinto tipo de superficie pertenece a los tres primeros puntos correspondientes
al sistema de drenaje del campo de fútbol, donde los puntos 2 y 3 que conciernen al cuarto
tipo de superficie, recolectan el agua lluvia de escorrentía proveniente de las laderas al
frente del Centro Javeriano de Formación deportiva y sus alrededores. Por otro lado el
punto 1 que pertenece al quinto tipo de superficie, recolecta el agua lluvia que cae sobre
campo de fútbol y recorre el sistema de drenaje de la cancha sintética.
Para una mayor explicación de cada una de las superficies se realizó una clasificación
detallada que se muestra a continuación en la Tabla 5 proporcionando una descripción de
cada una de las superficies y los tipos de contaminantes a los que se encuentran más
probablemente expuestos, y agrupando cada tipo de superficie con el punto de muestreo
correspondiente:
Aprovechamiento de Agua Lluvia
19
Tabla 5. Tipos de superficies
Puntos de muestreo Tipo de Superficie
Superficie 5. Fútbol:
Punto 1. Sistema de
Drenaje
La superficie del Campo de fútbol del
campus está conformada por césped
sintético, el cual se encuentra compuesto
por gránulos de caucho y fibras de
polietileno. Además se incluyen los
canales de drenaje que están revestidos
en concreto.
Superficie 4. Ladera:
Punto 2. Canal
Nororiental
Punto 3. Canal
Suroriental
Este tipo de superficie corresponde a las
laderas que rodean el campo de fútbol
que poseen una siembra de árboles y
arbustos entre otros. El agua de
escorrentía se puede ver afectada por el
uso de pesticidas y fertilizantes.
También se puede ver afectada por
materia orgánica proveniente de la caída
de las hojas y del paso de animales,
roedores, etc.
Superficie 3.
Parqueadero:
Punto 4. Cubierta del
Edificio
Punto 5. Caja
recolección del
sótano
El Ed. de parqueaderos tiene un paso de
vehículos constante, el cual afecta la
superficie de escorrentía por la presencia
de combustible de los automóviles y
lubricantes; además que la cubierta se
encuentra expuesta a materia orgánica
por paso de diferentes tipos animales.
Superficie 2. Cubierta:
Punto 6. Cubierta
Facultad de
Ingeniería
Punto 7. Cubierta del
Ed. Fernando Barón
Punto 9. Cubierta del
Edificio de Talleres
de arquitectura
Este tipo de superficie corresponde a las
cubiertas de edificios de gran altura,
donde el agua debe recorrer una
superficie uniforme hasta llegar a las
canaletas que guían el agua hasta las
rejillas de las partes externas de las
edificaciones que se encuentran en el
suelo.
Las cubiertas de los puntos 6 y 7 poseen
materiales similares en la superficie
(recubiertas en concreto), a diferencia
del punto 9 que tiene una cubierta
metálica con cierto grado de inclinación
y en la parte inferior de recolección de
Aprovechamiento de Agua Lluvia
20
agua se ve afectada por la caída de hojas
de los árboles que aumentaría en cierta
proporción el contenido de materia
orgánica.
Superficie 1. Vía:
Punto 10. Sumidero
frente Facultad de
Psicología
Para este último tipo de superficie se
pudo observar que estaba afectado por
un constante paso vehicular proveniente
del ed. de parqueadero, además de la
escorrentía de agua lluvia de la facultad
de Psicología.
2.2.3. Metodología para la toma de muestras
Como se menciono anterior mente, en el presente trabajo de grado se realizó una campaña
más de medición sobre los puntos 4 y 5, para completar datos faltantes de calidad. Para el
muestreo de los puntos 4 y 5 se utilizaron recipientes plásticos de 5 litros que fueron
desinfectados antes del muestreo, y en el momento previo de tomar las muestras se les
realizó una purga (se tomaba una cantidad de agua de la muestra, se enjuaga el recipiente y
se desechaba, lo cual se realizaba dos veces). Luego de dicho procedimiento se efectuaba el
respectivo muestreo. Posteriormente las muestras de agua se llevaron al Laboratorio de
Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil de la PUJB, donde se les
realizaron los respectivos ensayos de calidad descrita a continuación:
2.3. Pruebas de laboratorio
De acuerdo a lo mencionado anteriormente para cada punto de muestreo se planeó la
realización de una serie de ensayos para determinar propiedades físicas y organolépticas,
concentración en metales pesados, concentración en constituyentes orgánicos,
concentración en constituyentes inorgánicos y compuestos volátiles, siguiendo los
procedimientos indicados en las normas técnicas correspondientes al Standard Methods for
the Examination of Water and Wastewater (1998).
2.3.1. Ensayos realizados
2.3.2. Ensayos realizados puntos 4 y 5
Los ensayos se realizaron el 4 de octubre del presente año, donde para cada punto de
muestreo se recogió aproximadamente tres litros de agua por cada punto seleccionado. Los
ensayos se realizaron por triplicado con el fin de determinar posibles incertidumbres
experimentales, para un total de 150 ensayos en los dos puntos seleccionados.
Cabe mencionar que por cuestiones metodológicas de tiempo y falta de algunos
implementos en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de Ingeniería Civil
de la PUJB, fue un reto realizar todos los ensayos propuestos; por lo que no se realizaron
algunos de dichos ensayos (Sólidos sedimentables, magnesio, potasio, manganeso, cobre,
Aprovechamiento de Agua Lluvia
21
hierro, plata, sodio, mercurio, cloro residual, NTK y microbiológicos) y los resultados se
pueden observar en el Anexo 2.
2.3.3. Normas de los ensayos realizados en los laboratorios
Los ensayos que se realizaron en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos del Departamento de
Ingeniería Civil de la PUJB, se llevaron a cabo siguiendo los procedimientos indicados en
las normas técnicas de Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
(1998). En la Tabla 6, 7, 8 y 9 se ven específicamente la norma para la realización de cada
ensayo dependiendo del Standard Methods.
Tabla 6. Normas de ensayos realizados físicos y organolépticos
ENSAYOS FISICOS Y ORGANOLÉPTICOS
Parámetro Norma Observaciones
Acidez total SM 2310
B
La acidez y la alcalinidad son representadas por el potencial de
hidrógeno (pH), el cual mide la concentración de iones de
hidrógeno. La acidez es de gran importancia, debido a que si el
agua es excesivamente acida es corrosiva y afecta los dientes.
Por otro lado cabe resaltar que se ha demostrado que para que
exista acidez mineral el pH debe ser menor de 4.5 y para que
exista alcalinidad cáustica el pH debe ser mayor a 10.0
(Romero Rojas, 2005).
Alcalinidad a
la fenolftaleína
SM 2320
B
La determinación de la alcalinidad es importante para los
procesos de coagulación química, ablandamiento y para el
control de corrosión. En aguas naturales se puede generar por
la presencia de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos.
Color
Verdadero
SM 2120
B
Indica una apariencia desagradable y posible presencia de
sustancias orgánicas disueltas o de partículas coloidales en el
agua. Los posibles causantes del color en el agua pueden
deberse al contacto del agua con desechos orgánicos como
hojas, madera, raíces, etc., en diferentes estados de
descomposición, el hierro, manganeso, sustancias húmicas y
las algas son causantes comunes de color en el agua (Romero
Rojas, 2005).
Temperatura SM 2550
B Parámetro importante para procesos de tratamiento y análisis
de laboratorio, como por ejemplo el grado de saturación de
Aprovechamiento de Agua Lluvia
22
oxígeno disuelto como se menciono anteriormente, al igual
que la actividad biológica y el valor de saturación con
carbonato de calcio que se relaciona con la temperatura
(Romero Rojas, 2005).
Turbidez SM 2130
B
La turbiedad es causada por partículas pequeñas (arcilla, limo,
plancton, microrganismos) suspendidos en el agua, de origen
orgánico o inorgánico. La turbiedad protege a los
microrganismos de la acción del cloro y desinfectantes, actúa
como fuente de alimento para los microrganismos e interfiere
en el mantenimiento del sistema de distribución (Romero
Rojas, 2005).
Dureza Total SM 2340
C
El agua dura se considera como aquellas que requieren de
grandes cantidades de jabón para hacer espuma y producen
incrustaciones en las tuberías de agua caliente como
calentadores, calderas entre otros. Por esta razón es importante
este parámetro ya debido a la necesidad de reducir el uso del
jabón y los depósitos de precipitados en aparatos calentadores
de agua (Romero Rojas, 2005).
Alcalinidad
Total
SM 2320
B
Se define como la capacidad de del agua para neutralizar
ácidos y reaccionar con iones de hidrógeno, como también la
capacidad de aceptar protones o según la medida del contenido
total de sustancias alcalinas (Romero Rojas, 2005).
Sólidos
suspendidos
totales
SM 2540
D
Según Xue y Kang (2012) los sólidos suspendidos en zonas
urbanas se originan principalmente de los escombros de los
vehículos causando corrosión, polvo de caucho causado por la
fricción de las llantas, fuga de combustible y polvo
atmosférico; dando como resultado concentraciones entre 400
mg/L a 1000 mg/L en aguas recolectadas en estas zonas. Por
otro lado en la recolección de aguas lluvias en tejados llega a
ser producto de la acumulación de material en las terrazas
(Gikas & Tsihrintzis, 2012). EL agua con grandes cantidades
de sólidos suspendidos tienen efectos laxantes y no
disminuyen la sed, también genera sabor y corrosión en el
agua (Romero Rojas, 2005).
Sólidos
Volátiles
SM 2540
E Se determinan para la caracterización de aguas residuales y
lodos con el fin de obtener la cantidad de materia orgánica
Aprovechamiento de Agua Lluvia
23
presente en el agua (Romero Rojas, 2005).
Sólidos totales
disueltos
SM 2540
C
Se determinan por diferencia entre los sólidos totales y los
sólidos suspendidos; también se pueden calcular de forma
directa pesando los residuos que no son filtrables (Romero
Rojas, 2005).
Sólidos
Sedimentables
SM 2540
F
Son los sólidos en suspensión que se sedimentan en condición
tranquila debido a la acción de la gravedad (Romero Rojas,
2005).
Conductividad SM 2510
B
Es la habilidad del agua de transmitir una corriente eléctrica,
que depende de la concentración total de sustancias disueltas
ionizadas en el agua y de la temperatura a la cual se haga la
medición. También la conductividad es usada en muchos
análisis de aguas para dar un estimativo del contenido de
sólidos (Romero Rojas, 2005).
Sólidos Totales SM 2040
B
Es la materia que permanece en el agua después de la
evaporación. Este valor incluye material disuelto y no disuelto
(Romero Rojas, 2005).
Tabla 7. Normas de ensayos realizados de constituyentes inorgánicos
DETERMINACIÓN CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Parámetro Norma Observaciones
Cloruros SM 4500-
CL B
Son compuestos solubles de cloro que permanecen en el agua y
no son alterados por procesos biológicos; los cloruros
incrementan el contenido de sólidos disueltos e incrustaciones
en las tuberías, además de indicar que el agua se encuentra
contaminada con aguas residuales. Por otro lado dependiendo de
la sensibilidad de la persona genera sabor con concentraciones
mayores a 400 mg/L aunque no se conocen efectos adversos
para la salud (Romero Rojas, 2005).
pH SM 4500-
H+B
El Potencial de Hidrógeno (pH) es un parámetro que se utiliza
para representar la aptitud del agua para diferentes usos y definir
el tipo de tratamiento que se necesita para el uso del agua.
Además sirve para prevenir corrosión o incrustación excesivas
en tuberías, debe ser muy bajo (ácido), así como un sabor
Aprovechamiento de Agua Lluvia
24
amargo en el agua si el pH es muy alto que significa que es un
agua alcalina (Romero Rojas, 2005; Gray, 1996).
NTK SM 4500-
Norg B
El Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) se determina de forma
conjunta de acuerdo con el nitrógeno amoniacal y el nitrógeno
orgánico (Jiménes Cisneros, 2001) (Villaseñor Camacho, 2001).
Oxígeno
Disuelto
SM 4500-
0 C
Parámetro importante para la evaluación de procesos de
tratamiento de aguas residuales y de contaminación en ríos. En
agua para calderas se limita la concentración para prevenir
corrosión (Romero Rojas, 2005). De acuerdo con La Agencia
de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) los
niveles de Oxígeno Disuelto varían estacionalmente durante el
día, con la temperatura del agua y altitud del lugar. El agua fría
contiene más oxígeno que el agua caliente y contiene menos
oxígeno en altitudes mayores. Con referencia a lo anterior de
acuerdo con la EPA, si la temperatura del agua es de 15°C el
contenido de oxígeno disuelto (OD) deberá ser de 10 mg/L.
Entonces se determina que a esa temperatura el OD es de 8
mg/L y el porcentaje de saturación debe ser del 80 %.
Cloro
residual
SM 4500-
Cl F
Gas amarillo verdoso e irritante para las membranas mucosas.
Es un agente muy utilizado para la desinfección de aguas de
consumo humano. Es un gas altamente corrosivo y puede llegar
a soportar combustión, además de producir olor y sabor
desagradable si posee altas concentraciones de cloro (Romero
Rojas, 2005).
Nitrógeno
amoniacal
SM 4500-
NH3 E
El amoniaco en un componente importante en aguas crudas para
suministro público, debido a sus reacciones con el cloro. El
amoniaco no ionizado, NH3 es toxica para la vida piscícola: su
toxicidad está en función de la concentración de NH4OH y del
pH del agua (pH mayor a 9.0). Por otro lado el nitrógeno es
biodegradable y no persiste en el medio acuático (Romero
Rojas, 2005).
Fósforo Total SM 4500-
P C
Nutriente de importancia en eutrofización de lagos y embalses,
donde contribuye a un alto crecimiento de algas, también es de
origen natural proveniente de musgos, lagartos, pájaros y
roedores. El fósforo posee un consumo sugerido de 800 mg/d
por lo cual no se regula para agua potable (Romero Rojas, 2005;
Aprovechamiento de Agua Lluvia
25
Gikas & Tsihrintzis, 2012).
Sulfatos
(SO4)
SM 4500-
SO4 E
Están asociados con el magnesio y el sodio. Tiene un efecto
laxante, causando diarrea y deshidratación extremas en personas
sensibles como niños jóvenes con altas concentraciones de
sulfatos. Los sulfatos se introducen en el agua como resultado
de la polución, debido a que los óxidos de azufre que se
producen en la combustión de combustibles fósiles son
transformados en ácido sulfúrico y de actividades constructivas
que producen polvo de yeso (Romero Rojas, 2005; Gray, 1996;
Gikas & Tsihrintzis, 2012).
Los compuestos orgánicos (Tabla 8) en zonas urbanas por lo general provienen del polvo
atmosférico que es causado por la penetración de contaminantes orgánicos, debido a la
basura en las vías, además de la descomposición de hojas, madera, raíces, etc., que es
arrastrado por la lluvia (Xue & Kang, 2012).
Tabla 8. Normas de ensayos realizados de constituyentes orgánicos
DETERMINACIÓN COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda
Química de
oxígeno (DQO)
SM
5220 D
Parámetro de gran importancia en la evaluación de aguas
residuales y se calcula en muchos casos como complemento de
la DBO (Romero Rojas, 2005).
Demanda
bioquímica de
oxígeno (DBO5)
SM
5210 B
Parámetro normalmente usado para caracterizar aguas
residuales y definir tipos de tratamiento. Sin embargo esté no
es un parámetro que se utilice en todas las normativas como
control para el agua potable (Romero Rojas, 2005).
Los metales pesados son aquellos que tienen una densidad relativa mayor de cuatro o cinco,
localizados en la tabla periódica con número atómico 22 a 34 y 40 a 52. Los mas comunes
son Cr, Cu, Hg, As, Ti, V, Mn, Fe, Ni, Zn, Ag, Cd, Pb, Sn (Romero Rojas, 2005). Los
metales pesados en zonas urbanas pueden ser causantes de la emisión de gases de vehículos
y resultado de abrasión de los neumáticos (Xue & Kang, 2012). A continuación se muestra
una explicación de cada uno de los metales analizados en el laboratorio (Tabla 9) con su
respectiva explicación:
Aprovechamiento de Agua Lluvia
26
Tabla 9. Normas de ensayos realizados de metales
DETERMINACIÓN DE METALES
Bario (Ba) SM 3111 B
Es un estimulante muscular, tóxico para el corazón. Este se
puede encontrarse naturalmente en agua, sobre todo en aguas
subterráneas, aunque en bajas concentraciones. Además de
tener una mayor afectación en las plantas (Romero Rojas,
2005).
Cadmio
(Cd)
SM 3500-Cd
B
Es un elemento metálico soluble, poco común en aguas
naturales. Causa náusea y vómito, se acumula en el hígado,
páncreas, tiroides y los riñones; además de ser cancerígeno. La
presencia de cadmio en el agua puede ser causa de
contaminación proveniente de la industria y el uso del
cigarrillo (Romero Rojas, 2005).
Calcio
(Ca)
SM 3500-Ca
B
Es un elemento esencial para la nutrición humana y en gran
parte causante de la dureza en el agua (Romero Rojas, 2005).
Cobre (Cu) SM 3500-Cu
B
En el aire pude ser producto de producción industrial, quema
de carbón y uso del cigarrillo. En grandes cantidades el cobre
en el agua tiene efectos fisiológicos causando gastroenteritis
con náuseas y vómito, aunque es evitable el envenenamiento
debido al cobre, ya que en grandes concentraciones el agua se
hace imbebible (DeZuane, 1996; Romero Rojas, 2005).
Cromo
(Cr) SM 3111 B
Metal resistente a la corrosión, la presencia en el agua se debe
en gran parte a la polución producto de la industria. El cromo
son irritantes, causan náuseas y ulcera cuando la exposición es
prolongada, además de ser cancerígeno si es inhalado, produce
sensibilidad en la piel y daños en los riñones (Romero Rojas,
2005).
Hierro (Fe) SM 3500-Fe
B-D
Metal capaz de producir color y sabor desagradables en el
agua si se encuentra en grandes cantidades. Es causante de
daños en la ropa, cambia el color de bebidas como el café, el
té, entre otras; por otro lado es un elemento benéfico y
esencial para el metabolismo del ser humano de acuerdo con la
cantidad suministrada en el agua (Romero Rojas, 2005).
Magnesio
(Mg)
SM 3500-Mg
B
Es considerado como no tóxico según las concentraciones que
evitan que produzca algún sabor en el agua. Aunque tiene un
efecto purgante en individuos sensibles sin causa adversa,
Aprovechamiento de Agua Lluvia
27
además de ser un mineral esencial para el cuerpo humano
(Romero Rojas, 2005).
Manganeso
(Mn)
SM 3500-Mn
B
Da un sabor desagradable y mancha la ropa. Sirve como
nutriente a organismos indeseables en los filtros y en el
sistema de distribución de agua. Debido al sabor desagradable
que produce en el agua, no constituye un riesgo para la salud
humana, aunque también es un elemento esencial para la salud
(Romero Rojas, 2005).
Mercurio
(Hg)
SM 3500-Hg
B
Metal pesado líquido a temperatura ambiente. Su presencia es
generalmente causada por el hombre. Es tóxico para el sistema
nervioso, además de causar gingivitis, inflamación en las
encías, pérdida de los dientes, temblores, dolores del pecho,
tos, efectos en el hígado, riñones y sistema nervioso central
(Romero Rojas, 2005).
Níquel
(Ni)
SM 3500-Ni
B
Metal dúctil que puede causar alteraciones sanguíneas,
irritación gastrointestinal y dermatitis. Elemento que tiene una
mayor afectación en las plantas y vida marina que en los seres
humanos (Romero Rojas, 2005).
Plata (Ag) SM 3500-Ag
B
Es un elemento que no se encuentra regularmente en aguas en
su estado natural, a menos de que se introduzca por causa de la
contaminación. Es un elemento altamente venenoso en
concentraciones altas, puede producir una coloración en la piel
irreversibles (Romero Rojas, 2005).
Plomo (Pb) SM 3500-Pb
B
Elemento que no se encuentra regularmente en aguas en su
estado natural, a menos de que se introduzca por causa de la
contaminación y uso del cigarrillo. Es un elemento altamente
venenoso, causa constipación, retardo mental, pérdida del
apetito, anemia, dolores abdominales y parálisis gradual en los
músculos, especialmente en los brazos (Romero Rojas, 2005).
Potasio (K) SM 3500-K B
Metal esencial para la salud humana, aunque si el consumo de
este es en grandes cantidades causa diarrea (Romero Rojas,
2005).
Sodio (Na) SM 3500-Na
B
No está regulado para agua potable en todas las normativas, ya
que es un elemento esencial en el cuerpo humano, sin embargo
es restringido para personas que sufren de hipertensión,
dolencias renales o insuficiencia cardiaca congestiva. Por otra
Aprovechamiento de Agua Lluvia
28
parte, el sodio hace menos permeables los suelos formando
costras que cuando se secan aumentan el pH del suelo, por esta
razón el contenido de sodio debe ser bajo (Romero Rojas,
2005).
Zinc (Zn) SM 3500-Zn
B
Es un elemento esencial y benéfico en dosis apropiadas, ya
que en altas concentraciones causa un sabor metálico y genera
una película lechosa, además de formar una película grasosa
al ebullir el agua. El Zinc en altas concentraciones es asociada
con náuseas, desmayos, vómito y problemas de crecimiento;
también causa daños en las plantas y en organismos acuáticos
(Romero Rojas, 2005).
2.3.4. Normas de calidad del agua para los diferentes usos
La precipitación es un importante componente en la determinación de la variabilidad y
cantidad de escorrentía generada que se asocia con la cantidad de contaminantes que llegan
a los cauces de agua en tiempos de lluvia. La variación espacio-temporal genera una gran
incertidumbre debido a los fenómenos naturales que se refieren a los ciclos climáticos que
nos afectan (ej. fenómenos del niño) (Srinivasan Rangarajan, y otros, 2012).
Por otro lado la contaminación que se genera debido a la escorrentía del agua lluvia compone
un gran problema en las áreas urbanas, ya que se considera una fuente de contaminación de
difícil localización, debido a que se genera en grandes áreas y es una variable intermitente en el
tiempo, y adicionalmente se encuentra relacionada con el uso del suelo (Malgrat, 1995;
Novotny, 1994). Por ello, para reutilización de aguas lluvia de escorrentía en zonas urbanas, es
imprescindible el análisis de calidad de agua, ya que influye directamente en la selección del
modelo y una mayor eficiencia en un sistema de recolección de agua lluvia de escorrentía (Xue
& Kang, 2012).
Con el fin de evaluar la calidad de las aguas lluvia de escorrentía muestreadas para su
utilización en diferentes usos dentro del campus universitario, se revisaron estándares de
calidad a nivel nacional que se encuentran expuestos en el Decreto 1594 de 1984 que
reglamenta los usos del agua y residuos líquidos; y en la Resolución 2115 de 2007 la cual
señala características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia
para la calidad del agua para consumo humano. De igual manera documentos relacionados
a nivel internacional (Gilbert, y otros, 1982; Pescod, 1992; Unión Europea, 1998; Lazarova,
Hills, & Birks, 2003; Metcalf & Eddy, 1995; World Health Organization, 2006; EPA,
2004; Maeda, Nakada, Kawamoto, & Ikeda, 1996; Canada Mortgage and Housing
Corporation, 2005; MLIT, 2005). Dichos estándares y documentos proponen una calidad
mínima del agua recolectada para diferentes usos teniendo en cuenta parámetros
microbiológicos y fisicoquímicos (Torres, Lara, Torres Murillo, Estupiñán Perdomo, &
Méndez Fajardo, 2011).
Aprovechamiento de Agua Lluvia
29
Las normativas de agua potable utilizadas se encuentran resumidas en la Tabla 10, la cual
muestra las diferentes normativas con sus respectivos parámetros de calidad. Aquellos
parámetros los cuales no tienen unidades especificadas, indica que sus unidades son mg/L
de lo contrario indicara su nombre seguido de su unidad correspondiente. En esta tabla se
encuentran las normativas de países como Canadá, Colombia, México (NOM-127-SSA1-
1994, 1999) y el Reino Unido; y los lineamientos de organizaciones como la Unión
Europea (EU), la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y la
Organización Mundial de la Salud (WHO).
Tabla 10. Resumen normativas para agua potable
Parámetros EU
(mg/L)
EPA
(mg/L)
WHO
(mg/L)
UK
(mg/L)
Canadá
(mg/L)
Colombia
(mg/L)
México
(mg/L)
Alcalinidad total 20 15 15 30 15 200
Aluminio 0.2
0.2 0.2
0.2 0.2
Antimonio 0.005 0.006 0.005 0.005
0.02
Arsénico 0.01 0.05 0.01 0.01
0.01 0.05
Bario
2 0.3
0.7 0.7
Cadmio 0.005 0.005 0.003 0.005 0.005 0.003 0.005
Calcio
60
Cianuro 0.05 0.2 0.07 0.05
0.05 0.07
Cloro Residual
0.3 - 2.0 0.2 -1.5
Cloruros 250 250
250 250 250 250
Cobre 3 1 1 2 1 1 2
Color Verdadero 10 0,5-1,0 5 20 1 15
Conductividad
(μS/cm)
2500 400 1000
Coniformes
totales
0/250
ml
0/100
ml
0/100
ml
0/100 ml
cromo 0.05 0.1 0.05
0.05 0.05
Dureza Total
60
300 500
Escherichia Coli
0/250
ml
0/100
ml
0/100
ml
0/100 ml
Fluoruros 1.5
1.5 1.5
1 1.5
Fosforo total
400-
5000
Hierro 0.2 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3
Magnesio 30-50
50 - 36
Manganeso 0.05 0.05 0.1 50 0.05 0.1 0.15
Mercurio 0.001 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001
Níquel 50 0.1 0.02 20
0.02
Nitratos 50 10 50
10 10
Nitritos 0.5 1 0.5
0.1 1
Aprovechamiento de Agua Lluvia
30
NTK 1
1
Oxigeno
disuelto
> 75 %
pH 6.5 - 8.5 5.5 - 9.5 6.5 - 8.5 5.5 - 9.0 6.5 - 8.5
Plaguicidas 0.00001
0.5
0.1
Plata 0.01 0
0.01
0.05
plomo 0.05 0.015 0.01 0.05 0.01 0.01 0.01
Potasio 10
12
Selenio 0.01 0.05 0.01
0.01
Sodio 200
200 200 200
200
Sólidos totales
disueltos
500 1000
500
1000
Sulfato 250 250 250 250 500 250 400
Temperatura (C) 12 - 25
25 15
Turbidez (NTU) 60
4
2
Zinc 5 5 3 5 5 3 5
Las normativas para riego utilizadas pueden observar resumidas en la Tabla 11, la cual
muestra las diferentes normativas con sus respectivos parámetros de calidad. De igual
forma que en la tabla anterior aquellos parámetros los cuales no tienen unidades
especificadas, indica que sus unidades son mg/L de lo contrario indicara su nombre seguido
de su unidad correspondiente. En esta tabla se encuentran las normativas de países como
Colombia y Argentina; los lineamientos de organizaciones como la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos (EPA), la Organización Mundial de la Salud (WHO) y la
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y por
último las concentraciones máximas que se encuentran recomendadas en por Metcalf y
Eddy (1995) en el libro de Ingeniería de aguas residuales.
Tabla 11. Resumen normativas de agua para riego
Parámetros FAO
(mg/L)
EPA
(mg/L)
Colombia
(mg/L)
Argentina
(mg/L)
Metcalf &
Eddy
(mg/L)
Aluminio 5
5 5 5
Arsénico 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Berilio
0.1 0.1 0.1
Boro
0.75 0.3-0.4 0.5
Cadmio 0.01
0.01 0.01 0.01
Cobalto
0.05 0.05 0.05
Cobre 0.2
0.5 0.2 0.2
Coliformes Fecales
1000
Coliformes Totales
5000
Aprovechamiento de Agua Lluvia
31
cromo 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Flúor
1 1 1
Hierro 5
5 5 5
Litio
2.5 2.5 2.5
Manganeso
0.2 0.2 0.2
Mercurio
- 0.01
Molibdeno
0.01 0.01 0.01 0.01
Níquel 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Nitratos + Nitritos
100
Nitrito
10
pH 6.5 - 8.0 6.0 - 9.0 4.5 - 9.0
plomo 5 5 0.1 0.2 5
Selenio
0.02 0.02 0.02 0.02
Vanadio
0.1 0.1 0.1 0.1
Zinc 2 2 2 2 2
Las normativas para recreación y uso en sanitarios, utilizadas se pueden observar resumidas
en las Tablas 12 y 13, las cuales muestra las diferentes normativas con sus respectivos
parámetros de calidad. De igual forma que en las tablas anteriores aquellos parámetros los
cuales no tienen unidades especificadas, indica que sus unidades son mg/L de lo contrario
indicara su nombre seguido de su unidad correspondiente. En estas tablas se encuentran las
normativas de países como Colombia y Japón y los lineamientos la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos (EPA). En el Decreto 1594 de 1984 se establece que el
uso para fines recreativos posee dos fines, los de contacto primario, como la natación y el
buceo y contacto secundario, como en los deportes náuticos y la pesca. Por lo anterior se
estableció como uso primario el agua para recreación de la Tabla 12 y como uso secundario
el uso del agua en sanitarios que se observa en la Tabla 13.
Tabla 12. Resumen normativas para agua para recreación
Parámetros EPA Japón Colombia
Sólidos suspendidos totales 5
Color Verdadero
10
Turbidez (NTU) 2 2
Cloro residual 1 0.1
pH 6.0 - 9.0 5.8 - 8.6 5.0 - 9.0
Oxigeno disuelto
> 70 %
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 10
Coliformes Fecales No detectable
200/100 ml
Coliformes Totales
1000/100 ml
Escherichia Coli No detectable
Aprovechamiento de Agua Lluvia
32
Tabla 13. Resumen normativas en sanitarios
Parámetros EPA Japón Colombia
Turbidez (NTU) 5 2
Cloro residual 1 0.1
Sólidos suspendidos totales 5
pH 6.0 - 9.0 5.8 - 8.6 5.0 - 9.0
Oxigeno disuelto
0.7
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 10
Coliformes Fecales
200 /100 ml
Coliformes Totales
1.000 /100 ml
Escherichia Coli No Detectable
2.4. Herramientas computacionales
Estos análisis estadísticos ayudan a relacionar la variabilidad de los contaminantes en
función de la ubicación en el campus, el tipo de superficie de donde se recolecta el agua de
escorrentía y el tipo de evento lluvioso. Se utilizaron cuatro programas en R: análisis de
componentes principales (PCA), diagrama de cajas, t- test y análisis de varianza (ANOVA).
Estos programas fueron utilizados para los resultados de laboratorio de las muestras de los
nueve diferentes puntos de muestreo. Para cada punto de muestreo se ingresaron a los
programas los tres resultados de laboratorio de cada evento lluvioso para cada uno de los 35
contaminantes trabajados. De lo anterior, para cada programa que se trabajó en R (PCA,
BOXPLOT, T-TEST Y ANOVA) se ingresaron nueve valores distintos de cada
contaminante, ya que para cada punto se tomaron muestras para tres diferentes eventos.
2.4.1. Diagrama de cajas (BOX PLOT)
Con los análisis de calidad de las muestra de agua lluvia que fueron realizados, se logró
identificar los diferentes tipos de eventos lluviosos, además de clasificar los puntos de
muestreo dentro del campus universitario según su tipo de superficie como se describe en el
numeral 1.2.2 (Tipo de superficies) por la cual el agua fue recolectada.
Una vez organizada toda la información (ver Anexo 4) se realizó el primer análisis
estadístico que se encuentra en el Anexo 5, donde se buscó identificar qué parámetros de
calidad se encontraban dentro de los rangos permitidos por las diferentes entidades que
regulan la calidad del agua para los diferentes usos (potable, riego, descarga de sanitarios,
duchas, lavado, entre otros usos). El diagrama de cajas o el box and whisker plot, conocido
originalmente, consiste en un rectángulo (caja) de cuyo lado superior e inferior se derivan
respectivamente dos segmentos: uno hacia arriba y uno hacia abajo (bigotes) (Torres
Murillo, 2011).
Aprovechamiento de Agua Lluvia
33
Tomando como referencia la diferencia entre el primer cuartil (Q1) y el tercer cuartil (Q3),
o valor intercuartil, en un diagrama de caja se considera un valor atípico el que se encuentra
1.5 veces esa distancia de uno de esos cuartiles (atípico leve) o a tres veces esa distancia
(atípico extremo). Las partes del diagrama de caja se identifican en la siguiente ilustración:
Figura 4. Diagrama de cajas
Cada diagrama realizado muestra la concentración de contaminante que hay en el agua
lluvia en cada uno de los 9 puntos dentro del campus. De esta forma, se identificaron los
contaminantes y en qué lugares se encontraban las concentraciones permitidas para usos
específicos. Con el fin de garantizar la mejor calidad del agua, los contaminantes debían
estar totalmente por debajo de los límites exigidos, es decir, que los bigotes superiores de
los diagramas debían estar por debajo de los rangos impuestos por las distintas entidades
reguladoras de calidad del agua dependiendo del uso.
Cada figura de un contaminante muestra entonces nueve diagramas de cajas, uno por cada
lugar, y mediante líneas con convenciones determinadas se muestran los límites impuestos
por las normativas según el uso que se le dé al agua.
2.4.2. Prueba T-Test
Esta prueba estadística se basa en la suposición de que los datos poseen una distribución
normal. La cual se usa cuando se quiere comparar el significado de dos muestras
independientes aleatorias y así establecer diferencias entre las variables. Por ejemplo, si se
quiere comparar el peso promedio de 50 hombres seleccionados al azar y de 50 mujeres de
igual forma, se tendrán dos muestras independientes, para así generar una relación entre
ambas. El cálculo de T-Test para dos muestras independientes con varianza distinta se
puede realizar utilizando una modificación del T-Test para el caso conocido como el test de
Welch (Lind & Marchal, 2012).
Aprovechamiento de Agua Lluvia
34
En este trabajo de grado se utilizo la prueba t-Student para realizar una comparación entre
los diferentes tipos de superficies y la distancia que los separa; para así analizar por medio
de los resultados que puntos poseen una mayor semejanza estadística, son interdependientes
y probar si la distancia entre puntos no afecta significativamente en los resultados
estadísticos finales aunque estos tengan el mismo tipo de superficie.
2.4.3. Análisis de componentes principales (PCA)
El análisis de componentes principales (PCA) es un método pionero en el análisis
multivariante, para el tratamiento de datos compuestos por numerosas variables, que
provienen de estudios sobre procesos o problemas en los que están involucradas muchas
variables, que se registran experimentalmente. En este sentido el PCA es considerado una
técnica para la reducción de la información, donde el objetico es tomar ciertas variables
correlacionadas, los cuales describen objetos y así generar una combinación de estas para
crear otras variables nuevas llamadas componentes principales, que miden diferentes
dimensiones de los datos (Serrano Gallego, 2003).
Se desarrollaron diferentes análisis de componentes principales para toda la información
obtenida de los ensayos de laboratorio de los nueve diferentes puntos de muestreo (ver
anexo 5). Los análisis se dividieron en cuatro grupos diferentes según el tipo de
contaminante, desarrollando de esta forma análisis para los contaminantes físicos y
organolépticos, metales, constituyentes orgánicos y componentes inorgánicos. Además de
ordenar este análisis por tipo de contaminantes, el PCA se desarrolló para analizar la
variabilidad de la información que genera el lugar o ubicación de los puntos, por el tipo de
superficie de cada punto y finalmente por el evento lluvioso en el momento que las
muestras de agua lluvia de escorrentía fueron tomadas. De esta forma, se realizaron 12
análisis de componentes principales.
2.4.4. ANOVA
El análisis de varianza (ANOVA) por sus siglas en inglés, es un conjunto de técnicas que
permite comparar dos o más medidas de muestras al mismo tiempo. Es una técnica muy
utilizada para el diseño de experimentos (Weiers, 2006). La aplicación del análisis de
varianza requiere que los datos que se están analizando cumplan con los siguientes
supuestos (Serrano Gallego, 2003):
Independencia de los datos: el muestreo debe ser aleatorio (independencia de los
datos).
Normalidad: Presuponer que la disposición de los datos corresponde a una Normal.
Homocedasticidad (Propiedad de una variable aleatoria con varianza finita
constante): homogeneidad en la varianza en un grupo de muestras.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
35
Luego de hacer el análisis de componentes principales, se identificaron las causas de las
mayores concentraciones de contaminantes en el agua lluvia de escorrentía, las cuales
podían ser por la ubicación en el campus, el evento lluvioso o la superficie. Para corroborar
lo observado en este análisis se realizó un análisis de varianza o ANOVA, el cual nos
muestra el porcentaje de variabilidad de las concentraciones en el agua de las tres posibles
causas nombradas anteriormente. Se realizó un programa (ver anexo 5), en el cual compara
varios ensayos para determinar la semejanza estadística de los resultados obtenidos para
los diferentes puntos de muestreo, realizando un análisis de varianza de más de dos
distribuciones.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
36
3. Análisis y Resultados En este capítulo se presentarán los resultados de los nueve puntos de muestreo
seleccionados para los diferentes eventos lluviosos. Teniendo los datos en bruto arrojados
por los laboratorios tras un respectivo análisis y caracterización de las muestras escogidas,
se realizó el análisis de resultados. Con estos valores se llevaron a cabo cuatro análisis: (i)
comparación de resultados con las normas seleccionadas, (ii) el análisis a través del análisis
de componentes principales (PCA) y (iii) estudio de análisis de varianza (Anova).
3.1. Comparación de resultados con las normas seleccionadas y posibles usos
A continuación se presentaran mediante el análisis de cajas la comparación de los
resultados de las muestras de agua lluvia en los 9 diferentes puntos del campus universitario
con las normas que rigen la calidad del agua para consumo humano, riego, descarga de
sanitarios entre otros. Se mostraran divididos según la clasificación de los contaminantes:
Físicos y organolépticos, metales, constituyentes inorgánicos y componentes orgánicos.
3.1.1. Constituyentes inorgánicos
De acuerdo con el Decreto 1594 de 1984 en articulo 42 párrafo 2. “El nitrógeno y el fósforo
deberán estar en proporción que no ocasionen eutrofización”, siendo esta la única mención
de ambos parámetros de calidad de agua para agua potable. Por lo cual no se puede concluir
sobre el uso que se le puede dar al agua lluvia para estos dos parámetros (figuras 5 y 6).
Figura 5. Diagrama de cajas del Fósforo Figura 6. Diagrama de cajas del Nitrógeno
Por otro lado, los resultados obtenidos para el contenido de sulfatos y cloruros en todos los
puntos de muestreo se observan en las figuras 7 y 8 respectivamente. Los resultados nos
sugieren que el agua lluvia es apta para todos los tipos de uso incluyendo el consumo
humano ya que los límites exigidos por la normativa colombiana, la EPA y la Unión
Europea permite un máximo de 250 mg/L para ambos parámetros de calidad.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
37
Figura 7.Diagrama de cajas de Sulfatos Figura 8. Diagrama de cajas de Cloruros
Sin embargo los resultados obtenidos del pH en todos los puntos de muestreo (figura 9) nos
indican que el agua lluvia es apta para el consumo humano únicamente para los puntos 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7 y 10, a excepción del punto 9 que no cumple con la normatividad colombiana
(de 5.5 a 9.0). No obstante según la normatividad colombiana todos los puntos podrían ser
utilizados en los demás usos del agua ya que cumpliría con los límites de 5.0 a 9.0 unidades
de pH. Por otro lado, algunos de los puntos no cumplirían con los lineamientos sugeridos
por la EPA (de 6.5 a 8.5) para los puntos 1, 3, 7 y 9.
Figura 9. Diagrama de cajas del pH
Teniendo en cuenta las consideraciones de la Tabla 7, los resultados obtenidos para el
contenido de Oxígeno Disuelto (OD) en todos los puntos de muestreo se pueden observar
en la figura 10, donde se muestra el contenido de Oxígeno Disuelto en mg/L. Debido a que
en la normativa del Reino Unido se encuentra el contenido de oxígeno disuelto con un
porcentaje de saturación de 75 % que en este caso correspondería a un contenido máximo
de 7.5 mg/L de oxígeno disuelto. Los resultados sugieren que el agua lluvia en los puntos 2,
Aprovechamiento de Agua Lluvia
38
4 y 5 es apta para todo tipo de uso ya que se encuentra por debajo del límite, sin embargo
los puntos 1, 3, 6, 7, 9 y 10 sobrepasan este límite.
Figura 10. Diagrama de cajas del Oxígeno Disuelto
Por último los resultados obtenidos para el contenido de Nitrógeno total Kjeldahl (NTK) en
todos los puntos de muestreo (figura 11) nos indican que el agua lluvia es apta para todos
los tipos de uso incluyendo el consumo humanos únicamente en los puntos 1, 4, 5 y 7 según
los límites exigidos en los lineamientos de la Unión Europea y el Reino Unido con un
máximo de 1mg/L de NTK. Sin embargo los puntos 2, 3, 6, 9 y 10 no son idóneos para el
consumo humano.
Figura 11.Diagrama de cajas del NTK
Aprovechamiento de Agua Lluvia
39
3.1.2. Físicos y organolépticos
Los resultados obtenidos de temperatura del agua en todos los puntos de muestreo se
pueden observar en la figura 12 que nos muestran que hay una gran variación de la
temperatura del agua en algunos de los puntos muestreados, esto puede deberse a un error
en la realización de los ensayos de calidad del agua lluvia. Por otro lado cabe resaltar que
según la normatividad colombiana no existe ninguna restricción acerca de la temperatura en
el agua para cualquiera de los usos ya mencionados anteriormente. Sin embargo la
normativa del Reino Unido tiene como límite de temperatura los 25°C al igual que la Unión
Europea, en este caso los resultados de temperatura nos indican que el agua lluvia es apta
para cualquier uso que se le quiera dar al agua lluvia de escorrentía.
Figura 12. Diagrama de cajas de la Temperatura
Por otro lado los resultados de conductividad, alcalinidad, dureza total y Sólidos Totales
Disueltos (STD) en todos los puntos de muestreo nos indican que el agua recolectada de
todos los puntos es apta para cualquier uso según la normatividad colombiana que se
encuentra en la resolución 2115 de 2007 (ver figuras 13, 14, 15 y 16). Para el parámetro de
conductividad se exige un límite para agua potable de 1000 µS/cm y 400 µS/cm según la
normativa colombiana y la normatividad canadiense respectivamente, los cuales no sobre
pasan los resultados de los muestreos realizados, por otra parte la alcalinidad y la dureza
total no sobrepasa tampoco el límite de la norma Colombiana de 200 mg/L y 300 mg/L
respectivamente. Sin embargo si se tiene en cuenta la norma para consumo del Reino Unido
de dureza total no sería apta para los usos anteriormente mencionados ya que ésta exige un
valor máximo de 60 mg/L de CaCO3. Finalmente para los STD los límites exigidos en los
lineamientos de WHO establecen que el agua para consumo humano debe tener un máximo
de 1000 mg/L, y de igual forma cumpliría con las normativas de Canadá y la EPA que
exigen un límite de 500 mg/L de STD para el cual todos los puntos cumplirían con el
requerimiento expuesto, a excepción del punto 1, que se encuentra por encima del límite
exigido.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
40
Figura 13. Diagrama de cajas de la Alcalinidad Figura 14. Diagrama de cajas de la conductividad
Figura 15. Diagrama de cajas de STD Figura 16. Diagrama de cajas de la Dureza Total
De acuerdo con los resultados de pH mostrados anteriormente la medida de acidez no
concuerda, ya que el pH para el punto 1 es mayor a 7, que significa que es un agua alcalina
y no acida como se muestra en los resultados obtenidos para el contenido de acidez total
que se observan en la figura 17. También se puede observa una gran variación de los
resultados de acidez entre el punto 1 y el resto de los puntos, la cual genera desconfianza en
la confiabilidad de los datos. Por otro lado la normatividad no posee ningún límite que
restrinja la medida de acidez por la cual no se puede concluir sobre un posible uso del agua
lluvia dentro del campus.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
41
Figura 17. Diagrama de cajas de la Acidez
Para los resultados que se obtuvieron en el contenido de Sólidos Suspendidos Totales (SST)
y Sólidos Totales (ST) que se pueden observar en las figuras 18 y 19 nos sugieren que el
agua lluvia no es apta para el consumo humano para ninguno de los puntos. Respecto a los
SST se exige un límite de 5 mg/L según la EPA para consumo humano el cual no cumple
ninguna de las muestras de agua lluvia, por lo contrario el agua lluvia de los puntos 7 y 9 se
podría llegar a utilizar en riego superficial de acuerdo con la misma normativa, debido a
que establece un límite de 30 mg/L. Estos valores tienen la característica que se dieron en
las muestras tomadas en los eventos donde tenían una gran altura total de lluvia, lo cual
disminuyo la cantidad de SST de estos puntos (ver Tabla 2). Por otra parte, los ST de
acuerdo con los lineamientos de la WHO (500 mg/L) cumple para los puntos 4, 5, 6, 7, 9 y
10 ya que estos están por debajo del límite máximo de consumo humano.
Figura 18. Diagrama de cajas de SST Figura 19. Diagrama de cajas de ST
Por último, los resultados obtenidos para los parámetros de color y turbidez (ver figuras 20
y 21) nos sugieren que el agua lluvia no es apta para ningún uso en ninguno de los puntos
muestreados. Con respecto a la cantidad de color se tuvo en cuenta la norma de la Unión
Europea (10 UPC) y la resolución colombiana 2115 de 2007 (15 UPC) para consumo
Aprovechamiento de Agua Lluvia
42
humano y así comparar con los resultados de calidad de agua lluvia muestreados. Por otro
lado se ve que el agua tampoco es apta para el consumo humano según la norma del Reino
Unido la cual tiene un límite de 20 UPC. Sin embargo, los puntos 6, 7 y 9 tienen algunos
valores que están por debajo de este límite. Estos valores tienen la característica que se
dieron en las muestras tomadas en los eventos donde tenían una gran altura total de lluvia,
lo cual disminuyó la cantidad de color de estos puntos (ver Tabla 2). De igual forma los
resultados sugieren que el agua lluvia es apta para riego en los puntos 4, 5, 6, 7, y 9 según
la norma de Japón; la cual tiene un límite de 40 UPC. Por otro lado para el parámetro de
turbidez se tiene en cuenta límites de 2 NTU, 5 NTU y 4 NTU de las normas Colombiana,
la EPA y la del Reino Unido respectivamente, para las cuales ninguna de las muestras
cumple.
Figura 20. Diagrama de cajas del Color Figura 21. Diagrama de cajas de la Turbidez
3.1.3. Metales
Los resultados obtenidos para el contenido de Cobre, Plata, Potasio, Sodio y Zinc en todos
los puntos de muestreo (ver figuras de la 22 a la 26) sugieren que el agua lluvia es apta para
todos los usos incluyendo el consumo humano. Con respecto a los resultados de cobre el
límite que exige la resolución colombiana 2115 de 2007 es de 1 mg/L y los resultados de
laboratorio de todos los puntos de muestreo no superaron la concentración de 0.08 mg/L.
Para el contenido de plata de acuerdo el decreto colombiano 1594 de 1984 que 1984
establece que la concentración límite de plata en el agua debe ser de 0.05 mg/L para
consumo humano, lo que nos indica que el agua lluvia de todos los puntos es apta para
todos los usos. Sin embargo, si se tuviera en cuenta la normatividad del Reino Unido y la
Unión Europea las cuales tienen un límite máximo de 0.01 mg/L de plata en el agua para
consumo humano, únicamente los puntos 2, 3, 5 y 10 servirían para este uso. Por otra parte
el Potasio cumple los lineamentos del Reino Unido y la Unión Europea las cuales tienen
unos límites de 12 mg/L y 10 mg/L respectivamente. Con respecto al contenido de Sodio,
los lineamentos de Canadá y la WHO tienen un límite de 200 mg/L para consumo humano
y el Reino Unido de 150 mg/L. Por último el contenido de Zinc lo indica la resolución 2115
colombiana de 2007 y la WHO las cuales tienen un límite de 3 mg/L. Además el agua
Aprovechamiento de Agua Lluvia
43
también es apta según los lineamientos de las normatividades de la EPA, Unión Europea,
Reino Unido y Canadá que exigen 5 mg/L.
Figura 22. Diagrama de cajas del Cloro Figura 23. Diagrama de cajas de la plata
Figura 24. Diagrama de cajas del Potasio Figura 25. Diagrama de cajas del Sodio
Figura 26. Diagrama de cajas del Zinc
En los resultados obtenidos para el contenido de Hierro y Plomo en todos los puntos de
muestreo (ver figuras 27 y 28) indican que el agua lluvia no es apta para ningún uso en
Aprovechamiento de Agua Lluvia
44
ninguno de los puntos de muestreo para el consumo humano ya que sobrepasan los límites
impuestos por la resolución Colombiana 2115 de 2007 (0.01 mg/L Plomo y 0.3 mg/L
Hierro) para ambos metales. Por otro lado todos los puntos de muestreo podrían ser usados
para riego ya que estos cumplen los lineamientos establecidos, con respecto el hierro los
resultados sugieren que el agua lluvia es apta en todos los puntos ya que el límite
establecido por la normatividad Colombiana y la FAO es de 5 mg/L. Sin embargo para el
plomo los resultados sugieren que el agua es apta para riego únicamente en los puntos 1, 2,
3, 5, 6, 7 y 9 según la resolución 2115 de 2007 (de 0.1 mg/L). Por otro lado, la EPA y la
FAO exigen unos límites de 5 mg/L para riego, lo que nos indica que todos los puntos son
aptos para este uso según estas normas.
Figura 27. Diagrama de cajas del Hierro Figura 28. Diagrama de cajas del Plomo
El contenido de Manganeso en todos los puntos de muestreo se puede observar en la figura
29, donde los resultados sugieren que el agua lluvia es apta para consumo humano y riego
en los puntos 1, 2, 4, 5, 6, 9 y 10 como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007 la
cual tiene unos límites máximos de 0.1 mg/L para consumo humano y 0.2 mg/L para riego.
Los puntos 3 y 4 no cumplen con los estándares de calidad exigida por la resolución
Colombiana tanto para consumo como para riego.
Figura 29. Diagrama de cajas del Manganeso
Aprovechamiento de Agua Lluvia
45
Para el contenido de Mercurio los resultados se pueden observar en la figura 30 los cuales
sugieren que el agua lluvia es apta solamente en los puntos 2, 6, 7 y 9 para consumo
humano y para riego como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007 la cual tiene
unos límites máximos de 0.001 mg/L y 0.01 mg/L para consumo humano y para riego
respectivamente. Los puntos 1, 3, 4, 5 y 10 no cumplen con los estándares de calidad
exigidos por la resolución Colombiana tanto para consumo como para riego.
Figura 30. Diagrama de cajas del Mercurio
Los resultados obtenidos para el contenido de Níquel en todos los puntos de muestreo se
pueden observar en la figura 31. Los resultados sugieren que el agua lluvia es apta en los
puntos 4, 5, 7 y 9 para consumo humano como lo indica la resolución Colombiana 2115
de 2007 y la WHO las cuales tienen un límite máximo de 0.02 mg/L para consumo
humano. Por otro lado Los resultados sugieren que el agua lluvia es apta en los puntos 3,
4, 5, 7 y 9 para consumo humano como lo indica la EPA (límite máximo de 0.1 mg/L para
consumo humano). Además, la calidad del agua en los puntos anteriormente mencionados
también es apta para el uso de riego como lo indica la resolución Colombiana 2115 de 2007
y la FAO las cuales exigen un límite de 0.2 mg/L. Los puntos 1, 2, 6 y 10 no cumplen
ninguno de los estándares de calidad mencionados anteriormente, por lo cual no se deben
utilizar para ningún uso.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
46
Figura 31. Diagrama de cajas del Níquel
Por último para el contenido de Cadmio y Magnesio en todos los puntos de muestreo
(figuras 32 y 33) sugieren que el agua lluvia no es apta para el consumo humano ya que
sobrepasa el límite establecido por la resolución colombiana 2115 de 2007 (0.003 mg/L) y
la FAO (0.2 mg/L) respectivamente. Con respecto al Cadmio el agua lluvia es apta para
riego únicamente en los puntos 2 y 6 ya que están por debajo de los límites de la
normatividad Colombiana y FAO las cuales exigen un límite de 0.01 mg/L. Sin embargo el
Magnesio en todos los puntos de muestreo el agua lluvia no es apta para ningún uso en
ninguno de los puntos muestreados teniendo en cuenta el límite de la FAO (0.2 mg/L).
Figura 32. Diagrama de cajas del Cadmio Figura 33. Diagrama de cajas del Magnesio
3.1.4. Constituyentes orgánicos
Los resultados obtenidos para Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días (DBO5) y la
Demanda Química de Oxígeno (DQO) en todos los puntos de muestreo (ver figuras 34 y
35) sugieren que el agua lluvia no es apta para el consumo humano, ya que no cumple con
los lineamientos de la EPA de un máximo de 10 mg/L; y descarga de sanitarios de 10 mg/L
de la misma organización para la DBO5; por otro lado tampoco cumpliría con el límite
máximo de 6 mg/L para agua potable según la WHO en el documento de International
Aprovechamiento de Agua Lluvia
47
Standards for Drinking-Water. Por otra parte, para los usos de riego y paisajismo se tienen
los puntos 4, 5, 6, 7 y 9 ya que no superan el límite máximo de las normas para riego de la
EPA de 30 mg/L, y de paisajismo de 30 mg/L de la EPA de Estados Unidos con respecto a
la DBO5. Por otro lado para Demanda Química de Oxígeno (DQO) tampoco cumple el
límite máximo de 10 mg/L para agua potable según la WHO en el documento de
International Standards for Drinking-Water.
Figura 34. Diagrama de cajas del DBO5 Figura 35. Diagrama de cajas del DQO
3.1.5. Síntesis de la comparación de los resultados con las normas seleccionadas y
posibles usos del agua lluvia
A continuación se presentaran de manera sintetizada los parámetros de calidad que se
encuentran dentro de los estándares de calidad admisibles para los diferentes usos del agua
lluvia de escorrentía recolectada (agua potable, riego, descarga de inodoros y para
recreación). Los resultados se pueden observar en las tablas 15, 16, 17 y 18, los cuales se
encuentran separados dependiendo del uso del agua lluvia. En estas tablas se pueden
observar los parámetros que cumplen los lineamientos especificados anteriormente (O), los
que no cumplen con los mismos (X) o no se encuentran mencionados en ninguna de las
normas investigadas (-).
Aprovechamiento de Agua Lluvia
48
Tabla 14. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-) según las normativas para el
uso potable del agua.
PUNTO MUESTREO EN EL CAMPUS
1 2 3 4 5 6 7 9 10
COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X X X X X X
Demanda Química de oxígeno (DQO) X X X X X X X X X
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal - - - - - - - - -
Fosforo total O O O O O O O O O
Cloruros O O O O O O O O O
Sulfato O O O O O O O O O
pH O O O O O O O X O
NTK O X X O O X O X X
Oxígeno disuelto X X X O O X X X X
FISICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez total - - - - - - - - -
Alcalinidad total O O O O O O O O O
Color Verdadero X X X X X X X X X
Turbidez X X X X X X X X X
Dureza Total O O O O O O O O O
Sólidos Totales X X X O O O O O O
Sólidos suspendidos totales X X X X X X X X X
Sólidos totales disueltos X O O O O O O O O
Conductividad O O O O O O O O O
Temperatura O O O O O O O O O
METALES
Cadmio X O X X X O X X X
Cobre O O O O O O O O O
Hierro X X X X X O X X X
Magnesio X X X X X X X X X
Manganeso O O X O O O X O O
Mercurio X O X X X O O O X
Níquel X X O O O X O O X
Plata O O O O O O O O O
plomo X X X X X X X X X
Potasio O O O O O O O O O
Sodio O O O O O O O O O
Zinc O O O O O O O O O
Aprovechamiento de Agua Lluvia
49
Tabla 15. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-) según las normativas para el
uso del agua en riego.
PUNTO DE MUESTREO EN EL CAMPUS
1 2 3 4 5 6 7 9 10
COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) - - - - - - - - -
Demanda Química de oxígeno (DQO) - - - - - - - - -
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal - - - - - - - - -
Fosforo total - - - - - - - - -
Cloruros - - - - - - - - -
Sulfato - - - - - - - - -
pH O O O O O O O O O
NTK - - - - - - - - -
Oxígeno disuelto - - - - - - - - -
FISICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez total - - - - - - - - -
Alcalinidad total - - - - - - - - -
Color Verdadero - - - - - - - - -
Turbidez - - - - - - - - -
Dureza Total - - - - - - - - -
Sólidos Totales - - - - - - - - -
Sólidos suspendidos totales - - - - - - - - -
Sólidos totales disueltos - - - - - - - - -
Conductividad - - - - - - - - -
Temperatura - - - - - - - - -
METALES
Cadmio X O X X X O X X X
Cobre O O O O O O O O O
Hierro O O O O O O O O O
Magnesio - - - - - - - - -
Manganeso O O X O O O X O O
Mercurio X O X X X O O O X
Níquel X X O O O X O O X
Plata O O O O O O O O O
plomo O O O X O O O O X
Potasio O O O O O O O O O
Sodio O O O O O O O O O
Zinc O O O O O O O O O
Aprovechamiento de Agua Lluvia
50
Tabla 16. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-) según las normativas para el
uso del agua en descarga de sanitarios.
PUNTO DE MUESTREO EN EL CAMPUS
1 2 3 4 5 6 7 9 10 COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X O X X X X
Demanda Química de oxígeno (DQO) - - - - - - - - -
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal - - - - - - - - -
Fosforo total - - - - - - - - -
Cloruros - - - - - - - - -
Sulfato - - - - - - - - -
pH O O O O O O O O O
NTK - - - - - - - - -
Oxígeno disuelto X X X O O X X X X
FISICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez total - - - - - - - - -
Alcalinidad total - - - - - - - - -
Color Verdadero - - - - - - - - -
Turbidez X X X X X X X X X
Dureza Total - - - - - - - - -
Sólidos Totales - - - - - - - - -
Sólidos suspendidos totales X X X X X X X X X
Sólidos totales disueltos - - - - - - - - -
Conductividad - - - - - - - - -
Temperatura - - - - - - - - -
METALES
Cadmio - - - - - - - - -
Cobre - - - - - - - - -
Hierro - - - - - - - - -
Magnesio - - - - - - - - -
Manganeso - - - - - - - - -
Mercurio - - - - - - - - -
Níquel - - - - - - - - -
Plata - - - - - - - - -
plomo - - - - - - - - -
Potasio - - - - - - - - -
Sodio - - - - - - - - -
Zinc - - - - - - - - -
Aprovechamiento de Agua Lluvia
51
Tabla 17. Parámetros que cumplen (O), no cumplen (X) o no se mencionan límites (-) según las normativas para el
uso del agua en uso recreativo.
LUGAR EN EL CAMPUS
1 2 3 4 5 6 7 9 10
COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) X X X X O X X X X
Demanda Química de oxígeno (DQO) - - - - - - - - -
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal - - - - - - - - -
Fosforo total - - - - - - - - -
Cloruros - - - - - - - - -
Sulfato - - - - - - - - -
pH O O O O O O O O O
NTK - - - - - - - - -
Oxígeno disuelto X X X O O X X X X
FISICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez total - - - - - - - - -
Alcalinidad total - - - - - - - - -
Color Verdadero X X X X X X X X X
Turbidez X X X X X X X X X
Dureza Total - - - - - - - - -
Sólidos Totales - - - - - - - - -
Sólidos suspendidos totales X X X X X X X X X
Sólidos totales disueltos - - - - - - - - -
Conductividad - - - - - - - - -
Temperatura - - - - - - - - -
METALES
Cadmio - - - - - - - - -
Cobre - - - - - - - - -
Hierro - - - - - - - - -
Magnesio - - - - - - - - -
Manganeso - - - - - - - - -
Mercurio - - - - - - - - -
Níquel - - - - - - - - -
Plata - - - - - - - - -
plomo - - - - - - - - -
Potasio - - - - - - - - -
Sodio - - - - - - - - -
Zinc - - - - - - - - -
Aprovechamiento de Agua Lluvia
52
En la Tabla 14 podemos observar que el agua lluvia no puede ser reutilizada como agua
potable ya que varios de los parámetros de calidad estudiados no cumplen con los
estándares de calidad de la normativa Colombiana. En los puntos 4, 5 y 6 se encontraron
más parámetros admisibles que el resto de puntos de muestreo, con un total de 19 de los 34
estudiados. Se observa que los constituyentes inorgánicos fueron los parámetros que más
están dentro de los rangos admisibles de la normativa, obteniendo de esta forma que en los
puntos 4 y 5 todos los parámetros se encuentran dentro de los límites permitidos. Caso
contrario ocurre en los componentes orgánicos, donde ninguno de estos se encuentran en
los rangos admisibles de todos los puntos estudiados. Y en cuanto a los parámetros físicos y
organolépticos y los metales pesados, se encontraron valores muy variados, en donde
algunos parámetros si cumplen las concentraciones mínimas exigidas en el agua para el uso
potable como otros los cuales sobrepasan significativamente estos rangos.
En las tablas los valores “-” corresponden a aquellos parámetros que no son mencionados
dentro de ninguna de las normativas consultadas; Lo que quiere decir que su concentración
en el agua es despreciable, o que no afectan según el uso que se le quiera dar. De esta
forma, podemos ver en la Tabla 15 que de los parámetros físicos y organolépticos no se
tiene ninguna especificación o límite por parte de las normativas investigadas que puedan
restringir el uso del agua para riego. También se puede observar que de los constituyentes
inorgánicos solo se exige que el pH este dentro del rango de 4.5 a 9 (ver Tabla 11), y en
donde todos los puntos cumplen con estos valores. Para finalizar, se tiene que los metales
son los contaminantes que más se deben controlar en el agua para el uso de riego, debido a
que en los puntos 2, 6 y 9 se encontró que 10 de los 11 metales estudiados cumplen con el
máximo de concentraciones permitidas para el uso del agua en riego.
En cuanto al uso del agua lluvia de escorrentía en descarga de sanitarios y uso recreativo se
encontró que el agua lluvia de escorrentía no cumple debido a los parámetros físicos y
organolépticos, ya que en ambos casos se exigen límites de concentraciones de sólidos
suspendidos totales y turbidez, y en ningún punto se obtuvieron los valores permitidos. En
cuanto a los constituyentes inorgánicos los puntos 4 y 5 cumplen con el valor mínimo de
oxígeno disuelto en el agua, y por otro lado los componentes orgánicos, el punto 5 es el
único que tiene el valor admisible de DBO5, el resto de los puntos tienen valores muy
superiores a los permitidos por las normativas mencionadas en el presente trabajo de grado.
3.2. Comparación por t-test
Se realizó el análisis de t-student, para verificar cuales de los lugares podrían ser
interdependientes y estadísticamente iguales dentro del campus, para ello se realizaron dos
tablas comparativas que se pueden observar a continuación (Tablas 18 y 19). Se
compararon los p-value de los 34 parámetros de calidad en 4 parejas de puntos que se
relacionaron, donde los puntos de muestreo que se compararon fueron el 2 y 3; 4 y 5; 7 y 9
y; 6 y 10. Las dos primeras parejas de puntos tienen el tipo de superficie en común (cancha
de fútbol) y además se encuentran cercanos dentro del campus de la universidad. La tercera
Aprovechamiento de Agua Lluvia
53
pareja tiene en común el tipo de superficie (Cubierta) pero se encuentran espacialmente
separados y como una cuarta pareja, se identifico por que se encuentra espacialmente
alejados y con distinto tipo de superficie.
Tabla 18. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies igual
PARÁMETROS DE
CALIDAD
PAREJAS DE PUNTOS ANALIZADOS
2 y 3 4 y 5 7 y 9 6 y 10 P-
value
Iguald
ad
P-
value
Iguald
ad
P-
value
Iguald
ad
P-
value
Iguald
ad
COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de oxígeno
(DBO5) 1 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Demanda Química de oxígeno
(DQO) 1 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
CONSTITUYENTES INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal 1.00 = 0.04 ≠ 1.00 = 1.00 =
Fosforo total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.01 ≠
Cloruros 0.30 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sulfato 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =
pH 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
NTK 1.00 = 1.00 = 0.05 ≠ 1.00 =
Oxigeno disuelto 0.16 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
FISICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Alcalinidad total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Color Verdadero 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Turbidez 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Dureza Total 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Dureza Ca 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sólidos Totales 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sólidos Sedimentables 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sólidos suspendidos totales 0.84 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sólidos totales disueltos 0.17 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sólidos volátiles 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Conductividad 0.02 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Temperatura 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
METALES
Cadmio 0.03 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Cobre 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Hierro 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Magnesio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Aprovechamiento de Agua Lluvia
54
Manganeso 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Mercurio 0.18 = 1.00 = 1.00 = 0.08 =
Níquel 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Plata 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
plomo 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.34 =
Potasio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sodio 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Zinc 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
En la Tabla 18 se puede observar que en todas las parejas hay gran similitud entre los
parámetros de calidad, encontrando un máximo de diferencias en tres de los parámetros, es
decir, en donde los tres parámetros de calidad tienen un p-value menor a 0.05, estos
parámetros se encontraron en la pareja 1 (puntos 2 y 3) y en las demás parejas tan solo se
encontró un parámetros con distinto p-value. Esto indica que las concentraciones de
contaminantes y las características fiscas del agua están en función de la superficie, como
por ejemplo, los punto 7 y 9 se encuentran espacialmente separados pero con la misma
superficie, y se obtuvieron 33 de 34 parámetros similares. Por otra parte, los puntos 6 y 10,
aunque presentan diferente tipo de superficie, se puede interpretar que los resultados son
similares ya que estas dos son de las mismas características, ya que el punto 6 es una
cubierta hecha en concreto y el punto 10 corresponde a la vía que está enfrente del edificio
Manuel Briceño, lo que nos que indica que las superficies duras tienen gran similitud en las
concentraciones de los contaminantes.
En la Tabla 19 se observan los resultados de p-value entre 4 parejas distintas, estas parejas
se escogieron con el fin de determinar si existe o no similitud entre puntos con diferentes
tipos de superficies donde las parejas están compuestas por los puntos de muestreo 1 y 3; 1
y 5; 1 y 6 y; 9 y 2. El punto 1 corresponde al drenaje de la cancha de fútbol, los puntos 5 y
6 son superficies duras (cubiertas revestidas en concreto); los puntos 2 y 3 corresponden a
la ladera del costado oriental de la cancha de fútbol y el punto 9 a la cubierta de la facultad
de arquitectura.
En la Tabla 19 se puede observar que en el grupo de pares existe una mayor diferencia
entre los parámetros de las parejas 1 y 5; 1 y 6 y; 9 y 2, en donde cada una de estas tiene
una superficie de distintas características. En cuanto a los puntos 1 y 3 existe menor
diferencia entre los parámetros, en proporción con los demás puntos analizados, lo cual
puede deberse a que estas superficies están expuestas a vegetación y mayor contenido de
materia orgánica. En síntesis, mediante el análisis t-test se pudo comprobar las relación
directa que hay entre el tipo de superficie y la concentración de contaminantes en el agua
lluvia. Para mayor información sobre el análisis t-test, se pueden observar los resultados de
t-test para cada parámetro de calidad en función del lugar en el anexo 5.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
55
Tabla 19. Resultados de puntos semejantes por medio de t-test con parejas de superficies diferentes
PARÁMETROS DE
CALIDAD
PAREJAS DE PUNTOS ANALIZADOS
1 y 3 1 y 5 1 y 6 9 y 2
P-
value
Igual
dad
P-
value
Igual
dad
P-
value
Igual
dad
P-
value
Igual
dad
COMPONENTES ORGÁNICOS
Demanda bioquímica de
oxígeno (DBO5) 1.00 = 0.30 = 0.00 ≠ 0.08 =
Demanda Química de
oxígeno (DQO) 0.80 = 0.38 = 1.00 = 0.00 ≠
CONSTITUYENTES
INORGÁNICOS
Nitrógeno amoniacal 0.11 = 1.00 = 0.19 = 0.00 ≠
Fosforo total 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.00 ≠
Cloruros 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Sulfato 0.00 ≠ 1.00 = 0.00 ≠ 0.01 ≠
pH 1.00 = 1.00 = 0.16 = 0.09 =
NTK 1.00 = 1.00 = 0.25 = 1.00 =
Oxigeno disuelto 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
FISICOS Y
ORGANOLEPTICOS
Acidez total 0.01 ≠ 0.01 ≠ 0.00 ≠ 1.00 =
Alcalinidad total 0.01 ≠ 1.00 = 0.01 ≠ 0.00 ≠
Color Verdadero 1.00 = 0.11 = 0.00 ≠ 0.00 ≠
Turbidez 0.48 = 0.54 = 0.02 ≠ 1.00 =
Dureza Total 1.00 = 1.00 = 0.01 ≠ 0.03 ≠
Dureza Ca 1.00 = 0.89 = 1.00 = 0.00 ≠
Sólidos Totales 0.30 = 0.26 = 0.01 ≠ 0.00 ≠
Sólidos Sedimentables 1.00 = 0.40 = 0.02 ≠ 0.54 =
Sólidos suspendidos totales 1.00 = 1.00 = 0.82 = 0.00 ≠
Sólidos totales disueltos 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.43 =
Sólidos Volátiles 0.09 = 1.00 = 1.00 = 0.00 ≠
Conductividad 0.95 = 0.15 = 0.01 ≠ 0.17 =
Temperatura 1.00 = 0.01 ≠ 1.00 = 1.00 =
METALES
Cadmio 1.00 = 1.00 = 0.19 = 1.00 =
Cobre 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Hierro 1.00 = 1.00 = 1.00 = 0.34 =
Magnesio 1.00 = 0.00 ≠ 0.00 ≠ 0.01 ≠
Manganeso 0.00 ≠ 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Mercurio 0.99 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Aprovechamiento de Agua Lluvia
56
Níquel 1.00 = 0.61 = 1.00 = 1.00 =
Plata 0.08 = 0.02 ≠ 0.15 = 1.00 =
plomo 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
Potasio 1.00 = 0.02 ≠ 0.34 = 0.02 ≠
Sodio 1.00 = 0.03 ≠ 0.27 = 0.05 =
Zinc 1.00 = 1.00 = 1.00 = 1.00 =
3.3. Caracterización de la variabilidad de las concentraciones observadas en
función de la ubicación dentro del campus, tipo de superficie, tipo de
evento lluvioso
A continuación se presentara mediante el análisis de componentes principales (PCA) la
variabilidad de las concentraciones calculadas en función de la ubicación dentro del campus
universitario, tipo de superficie y evento lluvioso, para esto se analizará por cada tipo de
parámetros de calidad del agua lluvia estudiados (componentes orgánicos, constituyentes
inorgánicos, físicos y organolépticos y metales pesados).
Para cada PCA realizado se desarrollaron siete gráficas. Las cuatro primeras de cada
análisis muestran el resumen gráfico de la matriz de correlaciones, en la primer gráfica se
observarán las correlaciones entre las variables (“circulo de correlaciones”), lo que quiere
decir que las variables más correlacionadas entre sí mostrarán un ángulo pequeño y las
menores un ángulo cercano a los noventa grados, las variables correlacionadas
negativamente tendrán direcciones opuestas en el plano. La segunda y tercera gráfica
mostrarán las correlaciones de la primera y segunda componente principal con cada
variable, respectivamente. La cuarta gráfica mostrara en resumen las correlaciones entra las
variables y el histograma de los valores propios de cada componente principal, resaltando
las dos primeras barras de color negro las cuales corresponden a los valores propios de las
dos primeras componentes principales, que son las componentes que se trabajaron.
Finalmente, en las tres últimas gráficas se observarán las variables de separación, que
corresponden al punto en el campus, el evento lluvioso y la superficie. Estas variables
representan una partición (división en clases) de los individuos, por lo cual, lo que se
representa en los figuras son los centros de gravedad de cada subconjunto asociado a una
modalidad (Pardo & Cabarcas, 2001).
3.3.1. Componentes orgánicos
En las figuras 36 y 39 se observa la correlación de las variables de los constituyentes
orgánicos con las dos componentes principales y en las figuras 37 y 38 se observan los
valores de dichas correlaciones. Como se puede observar en las figuras anteriores, las
variables están bien representadas ya que sus flechas terminan en el borde del círculo de
correlaciones; esto se debe a que el PCA se desarrolló para las dos variables que conforman
los componentes orgánicos, generando de esta manera únicamente dos componentes
Aprovechamiento de Agua Lluvia
57
principales. El 69 % de varianza se pudo resumir por medio de la primera componente
principal y el 31 % por medio de la segunda componente, obteniendo de esta forma el 100
% de la varianza. En el figura 4 se observa que el primer eje es un factor tamaño, puesto
que las coordenadas hacia la derecha indican mayor concentración de los componentes
orgánicos. El segundo eje separa hacia arriba más concentración de DQO y, hacia abajo,
DBO5
Figura 36. Correlación componentes orgánicos Figura 37. Componentes principales parámetros orgánicos
En las figuras 40, 41 y 42 se proyectan y resaltan las variables de separación
correspondientes al lugar dentro del campus, evento lluvioso y tipo de superficie,
respectivamente.
Figura 38. Componente uno de parámetros orgánicos Figura 39. Componente dos de parámetros orgánicos
En el figura 40 se observa que los lugares de 1, 2, 3, 4, y 5 contienen mayor concentración
de constituyentes orgánicos que el resto de los lugares. Los lugares 4 y 5 contienen mayor
concentración de DQO; y los lugares 1 y 3 mayor concentración de DBO5; además se
observa que el lugar dos contiene gran concentración de ambos componentes. En la figura
41 se obtuvo que el evento 14 tiene mayor concentración en promedio con los demás
eventos de DQO y el evento 6 de DBO5; y otro aspecto importante que resalta este figura
Aprovechamiento de Agua Lluvia
58
es que el evento 13 genera una gran concentración tanto de DQO como DBO5, ya que las
correlaciones de los individuos que generan este grupo están cerca a ambos parámetros de
calidad (ovalo azul).
Figura 40. Separación por lugar parámetros orgánicos Figura 41. Separación evento parámetros orgánicos
Figura 42 . Separación por Superficie de parámetros orgánicos
3.3.2. Constituyentes inorgánicos
En la figura 44 se observa el histograma de los valores propios del cual el 33 % de la
variabilidad se pudo resumir por medio de la componente principal 1 y el 26 % se pudo
resumir por medio de la componente principal 2, obteniendo de esta forma el 59 % de la
variabilidad total. Como se puede observar en las figuras 43, 45 y 46 en el primer eje tiene
mayor ponderación la variable de nitrógeno y el segundo eje las variables oxigeno disuelto,
sulfatos y NTK.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
59
Figura 43. Correlación componentes inorgánicos Figura 44. Componentes principales parámetros inorgánicos
Analizando las graficas 43, 47, 48 y 49 se observa que el lugar 3 y las superficies 4 y 5
contienen los valores más altos, con mayor proporción que el promedio general en sulfatos,
fósforos y pH. El lugar 2 contiene un mayor contenido de nitrógeno; el lugar 4 y 5, y la
superficie 3 contienen en general los valores más bajos que el promedio pero con una
mayor concentración de oxígeno disuelto.
Figura 45. Componente uno parámetros inorgánicos Figura 46. Componente dos parámetros inorgánicos
En cuanto al evento no se observa una gran correlación entre las componentes principales y
estas variables de separación, ya que no existe una gran separación entre estas, sin
embargo, el evento 5 en general tiene las menores concentraciones y valores más bajos de
los parámetros inorgánicos. Además, cabe resaltar que este análisis PCA no fue suficiente,
ya que la reducción de estas dos componentes solo alcanzo a analizar el 59 % de la
variabilidad.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
60
Figura 47.Separación por lugar parámetros inorgánicos Figura 48.Separación por evento parámetros inorgánicos
Figura 47. Separación por Superficie de parámetros inorgánicos
3.3.3. Físicos y organolépticos
A diferencia de los constituyentes inorgánicos, en los parámetros físicos y organolépticos
se obtuvo un porcentaje de variabilidad mayor en las dos primeras componentes principales
correspondiente a 69 %, del cual el 53 % se pudo resumir en la primera componente
principal y el 15 % en la segunda componente principal. En las figuras 50, 51, 52 y 53 se
observa que el primer eje es el factor tamaño, puesto que las coordenadas hacia la izquierda
indican mayor concentración de los diferentes parámetros de calidad. En el primer eje
tienen mayor ponderación las variables SV, SST, conductividad, dureza y alcalinidad. En
el segundo eje separa: hacia arriba acidez y, hacia abajo, color y turbidez.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
61
Figura 48. Correlación componentes físicos Figura 49. Componentes principales parámetros físicos
Figura 50. Componente dos parámetros físicos Figura 51. Componente uno parámetros físicos
En las figuras 54, 55, 56 se observa que se genera el mismo fenómeno que en los PCA
anteriores en donde los lugares 1, 2 y 3 y las superficies 4 y 5 contienen las concentraciones
más altas en relación con los demás lugares y superficies, ya que se encuentran más hacia la
izquierda del eje de la componente principal 1. En el lugar 1 y la superficie 5, que
corresponden al punto de recolección del drenaje de la cancha de futbol, se presentan una
gran variabilidad en la información, en donde en un grupo de individuos, que corresponde a
una muestra de agua, se generan valores más altos de color y turbidez y valores más bajos
en la acidez. Contrario sucede con otro grupo de individuos del lugar 1 en donde se genera
mayor acidez y menor color y turbidez en el agua con respecto a las demás muestras. En la
figura 55 se observa que los eventos generan una importante separación entre las variables,
sobre todo el evento 1 en el cual se obtuvieron los valores de acidez y SS en el agua; y el
evento 13 que predomina en los valores de color, turbidez, ST, STD y DCa.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
62
Los lugares 1, 2 y3 y las superficies 4 y 5 contienen los mayores valores en los parámetros
físicos y organolépticos. El evento también es de gran influencia sobre los valores físicos y
organolépticos en el agua lluvia.
Figura 52. Separación por lugar de parámetros físicos Figura 53. Separación por evento de parámetros físicos
Figura 54. Separación por Superficie de parámetros físicos
3.3.4. Metales
En el PCA realizado para las concentraciones de los metales pesados en el agua lluvia de
escorrentía se obtuvo que el 26 % de la variabilidad se sintetiza en la primera componente
principal, en donde tienen mayor ponderación las variables de potasio, sodio y magnesio
(se pueden observar los resultados de correlaciones en las figuras 57, 58, 59 y 60). El 18 %
de la variabilidad se pudo resumir por medio de la segunda componente, en donde este eje
separa: hacia arriba más concentración de plomo y mercurio; hacia abajo mayor
concentración de níquel y zinc.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
63
Figura 55. Correlación de los metales Figura 56. Componentes principales de los metales
Figura 57. Componente dos de los metales
Figura 58. Componente uno los metales
Aprovechamiento de Agua Lluvia
64
En la figura 61 se observa que el lugar 3 predomina sobre los demás lugares en la
concentración de metales en el agua lluvia, al estar representado al lado izquierdo de la
figura. Caso contrario, los lugares que obtuvieron menos concentraciones de metales fueron
el 4 y el 5. El lugar 10 presenta la mayor concentración de los contaminantes del el eje 2.
En cuanto a los eventos, se observa (figura 62) que no se genera una asociación entre estas
variables de separación; y en cuanto a la superficies 4 y 5 (figura 63), al igual que los PCA
de los otros parámetros de calidad, son los que contienen mayor concentración de metales
pesados. Cabe resaltar que para este PCA no se genera una buena separación de las
variables, por lo cual no se puede determinar con gran precisión la causa de la variabilidad
de las concentraciones.
Figura 59. Separación por lugar de los metales Figura 60. Separación por evento de los metales
Figura 61. Separación por Superficie de los metales
3.3.5. Síntesis de resultados de PCA
Como resultado de la concentración de los parámetros de calidad en el agua lluvia cada
muestra de agua produce diferente tipos de resultados. En general los puntos 1, 2 y 3 los
cuales están compuestos por la superficies 4 y 5 presentaron los valores más altos en las
concentraciones de los parámetros orgánicos, constituyentes inorgánicos y los parámetros
físicos y organolépticos. Por parte del contenido de los metales pesados, aunque las
mayores concentraciones también tienden a darse en los puntos 1, 2 y 3, las variables de
separación no se diferenciaron de gran manera.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
65
En cuanto al resto de lugares, siempre generaron en menor proporción concentraciones de
los parámetros de calidad estudiados en el agua lluvia de escorrentía. La ubicación de estos
puntos dentro del campus son muy diferentes, por lo cual, la relación que conlleva a que
estas muestras tenga los valores más bajos de concentraciones se debe al tipo de superficie
que recorrió el agua lluvia desde el momento de su caída hasta el instante es que se obtuvo
la muestra fue determinante en la calidad del fluido. Este factor generó un incremento en la
concentración de contaminantes, unos en mayor proporción que los demás; que en este
caso, las superficies que más afectaron a la calidad del agua lluvia fueron las de los lugares
1, 2 y 3.
La superficie por la cual el agua recorre el lugar 1 está compuesta por el drenaje de la
cancha de futbol pasando previamente por el césped sintético del que está hecho el campo.
Es posible que el contacto del agua lluvia con materiales sintéticos y luego por las tuberías
que recolectan el agua lluvia, aumenta la concentración de contaminantes. Las superficies
de los lugares 2 y 3 corresponden a la ladera que esta al costado oriental de la cancha de
fútbol. En las figuras se pudo observar que el agua concentra más contaminantes al recorrer
la superficie de las laderas, aumentando en los componentes orgánicos, constituyentes
inorgánicos, parámetros físico y organolépticos y en concentración e metales pesados. Cabe
resaltar que aunque las superficies duras generan en menor proporción la concentración de
contaminantes en el agua lluvia, este no significa que el agua cumpla con los estándares de
calidad para los diferentes usos mencionados anteriormente (agua potable, riego, lavado de
fachadas, descarga de inodoros y paisajismo).
El evento lluvioso por su parte, no generó una separación considerable para establecer que
este fuera un factor determinante en la concentración de contaminantes, aunque si generó
resultados importantes en parámetros físicos y organolépticos, por ejemplo en el evento 13
se obtuvo los mayores valores de este tipo de parámetros de calidad en el agua. Revisando
las características de este evento (Tabla 2), se observa que este tuvo una muy baja atura
total de lluvia con respecto a los demás puntos y adicionalmente la duración fue muy
pequeña. Este evento produjo en el agua un mayor color y turbidez que en el resto de las
muestras, y también mayor concentración de sólidos suspendidos o materia orgánica dentro
de esta. Sin embargo, este evento no es el único con estas características, ya que el evento 7
obtuvo una menor altura total de lluvia (0.7mm) y el mismo tiempo de una duración de un
día, pero no generó los mismos resultados de concentración de sólidos y características
físicas en el agua. Esto se debe que para el evento 13 se obtuvieron las muestras en los
puntos 1 y 2 en donde se ha enfocado la mayor concentración de contaminantes.
En conclusión las variables de separación: lugar y superficie, generaron los mejores grupos
de separación. En estas dos variables se representaron los que más tenían relación entre sí y
cuales contenían mayor concentración de contaminantes, identificando de esta forma, que
los puntos 1, 2 y 3; contenían las mayores concentraciones de contaminantes, relacionado
directamente con sus tipos de superficies.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
66
3.4. Análisis de varianza de los resultados de calidad de aguas lluvias
En el análisis de varianza (ANOVA) los resultados van a estar representados con respecto a
la incidencia que tiene el lugar, la superficie, el evento y el error aleatorio en la
concentración de cada parámetro en el agua lluvia de escorrentía. Si el p-value del análisis
de varianza es menor de 0.05 nos indica que tiene una variabilidad significativa, mostrando
la barra de porcentaje de color blanco. En caso contrario, si el p-value es mayor a 0.05 nos
indica que la variabilidad no es significativa, es decir, que aunque nos indique un valor
porcentual alto de la variabilidad, este valor no tiene una confianza mayor del 95%, por lo
cual se rechazaría. Para varianzas no significativas la figura muestra la barra porcentual de
color negro.
A continuación se presentarán las figuras que resultaron de realizar el análisis de varianza,
de todos los parámetros de calidad que muestran el porcentaje de varianza que tiene el
lugar, la superficie, el evento y el error aleatorio explicados anteriormente. Luego se
mostrará una clasificación de la mayor variabilidad de las concentraciones y la causa de
estas.
3.4.1. Componentes orgánicos
En el análisis de varianza de los componentes orgánicos del agua lluvia muestreada dentro
del campus universitario (figuras 64 y 65), muestran que el lugar y la superficie, son
agentes que intervienen en la variabilidad de la calidad del agua para los parámetros de
DBO5 y DQO. Sin embargo para el DBO5 los agentes que tienen mayor influencia son el
lugar, evento y la superficie que a diferencia de la DQO, no es afectada significativamente
por el tipo de evento sino por el lugar y el tipo de superficie únicamente. Por otro lado cabe
resaltar que el lugar de recolección del agua lluvia es el que tiene una mayor incidencia en
ambos parámetros a diferencia del error aleatorio que no es significativo.
Figura 62. Análisis de varianza de la DBO5 Figura 63. Análisis de varianza de la DQO
Cabe resaltar que el error aleatorio no afecta significativamente en la variación de la DBO5
y DQO como se puede observar en las figuras 64 y 65, donde el error aleatorio tiene un
porcentaje de 2.8 y 2.4 respectivamente, menores a las ya mencionadas; esto significa que
Aprovechamiento de Agua Lluvia
67
la dispersión de los datos es pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de
calidad.
3.4.2. Constituyentes inorgánicos
En el análisis de varianza de los parámetros inorgánicos (Nitrógeno, fósforo, sulfatos,
cloruros, pH, oxígeno disuelto y NTK) del agua lluvia muestreada, tiene una gran
influencia sobre los resultados el lugar y el tipo de superficie para la mayoría de los
parámetros (fósforo, sulfatos, cloruros, pH, oxígeno disuelto y NTK), siendo el nitrógeno
(figura 66) el único parámetro en que el evento y el lugar son los más influyentes, esto
puede ser causa de que el nitrógeno es un componente biodegradable por lo que este se
disuelve en el agua y la concentración varia en un evento con mayor altura de precipitación
que con uno de menor precipitación (Romero Rojas, 2005).
Figura 64. Análisis de varianza del Nitrógeno
Para el fósforo, los sulfatos, NTK y pH (ver figuras de la 67 a la 70) el análisis de varianza
arrojó que los valores porcentuales con mayor variabilidad de estos parámetros se dan
debido al lugar, con un rango entre 43.4 % y 89.4 % siendo esta la causa más importante de
variabilidad de los resultados de calidad del agua lluvia. Por otro lado el fósforo y el
nitrógeno también tienen una gran influencia por el lugar como se menciona anteriormente,
aunque estos también son afectados por el evento lluvioso, el cual intervine en la
variabilidad de la calidad del agua lluvia. Por otra parte el tipo de superficie no es
significativa para ninguno de los dos parámetros ya que el p-value es mayor a 0.05 para
ambos constituyentes.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
68
Figura 65. Análisis de varianza del Fósforo Figura 66. Análisis de varianza de los Sulfatos
Figura 67. Análisis de varianza del NTK Figura 68. Análisis de varianza del pH
En las figuras 71 y 72 que corresponde a los cloruros y al oxígeno disuelto, se puede
observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido a la superficie,
a diferencia de los parámetros anteriores los cuales se veían influenciados en gran parte por
el lugar. Por otra parte el lugar y el evento no son significativo debido a que el p-value en
mayor a 0.05 como se observan en las figuras.
Figura 69. Análisis de varianza de Cloruros Figura 70. Análisis de varianza del Oxígeno Disuelto
Aprovechamiento de Agua Lluvia
69
3.4.3. Físicos y organolépticos
En las figuras de la 73 a la 81 se pueden observar los análisis de varianza de los
constituyentes físicos y organolépticos (acidez total, alcalinidad total, color verdadero,
turbidez, dureza total, sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos totales disueltos,
conductividad y temperatura), donde se muestran los porcentajes de variabilidad de las
concentraciones de estos parámetros en el agua lluvia de escorrentía.
En las figuras 73 a 76 que corresponde a la conductividad, alcalinidad, turbidez y dureza
total se puede observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido
al lugar y a la superficie en segunda instancia. Para los dos primeros parámetros de calidad
(conductividad y alcalinidad) se ven influenciados en gran parte por el lugar, tipo de
superficie y el evento, sin embargo el agente que más influye en los resultados es el lugar
de muestreo con porcentajes de 68.8 % y 69.9 % respectivamente. También se puede
observar que el porcentaje del error aleatorio da como resultado que no hay gran dispersión
de los datos muestreados.
Figura 71. Análisis de varianza de la Conductividad Figura 72. Análisis de varianza de la Alcalinidad
Para los otros dos parámetros de calidad (turbidez y dureza total), también se ven
influenciados en gran parte por el lugar y el tipo de superficie, aunque no es influenciado
por el evento, que muestra que no influye significativamente en los resultados de calidad
debido a que el p-value en mayor a 0.05 como se observan en las figuras 75 y 76. Por otra
parte también se puede observar que el porcentaje del error aleatorio da como resultado que
no hay gran dispersión de los datos muestreados.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
70
Figura 73. Análisis de varianza de la Turbidez Figura 76. Análisis de varianza de la Dureza Total
En las figuras 77, 78 y 79 que corresponde al color, sólidos totales y sólidos suspendidos
totales se puede observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan
debido al lugar y el evento. Para el primer parámetro de calidad (color) se ve influenciado
en gran parte por el lugar y el evento, sin embargo el agente que menos influencia tiene
sobre los datos de calidad en la superficie. Para los sólidos totales y los sólidos suspendidos
totales al igual que los parámetros anteriores la mayor influencia la genera el lugar, pero a
diferencia de los demás parámetros de calidad el evento y el tipo de superficie no influyen
significativamente en los análisis de calidad, además de que se logra observar que el evento
no es significativo debido a que el p-value es mayor a 0.05 como se observan en las figuras.
Figura 74. Análisis de varianza del Color Figura 75. Análisis de varianza de Sólidos Totales
Aprovechamiento de Agua Lluvia
71
Figura 76. Análisis de varianza de Sólidos Suspendidos Totales
Los últimos dos parámetros físicos y organolépticos son la acidez y la temperatura (figuras
80 y 81) que muestran que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido a
la superficie para ambos parámetros. Para la acidez se encontró que se ve influenciado por
los tres agentes (tipo de superficie, lugar y evento), por otra parte el error aleatorio tiene un
porcentaje de 0.7 menor a los demás agentes; que significa que la dispersión de los datos es
pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de calidad. Por otra parte la
temperatura, no es afectada significativamente por el evento a diferencia del anterior debido
a que el p-value es mayor a 0.05 como se observan en las figuras.
Figura 77. Análisis de varianza de la Acidez Figura 78. Análisis de varianza de la Temperatura
3.4.4. Metales
Al igual que en los parámetros de calidad descritos anteriormente, en los metales (cadmio,
cobre, hierro, magnesio, manganeso, mercurio, níquel, plata, plomo, potasio, sodio y zinc),
los factores que mayor inciden en la variación de las concentraciones son el lugar y el tipo
de superficie. Se puede apreciar en las figuras que existe un fenómeno importante en este
Aprovechamiento de Agua Lluvia
72
grupo de parámetros, donde se observa una diferencia que poseen de los demás; ya que en
los metales las variabilidades no significativas son más evidentes y está en la mayoría de
contaminantes generando hasta en los tres factores una variabilidad no significativa para un
solo metal, como es en el caso del hierro, mercurio y manganeso (figuras 82, 83 y 84).
Debido a esta desconfianza en el análisis de varianza, nos indica que debe existir otro
agente externo que controle las concentraciones de metales en el agua lluvia de escorrentía,
por otro lado, sería más conveniente afirmar que la variabilidad de las concentraciones de
los metales se deba a que los ensayos de laboratorio fueron mal realizados.
Figura 79. Análisis de varianza del Hierro Figura 80. Análisis de varianza del Mercurio
Figura 814. Análisis de varianza del Manganeso
Contrario a lo anterior mencionado, algunos de los metales (magnesio, sodio, potasio y
plomo) mostraron que en ellos influenciaban significativamente el lugar y el tipo de
superficie. Sin embargo en los cuatro casos el evento no afecta, debido a que el p-value es
mayor a 0.05 como se observan en las figuras 85, 86, 87 y 88. Por otra parte el error
aleatorio tiene un porcentaje pequeño que significa que la dispersión de los datos es
pequeña y no tiene mayor afectación sobre los datos de calidad, especialmente en los tres
primeros metales.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
73
Figura 825. Análisis de varianza del Magnesio Figura 83. Análisis de varianza del Sodio
Figura 84. Análisis de varianza del Potasio Figura 85. Análisis de varianza del Plomo
En las figuras 89, 90, 91 y 92 que corresponde al zinc, plata, níquel y cobre se puede
observar que los valores porcentuales con mayor variabilidad se dan debido al tipo de
superficie. Para los dos primeros parámetros de calidad (zinc y plata) muestran ser
influenciado en gran parte por el tipo de superficie, aunque el zinc también se ve
influenciado por el lugar a diferencia de la plata, por otra parte la plata se ve influenciada
por el evento a diferencia del zinc. Para el níquel y el cobre, al igual que en los parámetros
anteriores donde la mayor influencia la genera la superficie, pero se encontró similitud de
los primeros metales descritos en este numeral (hierro, mercurio y manganeso), la
variabilidad no es influenciada por ninguno de los otros agentes debido a que el p-value es
mayor a 0.05 como se observan en las figuras.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
74
Figura 86. Análisis de varianza del Zinc Figura 87. Análisis de varianza de la Plata
Figura 88. Análisis de varianza del Níquel Figura 89. Análisis de varianza del Cobre
Por último, se encuentra el cadmio (figura 93) que es el único parámetro de calidad entre
los metales que se ve intervienen en la variabilidad de la calidad del agua lluvia de
escorrentía. Sin embargo en este metal no intervienen en la variabilidad el tipo de superficie
y el lugar, en lo cual se diferencia de los demás, debido a que el p-value es mayor a 0.05
como se observan en las figuras.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
75
Figura 90. Análisis de varianza del Cadmio
3.4.5. Síntesis de resultados del análisis de varianza
A partir de los resultados observados en el numeral 3.4 se realizo la Tabla 20, en la que se
encuentran sintetizados todos los análisis de varianza, esta tabla se encuentra dividida por el
parámetro de calidad y sus variables de afectación (superficie, lugar, evento y error
aleatorio (E.A.)) con su respectivo porcentaje de variabilidad.
Tabla 20. Porcentaje de variabilidad proveniente del análisis de componentes principales
PARAMETRO DE CALIDAD % VARIABILIDAD
SUPERFICIE LUGAR EVENTO E.A
COMPONENTES ORGANICOS
DBO5 14.3 50.6 32.3 2.8
DQO 18.3 79 0.3 2.4
CONSTITUYENTES INORGANICOS
Cloruros 89.4 5.8 3.8 0.9
Fósforos 0.9 85.7 11.2 2.2
Nitrógeno 2.1 43.4 47.8 6.7
NTK 0 88.1 3.2 8.1
Oxigeno Disuelto 86 1.8 6 6.3
PH 29.1 64.2 2.9 3.8
Sulfatos 4.1 84.2 9.7 2
FÍSICOS Y ORGANOLEPTICOS
Acidez 59.9 31.2 8.1 0.7
Alcalinidad 14.4 69.5 13.5 2.5
Color 0 86.1 11.2 2.7
Conductividad 16 68.8 13.6 1.6
Dureza Total 26.4 65 6.8 1.9
ST 0.1 95.6 2.2 2.1
Aprovechamiento de Agua Lluvia
76
SST 0.3 94.5 1.4 3.8
Temperatura 34.4 26.5 32.3 6.8
Turbidez 30 54.9 11.8 3.3
METALES
Cadmio 13.3 7.6 65.9 13.2
Cobre 83.9 0 5 11.1
Hierro 0.5 35.1 49.7 14.7
Magnesio 23.3 68.7 5.9 2
Manganeso 2 53 22.8 22.2
Mercurio 42.9 12 19.4 25.7
Níquel 81.3 0.7 3.8 14.2
Plata 67.5 25.7 3.6 3.2
Plomo 41.8 43.7 9.3 5.3
Potasio 21.2 69 7.1 2.8
Sodio 29.9 60.4 5.9 3.7
zinc 68.8 26 5.2 0
A partir de los resultados observados en el numeral 3.4 se encontró que la variabilidad de
los parámetros de calidad se ven afectados en mayor parte al por el lugar en donde se
obtuvieron las muestras. A continuación se observa la Figura 94 donde se muestra el
porcentaje de las principales causas de variabilidad de las concentraciones de los
contaminantes en el agua lluvia en cada uno de los parámetros de calidad. Para realizar la
gráfica se identificó en los 34 parámetros de calidad que presenta mayor influencia en cada
uno de estos (superficie, lugar, evento o error aleatorio).
De esta forma, se encontró que el lugar afecta principalmente al 65 % de los parámetros,
dentro de los cuales se encuentra el DBO5, DQO, fósforos, NTK, pH, sulfatos, alcalinidad,
color, conductividad, dureza total, SS, SST, ST, STD, turbidez, magnesio, manganeso,
plomo, potasio, sodio. Por otro lado se observo que la superficie afecta al 23 % de los
parámetros analizados, dentro de los cuales se encuentran los cloruros, oxigeno, acidez,
temperatura, cobre, níquel, plata y zinc. También se observa que el evento tiene una
afectación principalmente en la variabilidad por un 12 % de los parámetros de calidad
dentro de los cuales se encuentra el cadmio, hierro, mercurio y el nitrógeno. Finalmente se
encontró que el error aleatorio (E.A) no influye de manera principal en ninguno de los
parámetros de calidad.
Aprovechamiento de Agua Lluvia
77
Figura 91. Factores principales que influyen en la variabilidad de los parámetros de calidad
De lo anterior y al observar la figura 94 se puede decir que el lugar es el agente que tiene
mayor influencia en la calidad del agua lluvia de escorrentía, siendo el factor principal en
22 de los 34 parámetros analizados. Sin embargo, cabe resaltar que aunque este es el factor
más influyente, la superficie y el evento también generan una variabilidad significativa,
como se describió en los resultados. Para analizar un poco más a fondo el porcentaje de
variabilidad se realizaron las figuras 95 y 96, en las cuales muestran qué factores influyen
en más de un 80 % y 50 % en los parámetros de calidad.
Figura 92. Factores que influyen en más del 80% de la variabilidad de los parámetros de calidad.
En la figura 95 se muestran los factores que influyen en más del 80% en la variabilidad de
los contaminantes, donde se encontró que 11 parámetros de calidad tienen un factor que
influye en su variabilidad en más del 80 %. De estos 11 parámetros, 4 de estos se ven
23%
65%
12%
0%
Superficie
Lugar
Evento
E:A
36%
64%
0% 0%
Superficie
Lugar
Evento
E.A
Aprovechamiento de Agua Lluvia
78
afectados por la superficie los cuales son cloruros, oxígeno, cobre y zinc; y 7 por el tipo de
superficie los cuales son el fósforo, sulfatos, color, SS, SST y ST.
Figura 93. Factores que influyen en más del 50% de la variabilidad de los parámetros de calidad.
A partir de los resultados observados en el capítulo anterior se encontró que 27 de los 34
parámetros analizados tienen un factor de incidencia mayor al 50 %. Como se observa en la
figura 96, de estos 27 parámetros de calidad el factor que más influye es el lugar con 75 %
(21 parámetros) seguido de la superficie con un 21 % (6 parámetros) y el evento con el
menor porcentaje el cual corresponde a un solo parámetro de calidad.
3.5. Síntesis de Resultados final
Los parámetros inorgánicos, según los diagrama de cajas (análisis de la comparación de
resultados con las normas de calidad de agua) no varían significativamente en la
concentración de los parámetro de calidad en función del lugar. Sin embargo, a través del
análisis de varianza (ANOVA) se observa que el lugar afecta en gran parte a la mayoría de
los parámetros, aunque en los cloruros y el oxígeno disuelto no son afectados
significativamente, estos dos parámetros son efectos en mayor proporción por el tipo de
superficie, que se pueden verificar de igual forma por medio del análisis de componentes
principales (PCA), ya que éstos arrojaron que dependiendo del lugar y el tipo de superficie
existe una mayor afectación.
Los parámetros físicos y organolépticos sí varían significativamente dependiendo del lugar
y el tipo de superficie según el análisis de la comparación de resultados con las normas de
calidad. Esto se puede observar en los resultados de los diagramas de cajas, ya que en los
puntos 1, 2 y 3, que corresponden tipo de superficie 4 y 5 se obtuvieron una menor cantidad
de parámetros que no son aptos para la utilización dentro del campus. Lo anterior se pudo
comprobar por medio del análisis de varianza donde se muestra que el lugar y la superficie
influyen significativamente en la variabilidad de los resultados y de igual forma
21%
75%
4% 0%
Superficie
Lugar
Evento
E.A
Aprovechamiento de Agua Lluvia
79
comprobados por medio del PCA y el t-test, ya que se demostró que el evento lluvioso no
genera una influencia significativa en la variación de los resultados.
Para los resultados del contenido de metales en las muestras de aguas recolectadas, se
encontró una gran dispersión de las deducciones en todos los análisis estadísticos, donde
cada metal es afectado de forma individual, sin tener relación alguna con el evento, tipo de
superficie y el lugar. Cabe resaltar que en el análisis de varianza, en la mayoría de los
resultados el error aleatorio es más importante que los otros factores analizados (evento,
tipo de superficie y el lugar). Lo anterior pudo deberse a una mala realización de los
ensayos de calidad del agua recolectada.
Como resultado de la comparación por medio de la prueba t-test, se verifico que los puntos
dentro de las mismas superficies poseen semejanzas entre ellos y que la distancia entre
superficies iguales no cambia los resultados estadísticos, esto se puede observar con los
puntos 6 y 7 los cuales se encuentran distanciados, pero poseen el mismo tipo de superficie.
En último lugar se encuentran los constituyentes inorgánicos, los cuales según el análisis
realizado en el numeral 3.1.4., donde los resultados de calidad del agua muestreada, se
compararon con la normatividad para los diferentes usos, dio como resultado que estos
parámetros no son aptos para ninguno de los usos mencionados anteriormente para el tipo
de superficie 1, la cual corresponde al campo de futbol. De igual forma, el análisis de
varianza mostró que el lugar es lo que más influye en los resultados de calidad de igual
forma que el PCA y el t-test, confirmando el análisis realizado en el diagrama de cajas.
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80
4. Conclusiones y Recomendaciones Este trabajo de grado consistió en fortalecer la labor realizada en estos últimos años en
cuanto al análisis de la calidad de agua lluvia de escorrentía en el campus universitario
dando continuidad a la investigación que empezó en el año 2003 la cual demostró la
capacidad de oferta y demanda, para una posible utilización del agua lluvia para lavado y
riego de las zonas duras y fachadas, dentro del campus universitario (Lara Borrero, y otros,
2007). Enfocándose en encontrar las causas y factores de variabilidad de la calidad del agua
lluvia de acuerdo al tipo de superficie, lugar dentro del campus y evento lluvioso y así
estimar los posibles usos del agua lluvia de escorrentía en el campus de la Pontificia
Universidad Javeriana, sede Bogotá.
De acuerdo con los resultados obtenidos mediante este trabajo de grado, se observó que los
valores de concentraciones para diferentes parámetros de calidad de aguas analizados
varían de acuerdo al lugar y el tipo de superficie. Esto implica una mayor o menor
concentración de contaminantes de acuerdo a la ubicación dentro del campus y tipo de
superficie. Según los resultados de los análisis realizados, los tipos de superficies 5 y 4
(campo de futbol) posee una mayor cantidad de contaminantes inorgánicos y físicos,
implicando que para este punto deberá tener un sistema de tratamiento de mayor
complejidad que para los demás puntos de muestreo.
En general se pudo observar que en los puntos (1, 2 y 3) que pertenecen al campo de futbol,
se presentaron las mayores concentraciones de los parámetros de calidad estudiados en
relación con lo demás puntos. Esto pudo deberse a que en estos puntos se recoge una mayor
cantidad de sólidos y materia orgánica debido a las laderas del campo de fútbol, donde se
encuentra una zona de sembrado de árboles y arbustos, además de animales. Con respecto a
los metales en todos los puntos, no se pudo generar ningún tipo de análisis, debido a que
estos no mostraron ser influenciados por ningún tipo de agente (tipo de superficie, evento
lluvioso y punto de recolección). Lo anterior implica que al encontrarse una mayor cantidad
de sólidos y materia orgánica de lo permitido en este tipo de superficie, tendría como
consecuencia, el taponamiento y el aumento de contaminantes dentro de las tuberías,
generando mayores pérdidas sobre el sistema de distribución.
Cabe resaltar que en la mayoría de los parámetros analizados en este trabajo de grado, se
observó que la mayoría sobrepasaban los límites impuestos por las normas reguladoras de
calidad del agua para sus diferentes usos, esto quiere decir que se necesita un sistema de
tratamiento que sea capaz de mejor la calidad de agua lluvia recolectada dentro del campus,
ya que en ninguno de los puntos de muestreo existe un solo punto que cumpla con todos las
normativas de calidad.
En relación con la concentración de metales en el agua, no se encontró ningún factor
determinante en su variabilidad, como lugar de muestreo, tipo de superficie o evento
lluvioso: influencias no significativas de acuerdo con el análisis de varianza realizado. Esto
Aprovechamiento de Agua Lluvia
81
pudo deberse a una mala realización de los ensayos de laboratorio, los cuales dieron
resultados muy aleatorios e inconsistentes, otra posible causa de lo anterior pudo ser que los
factores con los que se hizo el análisis de varianza no fueron relevantes en la variabilidad
de metales pesados. Aunque es conveniente realizar una nueva toma de muestras de agua
lluvia y realizar de manera más apropiada los ensayos de laboratorio, debido a la
aleatoriedad de los resultados de calidad del agua muestreada.
De acuerdo con los análisis estadísticos realizados en este trabajo de grado (PCA, ANOVA,
T-TEST y BOXPLOTS) se pudo concluir que lo que mas influye en la variabilidad de los
resultados es el tipo de superficie y el lugar de muestreo para todos los tipo de parámetros,
a diferencia del tipo de evento lluvioso, el cual no generó ningún tipo de influencia
importante sobre los datos analizados. Esto implicaría que en el momento de proponer
algún tipo de tratamiento según el uso que se le vaya a dar al agua, se deberá tener como
factor principal (variación de la concentración de los contaminantes), el tipo de superficie el
cual recolectaría el agua lluvia de escorrentía.
Como resultado de este trabajo de grado, se pudo concluir que el agua lluvia recolectada
dentro del campus universitario necesita un tratamiento para el agua lluvia, para que
cumpla con los estándares de las normativas y poder así usarla en riego, lavado de fachadas
y carros, descarga de sanitarios y paisajismo. Como se pudo observar en la síntesis de los
diagramas de caja, se necesita un tratamiento específico para que las concentraciones de
sólidos suspendidos totales, color y turbidez disminuyan, ya que son estos parámetros los
que presentan mayores restricciones para la utilización del agua lluvia de escorrentía.
Una alternativa para disminuir la cantidad de contaminantes del agua lluvia, podría ser el
diseño de un sistema que recolecte el primer volumen de agua (First Flush) que es el que
ocurre en el comienzo del evento de lluvia, y así poder retirarlo del sistema, ya que este
primer volumen es el que contiene la mayor concentración de contaminantes, por la
acumulación y deposición durante un prolongado tiempo seco previo al evento (Villarreal
& Dixon, 2005). Esta alternativa ha sido estudiada en diferentes trabajos de investigación a
nivel internacional, el cual relaciona la cantidad necesaria de agua de acuerdo con el área de
recolección, dando resultados satisfactorios al final de estas investigaciones (Gikas &
Tsihrintzis, 2012; Mendez, y otros, 2010; Vishwanath, 2001).
Con el fin de garantizar seguridad en la utilización de aguas lluvia se recomienda realizar
ensayos microbiológicos como de Coliformes totales y E. Coli, los cuales son mencionados
en todas las normas de calidad y trabajos de investigación (Canada Mortgage and Housing
Corporation, 2005; Decreto 2115, 2007; EPA, 2004).
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82
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6. Anexos A continuación se mencionarán los anexos nombrados en este trabajo de grado:
Anexo 1. Información de precipitación de la estación San Diego.
Anexo 2. Ensayos de calidad de los puntos 4 y 5.
Anexo 3. Documentos de las normativas de calidad.
Anexo 4. Datos de calidad totales (Todos los puntos con todos sus parámetros).
Anexo 5. Código de programación en R de los análisis estadísticos de los diagramas de
cajas, t-test, Anova y PCA.
Anexo 6. Comprobación de las normas de cada uno de los parámetros de calidad.
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