Informe Diseño Palocabildo Julio 19 2012 (Para Ser Editado)

CONSORCIO DISEÑOS TOLIMA


AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE

ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DE TOLIMA – ZONA NORTE

INTERVENTORIA: CONSORCIO INTERTOLIMA

INFORME DISEÑO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE PALOCABILDO-TOLIMA

CDT-IF-ES-DI-PAL-11VERSION 01

NOVIEMBRE 2011


CTL-RG-QA-03

Versión 04

REVISIÓN, VERIFICACIÓN, MODIFICACIÓN

Y APROBACIÓN DE DOCUMENTOS

CODIGO Y NOMBRE DEL DOCUMENTO: CDT-IF-ES-DI-PAL-11 / INFORME DE DISEÑO DEL

SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE PALOCABILDO-TOLIMA

CONTROL DE REVISIÓN

VERSIÓN No.

No. PAGINAS

FECHA ELABORO APROBÓ DESCRIPCIÓN DE LA REVISIÓN

0 SEPTIEMBRE 2011

Alex Garzón GermánRodríguez

Versión inicial del Documento

01 NOVIEMBRE 2011

Alex Garzón Germán Rodríguez

Versión ajustada conforme a observaciones de interventoría.

CONTROL DE COPIAS

COPIA No.ORIGINAL

1

AUTORIZADA POR:GerenciaGerencia

EMITIDA PARA:CONTROLDIFUSIÓN

RESPONSABLE:Coordinador S.G.C.Representante Legal

PREPARÓ: Alex Garzón REVISÓ: Edgar Castro APROBÓ: Germán Rodríguez

RECIBIDO PARA REVISIÓN Y APROBACIÓN POR PARTE DEL CLIENTE

CLIENTE :

PROYECTO : AJUSTE, ACTUALIZACIÓN Y/O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS Y DISEÑOS DE LOS SISTEMAS DE ACUEDUCTO EN EL DEPARTAMENTO DE TOLIMA – ZONA NORTE

DIRECTOR DE INTERVENTORÍA

NOMBRE: ERNESTO GARCÍA VALDERRAMA

FIRMA : .

FECHA : .


TABLA DE CONTENIDO

1. RESUMEN DE PARAMETROS DE DISEÑO 1

1.1 PROYECCIONES DE POBLACIÓN Y DEMANDA 1

1.1.1 POBLACION ACTUAL.........................................................................1

1.2 PROYECCIONES DE POBLACIÓN MUNICIPIO DE PALOCABILDO 2

1.2.1 PROYECCIONES ADOPTADAS.........................................................2

1.2.2 DEFINICIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD.....................................4

1.2.3 PERIODO DE DISEÑO........................................................................5

1.2.4 EVALUACIÓN DE LAS DOTACIONES DE AGUA..............................6

1.2.5 CAUDALES DE DISEÑO.....................................................................8

1.2.6 DEMANDA FUTURA..........................................................................10

1.3 CALIDAD DE AGUA 11

1.3.1 RESULTADOS DE ANÁLISIS............................................................11

1.4 CAUDALES POR COMPONENTES 13

1.5 SELECCIÓN DE MATERIALES DE LAS TUBERÍAS 13

1.5.1 RANGOS DE DIÁMETRO..................................................................14

1.5.2 RANGO DE PRESIONES Y VELOCIDADES EN QUE VA A

TRABAJAR LA TUBERÍA................................................................................14

1.5.3 CALIDAD DEL AGUA A TRANSPORTAR POR LA TUBERÍA..........15

1.5.4 PÉRDIDAS DE CARGA POR FRICCIÓN..........................................15

1.5.5 CARGAS EXTERNAS QUE ACTÚAN SOBRE LA TUBERÍA Y LA

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN DE LA TUBERÍA..................................16

1.5.6 CARACTERISTICAS DEL SUELO....................................................16


1.5.7 CONDICIONES DE INSTALACIÓN...................................................17

1.5.8 FACILIDADES DE REHABILITACIÓN O REPARACIÓN..................17

1.5.9 FACILIDAD EN EL SUMINISTRO DE ACCESORIOS.......................17

1.5.10 CONCLUSIONES..............................................................................17

2 RESUMEN DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA EXISTENTE 19

2.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO 19

2.2 BOCATOMA 19

2.3 DESARENADOR 21

2.4 ADUCCION 21

2.5 TRATAMIENTO 22

2.6 ALMACENAMIENTO 24

2.7 RED DE DISTRIBUCION 24

2.8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL DIAGNÓSTICO 25

2.8.1 CAPTACION......................................................................................25

2.8.2 DESARENADOR...............................................................................25

2.8.3 ADUCCIÓN BOCATOMA-DESARENADOR-PTAP...........................25

2.8.4 PTAP..................................................................................................25

2.8.5 ALMACENAMIENTO.........................................................................26

2.9 RED DE DISTRIBUCIÓN 26

4 DISEÑOS DEFINITIVOS 29

4.1 DISEÑOS HIDRAULICOS 29

4.1.1 DISEÑO CAPTACIÓN.......................................................................29

4.1.2 DISEÑO DESARENADOR.................................................................30

4.1.3 DISEÑO ADUCCIÓN.........................................................................31


4.1.4 DISEÑO PLANTA DE TRATAMIENTO..............................................33

4.1.5 DISEÑO TANQUE DE ALMACENAMIENTO.....................................48

4.1.6 DISEÑO REDES DE DISTRIBUCIÓN...............................................49

5 CANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTO 54

5.1 COSTEO DE INSUMOS 54

5.2 CALCULO DE RENDIMIENTOS 55

5.3 ELABORACIÓN DE LOS ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS 55

5.4 CALCULO DEL VALOR DE LAS OBRAS 56

5.5 CALCULO DE RENDIMIENTOS 56

5.6 ELABORACION DE LOS ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS 56

5.7 CALCULO DEL VALOR DE LAS OBRAS 57

6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 59

7 PLAN DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO 60

7.1 CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS, METAS E INDICADORES EN LA

PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO 61

7.2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 62

8 FUENTES CONSULTADAS 64

8.1 ESTUDIOS Y DOCUMENTOS 64

8.2 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS 64


INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Censo DANE 2

Tabla 2. Proyección de Población por el Método Aritmético 2

Tabla 3. Definición del nivel de complejidad (tabla n° A.3.1 – RAS- 2000) 4

Tabla 4. Indicadores capacidad económica 5

Tabla 5. Periodo de Diseño 6

Tabla 6. Dotaciones Netas Máximas según Nivel de complejidad y Clima 7

Tabla 7. Coeficientes de Consumo Máximo Diario- K1 9

Tabla 8. Coeficiente de Consumo Máximo Horario- K2 9

Tabla 9. Demanda de agua proyectada municipio de Palocabildo 10

Tabla 10 Comparación de caracterización de agua con la resolución 2115 de 2007 11

Tabla 11 Caudales de diseño por componentes. Palocabildo 13

Tabla 12 caudales de diseño por componentes. Palocabildo 13

Tabla 13 Tuberías Para Acueducto 14




Tabla 17 Descripción del proyecto y material recomendado 18

Tabla 18. Descripción de las obras a implementar. 27

Tabla 19. Granulometría del lecho filtrante FLA 35

Tabla 20. Velocidad de filtración de acuerdo al número de procesos preliminares 35

Tabla 21. Número de unidades FLA respecto a la población 36

Tabla 22. Dimensionamiento canal de entrada FLA 41

Tabla 23. Granulometría lecho soporte 45

Tabla 24 Cámara de Contacto de Cloro 47

Tabla 25 Red de Distribución 51

Tabla 26 Cuadro de insumos 54


Tabla 27 Resumen valor de las obras 58

Tabla 28. Plan de ejecución 60

Tabla 29 Fases del Proyecto 62


1. RESUMEN DE PARAMETROS DE DISEÑO

1.1 PROYECCIONES DE POBLACIÓN Y DEMANDA

El diseño se enmarca dentro de los parámetros y valores establecidos por el

Reglamento Técnico del sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS y

sus decretos modificatorios.

1.1.1 POBLACION ACTUAL

De acuerdo con lo estipulado por el Titulo B- Sistemas de Acueducto- del

REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y

SANEAMIENTO BÁSICO (RAS - 2000) las proyecciones de población que se

realicen deben ajustarse a la tendencia observada en el comportamiento histórico

de esta población. Para la proyección de la población se utilizaron los datos

censales reportados por el DANE, los aportados por la Secretaria de Planeación

del municipio, la información SISBEN, y las proyecciones del DANE (Marzo 2010).

1.1.1.1 DANE

El último censo de población del DANE correspondiente al año 2005, indica que

en el municipio de Palocabildo vivían 2.701 habitantes en la cabecera municipal.

A la fecha no se cuenta con información de otros censos posteriores de población

a nivel local o regional.

Página 1


Aunque a partir de los últimos censos realizados por el SISBEN para los años

2007 y 2009, la población de Palocabildo en la cabecera municipal fue de 3.047 y

3.184 habitantes respectivamente.

De acuerdo con la información recolectada a partir del último Censo realizado en

Colombia, Palocabildo contaba en el año 2005 con un total de 9.609 habitantes;

con relación a los datos censales anteriores, ésta información está incluida en el

municipio de Falan, debido a que Palocabildo se creó como tal en 1996.

Tabla 1. Censo DANE

Censos Total Cabecera % Resto %1985 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D.1993 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D.2005 9.609 2.701 28,11 6.908 71,89

Fuente: Consultor

1.2 PROYECCIONES DE POBLACIÓN MUNICIPIO DE PALOCABILDO

1.2.1 PROYECCIONES ADOPTADAS

Después de realizado el análisis con los diferentes métodos propuestos por la

normatividad, se presentan los resultados obtenidos mediante el método

seleccionado para la proyección de población del municipio de Palocabildo,

Tabla 2. Proyección de Población por el Método AritméticoAño Población Año Población2011 3280 2024 42122012 3390 2025 42802013 3458 2026 43492014 3527 2027 44172015 3595 2028 44862016 3664 2029 45542017 3732 2030 46232018 3801 2031 46912019 3869 2032 47602020 3938 2033 48282021 4006 2034 48972022 4075 2035 4965

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Año Población Año Población2023 4143 2036 5034

Fuente: Consultor

En la siguiente figura se muestra el crecimiento de la población según los datos

censales, las proyecciones del DANE y la proyección de la población realizada

por la consultoría:

Grafica 1. Crecimiento de la Población según el Método Aritmético

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

Censos DANE + SISBEN Proyección Método Aritmético

Año de Proyección

No

. d

e H

ab

ita

nte

s

Fuente: Consultor

Analizando los resultados arrojados con las proyecciones sugeridas por la

normatividad, la consultoría considera que de las proyecciones la que mejor se

ajusta al crecimiento de la población es la aritmética. Pues como se observa en la

figura, el comportamiento del crecimiento poblacional obtenido a través del

método aritmético es el que más semejante al realizado por el SISBEN.

La población proyectada para el año 2036 con una tasa de crecimiento del (1%),

las proyecciones de población acuerdo al método aritmético arrojan una población

de 5.034 habitantes.

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1.2.2 DEFINICIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD

La asignación de este parámetro está relacionado con dos criterios técnicos: el

número de habitantes en la zona urbana al año de horizonte del Proyecto y la

capacidad económica de los usuarios del municipio analizado.

Los criterios expuestos anteriormente son establecidos en el Documento RAS –

2000, por consiguiente en la asignación del nivel de complejidad se tendrán en

cuenta dichos parámetros.

Para el caso de la población proyectada se usará el dato calculado en el capítulo

de proyecciones de poblaciones.

Siguiendo el procedimiento general para la formulación de proyectos de

saneamiento, capítulos A.2 y A.3 del RAS-2000, se define el Nivel de Complejidad

del Proyecto de acuerdo con el cuadro que se presenta a continuación:

Tabla 3. Definición del nivel de complejidad (tabla n° A.3.1 – RAS- 2000)Nivel de Complejidad Población Afectada (Habitantes) Capacidad Económica de los

Usuarios

BAJO < 2.500 Baja

MEDIO 2.501 a 12.500 Baja

MEDIO ALTO 12.501 a 60.000 Media

ALTO > 60.000 Alta

Fuente: Consultor

De la información obtenida por la presente Consultoría se tiene:

La población estimada en el capítulo de proyecciones de población está entre

2.501 y 12.500 habitantes, por consiguiente corresponde al nivel de

complejidad MEDIO.

Página 4


Los resultados del análisis socioeconómico, indican que por el criterio de

capacidad económica, el nivel de complejidad es Medio.

Según el RAS, al comparar los dos (2) parámetros que definen el Nivel de

Complejidad, se adopta aquel que defina el mayor nivel, primando el criterio de

población sobre el de capacidad económica. Para el caso que nos ocupa, el nivel

de complejidad es MEDIO, ya que a través de ambos parámetros se llega a la

misma conclusión.

Luego de analizar el Nivel de Complejidad por Capacidad Económica y por

Población se obtiene que el Nivel de Complejidad Definitivo para Palocabildo,

como se muestra en el cuadro siguiente.

Tabla 4. Indicadores capacidad económica

MUNICIPIOPOBLACIÓN AÑO

2036

NIVEL DE

COMPLEJIDAD POR

POBLACIÓN

NIVEL DE

COMPLEJIDAD POR

CAPACIDAD

ECONÓMICA

NIVEL DEFINITIVO

PALOCABILDO 5034 MEDIO MEDIO MEDIO

Fuente: Consultor

1.2.3 PERIODO DE DISEÑO

El período de diseño es el tiempo para el cual se diseña un sistema o los

componentes de éste, en el cual la capacidad permite atender la demanda

proyectada para este tiempo.

Mediante la Resolución 2320 de 2009 se modifica parcialmente la Resolución

1096 de 2000 que adopta el Reglamento Técnico para el sector de Agua Potable

y Saneamiento Básico, y se adopta para todos los componentes del sistema de

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acueducto y alcantarillado los periodos de diseño máximos establecidos por la

normatividad, según el Nivel de Complejidad del sistema:

Tabla 5. Periodo de Diseño

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA PERÍODO DE DISEÑO MÁX.

Bajo, Medio, Medio Alto 25 años

Alto 30 años

Fuente: Consultor

Para todos los componentes del Sistema de Acueducto se adopta un periodo de

diseño de 25 años.

1.2.4 EVALUACIÓN DE LAS DOTACIONES DE AGUA

La dotación es la asignación de agua que se le hace a un habitante usuario de un

sistema de acueducto.

1.2.4.1 Dotación neta

La dotación neta corresponde a la cantidad de agua mínima requerida para

satisfacer las necesidades básicas de un habitante, sin considerar las pérdidas

que ocurran en el sistema de acueducto.

La dotación neta depende del nivel de complejidad del sistema y el clima del

Municipio, la Siguiente Tabla presenta los valores de dotación neta máxima a

utilizar según la Resolución 2320 de 2009.

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Tabla 6. Dotaciones Netas Máximas según Nivel de complejidad y Clima

NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA

DOTACIÓN NETA MÁXIMACLIMA FRIO O TEMPLADO

(L/HAB·DÍA )

DOTACIÓN NETA MÁXIMACLIMA CÁLIDO

(L/HAB·DÍA)

Bajo 90 100Medio 115 125

Medio alto 125 135Alto 140 150

Fuente: Decreto Modificación 1096 RAS 2000, 2008

El municipio de Palocabildo tiene una temperatura media de 18ºC y de acuerdo

con el RAS posee un clima templado. La dotación neta máxima a utilizar para

poblaciones con clima templado y de nivel de complejidad medio corresponde a

115 L/hab-día.

1.2.4.2 Dotación bruta

La dotación bruta se establece según la ecuación indicada por el RAS:

dbruta= d neta1−% pérdidas

%p = Porcentaje admisible de pérdidas del sistema.

Las Pérdidas Técnicas del Sistema se definen como la diferencia entre el volumen

de agua tratada y entregada a la red y la medición que suministran las acometidas

a la entrada de las viviendas.

De acuerdo con la Resolución el porcentaje de pérdidas técnicas máximas

admisibles será del 25% en cualquier nivel de complejidad.

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Aplicando la ecuación planteada en la normatividad, se tiene que la Dotación

Bruta es de 153.33 L/hab-día, que se redondea a 153 L/hab-día.

1.2.5 CAUDALES DE DISEÑO

1.2.5.1 Caudal medio diario

El caudal medio diario, Qmd, es el caudal medio calculado para la población

proyectada, teniendo en cuenta la dotación bruta asignada

Consumo medio diario (q .m .d .)= D∗P

86 .400=153∗328086. 400

=5 .82 L/ s .

Donde:

D = Consumo medio por habitante en (L / hab.- día)P = Población al final del horizonte del proyecto (hab.)

1.2.5.2 Caudal máximo diario

El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado

durante 24 horas durante un período de un año. Se calcula multiplicando el caudal

medio diario por el coeficiente de consumo máximo diario, k1 (ver tabla 7)

Consumo Máximo Diario (Q .M .D .)=q .m .d .∗K 1=5 .82∗1 .30= 12 .11 L/ s .

Dónde:

K1 = Coeficiente para Máximo Diario (1.30).

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Tabla 7. Coeficientes de Consumo Máximo Diario- K1


COEFICIENTE DE CONSUMO MÁXIMO DIARIO K1

BAJO 1.3

MEDIO 1.3

MEDIO ALTO 1.2

ALTO 1.2Fuente: RAS 2000

1.2.5.3 Caudal máximo horario

El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado (ver

tabla 8) durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal

de incendio. Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el

coeficiente de consumo máximo horario, k2

Tabla 8. Coeficiente de Consumo Máximo Horario- K2


RED MENOR DE DISTRIBUCIÓN

RED SECUNDARIA

RED MATRIZ

BAJO 1.6

MEDIO 1.6 1.5

MEDIO ALTO 1.5 1.45 1.4

ALTO 1.5 0.45 1.4Fuente: RAS 2000

QMH=QMD . K2

Consumo Máximo Horario

QMH= 1.60 X 10.98 = 17.57 LPS

Donde:

K2 = Coeficiente para Máximo Horario (1.60).

Página 9


1.2.6 DEMANDA FUTURA

Para la generación del Plan maestro de Acueducto del Municipio de Palocabildo,

que supone la utilización de la infraestructura de captación, aducción, tratamiento,

almacenamiento y redes de distribución existente y un componente de

mejoramiento, optimización y ampliación de los mismos.

Con estas disposiciones, la definición del nivel de complejidad y los componentes

demográficos tenidos en cuenta para las proyecciones de población se procedió a

determinar las demandas futuras asociadas al sistema de acueducto, que se

presentan en la siguiente tabla.

Tabla 9. Demanda de agua proyectada municipio de Palocabildo

PROYECCIONES DE DEMANDA

AÑO

DEMANDA

Hab.Crecimient

o

Nivel de Complejida

d

Dotación Neta

(l/hab/día)

Pérdidas

Dotación Bruta

(l/Hab/día)

K1 K2Qmd (l/s)

QMD (l/s)

QMH (l/s)

1 3280 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 5,82 7,57 12,112 3329 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 5,91 7,68 12,293 3379 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,00 7,80 12,474 3430 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,09 7,91 12,665 3482 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,18 8,03 12,856 3534 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,27 8,15 13,047 3587 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,37 8,27 13,248 3641 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,46 8,40 13,449 3695 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,56 8,53 13,64

10 3751 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,66 8,65 13,8411 3807 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,76 8,78 14,0512 3864 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,86 8,91 14,2613 3922 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 6,96 9,05 14,4814 3981 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,06 9,18 14,6915 4040 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,17 9,32 14,9116 4101 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,28 9,46 15,1417 4163 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,39 9,60 15,3718 4225 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,50 9,75 15,60

Página 10


PROYECCIONES DE DEMANDA

AÑO

DEMANDA

Hab.Crecimient

o

Nivel de Complejida

d

Dotación Neta

(l/hab/día)

Pérdidas

Dotación Bruta

(l/Hab/día)

K1 K2Qmd (l/s)

QMD (l/s)

QMH (l/s)

19 4288 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,61 9,89 15,8320 4353 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,72 10,04 16,0721 4418 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,84 10,19 16,3122 4484 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 7,96 10,35 16,5523 4552 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 8,08 10,50 16,8024 4620 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 8,20 10,66 17,0525 4689 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 8,32 10,82 17,3126 4759 1,50% MEDIO 115 25% 153 1,30 1,60 8,45 10,98 17,57

Fuente: Consultor

1.3 CALIDAD DE AGUA

1.3.1 RESULTADOS DE ANÁLISIS

Se tomaron las muestras de agua cruda en la bocatoma de la quebrada El

Brillante, estas fueron enviadas al laboratorio donde se realizaron los análisis de

caracterización fisicoquímicos y microbiológicos (ver resultados ANEXO 6). A

continuación en la Tabla 10 se comparan los resultados obtenidos con la

normatividad vigente.

Tabla 10 Comparación de caracterización de agua con la resolución 2115 de 2007

ANÁLISIS UNIDADES

RESULTADO

ENTRADA A

LA PTAP (Q.

GUAYABAL)

RESOLUCIÓN

2115 DE 2007

pH UN 7.94 6.5 - 9

Acidez mg/CaCO3 1,5 N.A

Alcalinidad mg/CaCO3 6.6 200

Cloruros mg/Cr 2.73 250

Página 11


ANÁLISIS UNIDADES

RESULTADO

ENTRADA A

LA PTAP (Q.

GUAYABAL)

RESOLUCIÓN

2115 DE 2007

Color Real UPC 7 15

Dureza total mg/CaCO3 20 300

Hierro total mg/Fe 0.59 0.30

Sulfatos mg/SO3 3 250

Turbiedad NTU 5.43 2.0

Nitritos µg/L 5.02 0.1

Conductividad µmhos/cm 25.9 1000

Coliformes

Totales

UFC/100ml640

0

E. Coli UFC/100ml 20 0

Con base en la tabla de comparación, se determinó que para la fuente de

abastecimiento la calidad del agua es regular, los parámetros de Hierro,

turbiedad, nitritos, coliformes totales y E. Coli no cumplen con lo establecido con

la resolución 2115 de 2007.

Aunque el color es relativamente bajo, la turbiedad es de 5.43 mg/l el cual

sobrepasa el valor máximo permisible, lo que permite esperar una alta

cantidad de floc producida.

La concentración de Nitritos sobrepasa la norma, bien podemos decir que

la contaminación con aguas residuales o con fertilizantes proveniente de

escorrentía existe para la fuente receptora.

Los parámetros de alcalinidad, dureza y sulfatos se encuentran dentro de

los valores máximos permisibles.

Los parámetros microbiológicos sobrepasan la norma notablemente.

De acuerdo con este análisis es necesario el tratamiento previo al abastecimiento

y distribución de agua para consumo humano.

Página 12


1.4 CAUDALES POR COMPONENTES

En la siguiente tabla, se muestra el resumen de los caudales de diseño para el

municipio de Palocabildo, con los cuales deben dimensionarse los diferentes

componentes del sistema de acueducto.

Tabla 11 Caudales de diseño por componentes. Palocabildo

AÑO 2011 AÑO 2036

Qmd= CAUDAL MEDIO DIARIO 5.82 8.45QMD = CAUDAL MÁXIMO DIARIO 7.57 10.98QMH = CAUDAL MÁXIMO HORARIO 12.11 17.57

Fuente: Consultor

Tabla 12 caudales de diseño por componentes. Palocabildo

CAUDAL AÑO 2011 AÑO 2036 TRATAMIENTO CONDUCCIÓN ALMACENAMIENTOREDES DE

DISTRIBUCIÓN

Qmd = 5.82 8.45QMD = 7.57 10.98 X X X

QMH = 12.11 17.57 X

Fuente: Consultor

1.5 SELECCIÓN DE MATERIALES DE LAS TUBERÍAS

Con el propósito de seleccionar el material de las redes que más se ajusta a las

necesidades del presente proyecto, a continuación se presenta un análisis de

alternativas, que incluye las siguientes variables:

Rango de Diámetros

Rango de presiones y velocidades en que va a trabajar la tubería

Calidad de agua que va a transportar la tubería

Perdidas de carga por fricción.

Página 13


Cargas externas que actúan sobre la tubería y la profundidad de

cimentación de la tubería.

Características del suelo

Condiciones de instalación.

Facilidades para rehabilitación y reparación.

Facilidades de suministro de accesorios

1.5.1 RANGOS DE DIÁMETRO

De acuerdo con las disponibilidades de materiales para redes de acueducto y

alcantarillado, se presentan en la siguiente tabla un resumen de materiales

clasificados por diámetros.

Tabla 13 Tuberías Para AcueductoMATERIAL RANGO DIÁMETROS

Acero (HA) Sin costura 3" a 8"Acero (HA) Con costura 3" a 26"Concreto con cilindro de acero con refuerzo de varilla y revestimientos en mortero de cemento (CCP)

10" a 60"

Concreto reforzado para presión, con cilindro de acero (RCCP) 30" a 144"

Concreto reforzado para presión, sin cilindro de acero (RCPP) 12" a 64"

Hierro Dúctil (HD) 10mmm a 2.000mmPolietileno (PE) 110mm a 400mmmPoli cloruro de vinilo (PVC) Unión Soldada 1" a 4"Poli cloruro de vinilo (PVC) Unión Mecánica 2" a 20"Poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP). 12" a 48"

Fuente: Consultor

1.5.2 RANGO DE PRESIONES Y VELOCIDADES EN QUE VA A TRABAJAR

LA TUBERÍA

De acuerdo con los manuales de los fabricantes, las tuberías que se encuentran

en el mercado, se pueden clasificar de manera general de la siguiente forma,

teniendo en cuenta las presiones de trabajo:

Tabla 14 Tuberías Para Acueducto

Página 14


MATERIALPRESIONES MÁXIMAS EN EL MERCADO

Tuberías de PVC para acueducto Hasta 200 PsiTuberías de Polietileno Hasta 200 PsiTuberías tipo CCP Hasta 400 PsiTuberías de Acero Hasta 400 PsiTubería GRP Hasta 150 Psi

Fuente: Consultor

1.5.3 CALIDAD DEL AGUA A TRANSPORTAR POR LA TUBERÍA

Las tuberías relacionadas no presentan dificultades para el transporte de la

calidad de agua de cada uno de los sistemas. Por lo tanto este parámetro es

cumplido en su totalidad por todas las tuberías existentes en el mercado

analizadas.

1.5.4 PÉRDIDAS DE CARGA POR FRICCIÓN

Los coeficientes de fricción para cada uno de los materiales analizados para

algunos de los métodos de cálculos para los diseños de sistemas de redes de

acueducto son los siguientes:

Tabla 15 Tuberías Para AcueductoMATERIAL RUGOSIDAD

Acero (HA) Sin costura 0.45Acero (HA) Con costura 0.45Concreto con cilindro de acero con refuerzo de varilla y revestimientos en mortero de cemento (CCP)

0.12

Concreto reforzado para presión, con cilindro de acero (RCCP) 0.12

Concreto reforzado para presión, sin cilindro de acero (RCPP) 0.12

Hierro Dúctil (HD) 0.25Polietileno (PE) 0.007Poli cloruro de vinilo (PVC) Unión Soldada 0.0015Poli cloruro de vinilo (PVC) Unión Mecánica 0.0015Poliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP). 0.03

Fuente: Consultor

Página 15


1.5.5 CARGAS EXTERNAS QUE ACTÚAN SOBRE LA TUBERÍA Y LA

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN DE LA TUBERÍA

Las tuberías dependiendo de su capacidad de soporte a cargas externas se

pueden clasificar en rígidas, semirrígidas y flexibles, todas ellas resisten cargas

externas, sin embargo entre más flexible sea el material de la tubería mayor es la

posibilidad de daños en la misma, para lo cual es necesario que los rellenos de

las tuberías semirrígidas y flexibles, tengan mayor exigencia que las tuberías

rígidas.

Tabla 16 Tuberías Para AcueductoMATERIAL RIGIDEZ

Acero (HA) Sin costura SemirrígidaAcero (HA) Con costura SemirrígidaConcreto con cilindro de acero con refuerzo de varilla y revestimientos en mortero de cemento (CCP)

Semirrígida

Concreto reforzado para presión, con cilindro de acero (RCCP) Semirrígida

Concreto reforzado para presión, sin cilindro de acero (RCPP) Semirrígida

Hierro Dúctil (HD) SemirrígidaPolietileno (PE) FlexiblePoli cloruro de vinilo (PVC) Unión Soldada FlexiblePoli cloruro de vinilo (PVC) Unión Mecánica FlexiblePoliéster reforzado con fibra de vidrio (GRP). Semirrígida

Fuente: Consultor

1.5.6 CARACTERISTICAS DEL SUELO

En su totalidad los materiales analizados son resistentes a diferentes tipos de

suelos, salvo excepciones para el caso de tuberías de concreto reforzado las

cuales presentan inconvenientes en algunos tipos de suelos, ya que el refuerzo es

atacado y debilitado.

Página 16


1.5.7 CONDICIONES DE INSTALACIÓN

En aquellos casos en que se requiere instalación de tubería a la intemperie las

tuberías metálicas y las tuberías de polietileno presentan ventajas con respecto a

los demás materiales.

1.5.8 FACILIDADES DE REHABILITACIÓN O REPARACIÓN

Las tuberías de PVC presentan una amplia ventaja en este aspecto, ya que los

accesorios son de fácil consecución y la mano de obra para las rehabilitaciones

no exige ninguna calificación técnica.

Las tuberías metálicas requieren equipos y personal calificado, por ende los

costos de rehabilitación son generalmente altos.

Las tuberías de polietileno requieren de mano de obra calificada y equipos

electrónicos, también los accesorios para reparaciones no son de fácil

consecución.

1.5.9 FACILIDAD EN EL SUMINISTRO DE ACCESORIOS

Salvo las tuberías de PVC para acueducto los materiales restantes no presentan

una gama amplia de accesorios disponibles en el mercado, lo que genera una

ventaja para las tuberías de PVC.

Los accesorios para los demás materiales de tubería se encuentran en el

mercado pero su fabricación se hace sobre pedido.

1.5.10 CONCLUSIONES

Analizando los anteriores aspecto se concluye que los distintos materiales para

tuberías tanto de acueducto como de alcantarillado presentan ventajas y

Página 17


desventajas dependiendo de las condiciones específicas de cada proyecto, en

términos generales el aspecto económico no es el factor determinante de la

selección del material de las tuberías a continuación se presentan algunos casos

típicos de proyectos y el material de la tubería recomendada teniendo en cuenta

los aspectos analizados en este informe.

Tabla 17 Descripción del proyecto y material recomendadoNo. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO MATERIAL RECOMENDADO

1 Sistema de Acueducto en condición de zanja de diámetros hasta de 12” y presiones de trabajo hasta 200psi

Tuberías PVC

2 Sistema de Acueducto en condición de intemperie de diámetros hasta de 12” y presiones de trabajo hasta 200psi

Tuberías de Polietileno

3 Tuberías de acueducto instaladas en zonas de suelos inestables de diámetro hasta de 12” y presiones de trabajo hasta 200 psi

Tuberías de Polietileno

4 Tuberías de alcantarillado en zonas de bajas pendientes, hasta 24”

Tubería PVC

5 Tuberías de alcantarillado en zonas de bajas pendientes, mayores a 24”

Tubería GRP

6 Tuberías de alcantarillado con altas cargas, cualquier diámetroTuberías de concreto para alcantarillado

7 Tuberías de acueducto, diámetros mayores a 12”y presiones altas.

Tuberías tipo CCP

8 Tuberías de acueducto, presiones altas y diámetros menores a 12”

Acero o Hierro Dúctil

Fuente: Consultor

Para el caso particular de este municipio, se define como material de las redes los

definidos en el numeral 1 y adicionalmente, se define para las redes matrices de

20 CCP, el material Hierro Dúctil.

Página 18


2 RESUMEN DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA EXISTENTE

El municipio de Palocabildo tiene construido un sistema integral de acueducto

con todos los compontes necesarios para la captación, transporte, tratamiento y

distribución.

Se compone de Captación, aducción, desarenador, conducción, planta de

tratamiento, almacenamiento y red de distribución, pero estas estructuras se

encuentran en un estado regular.

A continuación se presenta el análisis de los componentes del sistema de

acueducto del municipio de Palocabildo– Departamento del Tolima, relacionados

con su situación actual y los requerimientos para su correcto funcionamiento, bien

con su optimización y/o complementación de modo que satisfagan idóneamente

los requerimientos durante toda vida útil del proyecto.

2.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO

El sistema de acueducto de Palocabildo tiene como fuente de abastecimiento

principal la quebrada El Brillante que dispone de un caudal medio de 53.47 L/s.

Además como fuentes alternas de captación están las quebradas San José

(ubicada en el punto de confluencia de los nacimientos los Cocos y la quebrada

La Secreta), y la quebrada Santa Rita.

2.2 BOCATOMA

Las captaciones de las quebradas San José, Santa Rita y El Brillante son de

fondo, dos con rejilla en la cresta de la estructura y una con tubo a media altura

que permiten captar también todo el caudal de la quebrada. Cada captación

Página 19


dispone de su propio desarenador, y ambos tipos de estructuras se encuentran en

regular estado pero permiten la operación.

Es importante anotar que la captación de la quebrada el Brillante es la única que

está funcionando actualmente.

Fotografía 1 Captación de la quebrada el Brillante

Fotografía 2 Captación de la quebrada el Brillante

Página 20


2.3 DESARENADOR

El tiempo de retención calculado para el caudal de diseño del desarenador en el

horizonte de diseño es inferior al tiempo de retención mínimo recomendado, que

según las prácticas de buena ingeniería debe ser superior a 20 minutos.

La carga hidráulica superficial es superior a la carga máxima recomendada para

este tipo de estructuras, la carga hidráulica superficial en desarenadores debe ser

inferior a 80 m3/m2.día.

Según la revisión realizada por la consultoría, el desarenador no tiene la

capacidad hidráulica para remover partículas de tamaños iguales o superiores a

0.2 mm, que es la recomendación del RAS 2000 para aguas que tendrán un

tratamiento posterior, ya que la carga superficial es superior a 80 m3/m2.día y el

tiempo de retención es menor a 20 minutos.

2.4 ADUCCION

La aducción que corresponde a la quebrada San José es en tubería PVC de Ø 6"

la cual se encuentra en buen estado, aunque requiere protección dado que se

desplaza por el lecho de la quebrada. Junto a la captación se encuentra el

desarenador en regular estado construido en concreto con un caudal aproximado

de 20 l/s, y este se conecta con el tanque de almacenamiento en una longitud

aproximada 200m. Al tanque anterior referido se le conecta la aducción

proveniente de la quebrada Santa Rita en tubería PVC de Ø 3” y longitud 5.0 km,

actualmente este subsistema no presta el servicio de abastecimiento al igual el

sistema de la Quebrada San José.

Página 21


La tercera línea de aducción en tubería de Ø 8" y 6” PVC RDE 41 de longitud 5.3

km, y 3.5 km respectivamente, proveniente de la quebrada El Brillante

actualmente en servicio, se encuentra en buen estado, aunque requiere

protección dado que se desplaza por el lecho de la quebrada los primeros 3.3 km

de su recorrido, así como cambio de RDE de la tubería a partir de la abscisa

K1+432.97 a causa de las altas presiones que debe soportar la tubería debidas a

las condiciones topográficas del corredor por el cual se encuentra instalada. Esta

red se conecta al tanque de almacenamiento de la PTAP (Filtración en múltiples

etapas).

2.5 TRATAMIENTO

Existe una planta de tratamiento de filtración en múltiples etapas compuesta por

un filtro dinámico, un filtro grueso ascendente en capas y un filtro rápido, la cual

fue construida recientemente.

Fotografía 3 Planta de tratamiento (sin operar)

Página 22


Fotografía 4 PTAP sin operar

Página 23


2.6 ALMACENAMIENTO

Hay dos tanques de almacenamiento de capacidad total de 320 m3, en regular

estado, uno localizado cerca de la bocatoma de la quebrada San José de

capacidad 270 m3, y el otro cerca a la de quebrada Santa Rita, de capacidad 50

m3, el cual descarga su caudal al tanque de la quebrada San José.

Los tanques presentas múltiples fugas por deterioro estructural y conexiones

directas de usuarios pues no tiene ningún tipo de aislamiento, pero su estructura

permite una recuperación y utilización.

Existe un nuevo tanque en predios de la planta de potabilización, con

dimensiones 10 m de ancho, 24 m de longitud y 2 m de profundidad, para un

volumen útil de 480 m3.

Por lo tanto el municipio cuenta con una capacidad total de almacenamiento de

800 m3.

2.7 RED DE DISTRIBUCION

La red de distribución está conformada por tuberías Ø 6" con longitud de 3,24 km,

Ø 4", Ø 3" longitud de 5 km aproximadamente, Ø 2" y Ø 1½" en PVC, de la que

se desconoce su longitud total, estado y vulnerabilidad.

Página 24


2.8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL DIAGNÓSTICO

2.8.1 CAPTACION

Requiere de obras de mantenimiento, reparación, remplazo y las necesarias para

optimización y minimización de la vulnerabilidad ante eventos hidrológicos

extremos.

2.8.2 DESARENADOR

Teniendo en cuenta que el desarenador existente tiene capacidad para tratar un

caudal de 5.6 l/s y el caudal de diseño para en horizonte de planeación es 13 l/s,

se propone la implementación de una unidad de desarenación convencional

paralela a la existente con capacidad hidráulica para tratar un caudal de 7.4 l/s.

2.8.3 ADUCCIÓN BOCATOMA-DESARENADOR-PTAP

Esta no es capaz de soportar las presiones existentes a lo largo de la red (80- 150

m), se sugiere el diseño e instalación de una línea de aducción nueva a partir de

de la abscisa K1+432.97, la implementación de tubería de Polietileno de alta

densidad en los sitios donde se requiera pasos elevados, y la protección en

concreto de tuberías existentes a la intemperie que van a conservarse, entre las

abscisas K0+000 y K1+432.97, según los cálculos realizados.

2.8.4 PTAP

Página 25


Se propone como tercera etapa de filtración Filtros Lentos de Arena, el

tratamiento del agua en una unidad de FLA es el producto de un conjunto de

mecanismos de naturaleza biológica y física, los cuales interactúan de manera

compleja para mejorar la calidad microbiológica del agua. Consiste en un tanque

con un lecho de arena fina, colocado sobre una capa de grava que constituye el

soporte de la arena la cual, a su vez, se encuentra sobre un sistema de tuberías

perforadas que recolectan el agua filtrada. El flujo es descendente, con una

velocidad de filtración muy baja que puede ser controlada preferiblemente al

ingreso del tanque.

Adicional a los filtros lentos de arena se requiere de una cámara de contacto de

cloro, para garantizar el tiempo mínimo de contacto (15 minutos).

2.8.5 ALMACENAMIENTO

Se requiere la de un macromedidor a la salida del tanque de almacenamiento.

2.9 RED DE DISTRIBUCIÓN

Para el problema de presión que existe en el sistema, se planten las siguientes

alternativas

- Sectorización de las redes para mejorar las condiciones operativas del

sistema y evitar la suspensión total del suministro al casco urbano.

- Implementación de redes matrices.

- Instalación de válvulas reductoras de presión.

- Instalación Micromedición

- Implementación Macromedición

Página 26


- Instalación hidrantes

Página 27


3 RESUMEN DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA

Bajo el presente numeral se desarrolla el planteamiento, estudio y análisis de

alternativas considerando fundamental y básicamente la potabilización que

permita el suministro de agua tratada a la cabecera municipal de Palocabildo,

para establecer la viabilidad técnica y económica de las mismas y escoger la

solución óptima.

Tabla 18. Descripción de las obras a implementar.COMPONENTE ESTADO CAPACIDAD PARA PERIODO DE DISEÑO

Captación Quebrada El Brillante Regular SuficienteNecesidad de Obras y Acciones

OPTIMIZACIÓN

Encauzamiento de agua de excesos Enrocado de protección aguas debajo de la estructura.

Captación Quebrada Los Cocos Malo SuficienteNecesidad de Obras y Acciones

OBRA NUEVA• Construcción de una nueva estructura de captación.

Pre tratamiento El Brillante Regular InsuficienteNecesidad de Obras y Acciones

OBRA NUEVA

• Construcción de una nueva estructura de desarenación.

Pre tratamiento Los Cocos Malo InsuficienteNecesidad de Obras y Acciones

OBRA NUEVA• Construcción de una nueva estructura de desarenación.

Aducción Bocatoma – Desarenador-PTAP Malo Regular

Necesidad de Obras y AccionesOPTIMIZACIÓN/OBRA NUEVA

• Protección de la tubería existente en algunos tramos mediante cárcamos en concreto reforzado.• Instalación de Válvulas de Purga.• Instalación de Válvulas de Ventosa.•Instalación de tramos según diseño.

PTAP Regular No funcionaNecesidad de Obras y Acciones

OPTIMIZACIÓN

• Construcción de filtro lento de arenaConstrucción de tanque de contacto.

Página 28


COMPONENTE ESTADO CAPACIDAD PARA PERIODO DE DISEÑOTanque de Almacenamiento Regular

Necesidad de Obras y AccionesOPTIMIZACIÓN

• Instalación de macromedición a la salida del tanque.

Redes de Distribución InsuficienteNecesidad de Obras y Acciones

OPTIMIZACIÓN•Redes matrices

Sectorización Hidrantes Micromedición

Fuente: Consultor

Página 29


4 DISEÑOS DEFINITIVOS

4.1 DISEÑOS HIDRAULICOS

4.1.1 DISEÑO CAPTACIÓN

4.1.1.1 SUBSISTEMA QUEBRADA EL BRILLANTE

Se plantea la optimización de la captación de la quebrada El Brillante, a través de

las siguientes mejoras:

Encauzamiento de agua de excesos en tubería PVC diámetro 10”.

Enrocado aguas abajo de la estructura de toma, para protección de la

captación.

Construcción de disipador de energía tipo bafle al pie del vertedero

principal de la estructura de toma.

Construcción de muros de encauzamiento, agua abajo de la estructura.

Las memorias de cálculos hidráulicos de esta estructura se encuentran en el

Anexo 1

4.1.1.2 SUBSISTEMA QUEBRADA LOS COCOS

De acuerdo con el diagnóstico realizado, se propone una nueva bocatoma,

ubicada en la confluencia de las dos fuentes que conforman la quebrada Los

Cocos. Para tal propósito, se propone la bocatoma aguas abajo de la estructura

actual.

Página 30


En general, se propone una bocatoma de fondo que debido al caudal a captar, las

dimensiones de la rejilla de captación son las mínimas, de 0.85 m x 0.4 m con 13

varillas de 1/2” separadas cada 5.0 cm. Se proyectan muros laterales de

encauzamiento de 1.0 m. Para minimizar la energía de caída se diseña el perfil

del vertedero con cara posterior inclinada, además de un lecho de disipación en

concreto ciclópeo. El canal de aducción es de 1.35 m. En la cámara de

recolección se encuentran una válvula de compuerta para lavado y la tubería de

salida hacia el desarenador en diámetros de 6 pulg.

Las memorias de cálculo de la optimización propuesta se presentan en el Anexo 1

mientras que las obras a implementar se encuentran en los planos respectivos.

4.1.2 DISEÑO DESARENADOR

4.1.2.1 SUBSISTEMA QUEBRADA EL BRILLANTE

Se propone una estructura de desarenación, diseñada para el caudal nominal de

diseño, QMD.

Se plantean unidades con tolvas para desarenación continua. El fondo de cada

unidad se conformará por una (1) tolva. El lavado y excesos se manejan a través

de una tubería de 6”.

Las memorias de cálculos hidráulicos del desarenador se encuentran en el Anexo

1.

Página 31


4.1.2.2 SUBSISTEMA QUEBRADA LOS COCOS

Se propone una estructura de desarenación, diseñada para el caudal nominal de

diseño, QMD.

Se plantean unidades con tolvas para desarenación continua. El fondo de cada

unidad se conformará por una (1) tolva. El lavado y excesos se maneja a través

de una tubería de 6”.

Las memorias de cálculos hidráulicos del desarenador se encuentran en el Anexo

1.

4.1.3 DISEÑO ADUCCIÓN

El subsistema El Brillante y Los Cocos comparten la misma aducción.

4.1.3.1 Ubicación

La Línea de aducción se ubica en la zona rural del municipio de Palocabildo, la

bocatoma se ubica en la cota una altura los 1608 msnm, mientras que la Ptap

donde llega ésta aducción se ubica en el casco urbano del municipio en la cota

1532 msnm.

Esta línea tiene una longitud entre la Bocatoma de la Quebrada El Brillante y y

una distancia de la PTAP de aproximadamente 7.53 km, de los cuales los

primeros 3.3 km se encuentran ubicados paralelos al lecho de la quebrada,

mientras que los 4.23 km restantes se disponen paralelos (en la margen derecha

de la vía entre la berma y la cuneta, en zona verde) a la vía terciaria que de

Villahermosa conduce a Palocabildo, la cual esta conformada en afirmado.

Página 32


En el K0+027.98 se propone la construcción del desarenador nuevo, encuentra el

Desarenador ubicado en la cota 1606 1604.42 msnm.

La optimización de la línea de aducción conformada en tubería PVC RDE 21 de 6”

de diámetro consiste en el mantenimiento y conservación de los primeros 1432.97

m de tubería de PVC RDE 41donde las únicas obras que se adelantaran son

cárcamos de protección para algunos tramos donde las tuberías se encuentran

descubiertas, conservando el mismo tipo de cárcamo que actualmente se

encuentra protegiendo la tubería. A partir de la abscisa K1+432.97 hasta la

llegada a la Ptap en la abscisa K7+536.99 se procederá a el remplazo total de la

tubería existente por tubería PVC de 6” de diámetro y RDE 41, 32.5, 26 y 21, en

función a los requerimientos de presión estática y sobrepresiones por golpe de

ariete (los cálculos hidráulicos se pueden observar en el anexo 8.1 Memorias

hidráulicas aducciones). En algunos puntos del trazado de esta red, el cual se

desarrolla por el mismo corredor de la línea existente, se implementará pasos

elevados y tubería de Polietileno de alta densidad de 160 mm de diámetro RDE

17 – PN10, como se puede observar el los planos de diseño de esta aducción.

La aducción llega a la PTAP en la cota 1535 msnm aproximadamente.

4.1.3.2 Caudal de Diseño

El caudal de diseño corresponde al QMD + pérdidas, 12.32 Lt/s, desde la

captación hasta el desarenador y desde el mismo hasta la entrada a la PTAP.

4.1.3.3 Resultados Obtenidos

Página 33


Para evaluar la capacidad de la aducción se empleó una hoja de cálculo, con el

fin de efectuar el modelado de las redes, así mismo se analizan las posibles

alternativas para optimizar el funcionamiento de las conducciones existentes.

Para el cálculo de las pérdidas se utiliza la ecuación de Hazen-Williams, de

acuerdo a los requerimientos del RAS-2000, el coeficiente C de Hazen adoptado

para tuberías de PVC y PEAD es de 140, con el fin de tener en cuenta tanto la

edad de la tubería existente que se piensa conservar como las perdidas menores

en la el tramo de aducción proyectado.

Teniendo en cuenta que el caudal de diseño para el municipio de Palocabildo es

de 12.32 L/s, se modela la conducción con este caudal y se obtiene que en la

entrada de la PTAP, la presión es de 54 18 m, la velocidad en la tubería de 6"

propuesta es de 0.61 1.41 m/s.

La aducción se diseña debido a que la tubería actual es de RDE 41 en su

totalidad, se proponen cambios de diámetro, con RDE 32.5, 26 y 21 a partir de la

abscisa K1+432.97.

En las zonas donde actualmente existen pasos elevados se ha propuesto la

conformación de estructuras adecuadas para el viaducto, ya que en la actualidad,

éstos son de tipo artesanal. Dichas estructuras consisten en un sistema de

anclaje a las paredes en roca por donde pasa la tubería acompañado de un

sistema de sujeción de la tubería con una abrazadera y soportado del anclaje con

un cable de acero (ver detalle en planos de diseño). Existe dos pasos elevados

dispuestos paralelos a puentes vehiculares de luces pequeñas (15m y 20m

respectivamente), para los cuales la solución propuesta consiste en estructuras

metálicas tipo cercha con cimentación en concreto en sus extremos (ver detalle

en planos de diseño).

Página 34


Las memorias de cálculo de la aducción, se encuentran en el Anexo 8.1.

Gráfico 1 Perfil Hidraulico - Línea de Energía

1440

1460

1480

1500

1520

1540

1560

1580

1600

1620

K0+0

00

K0+5

00

K1+0

00

K1+5

00

K2+0

00

K2+5

00

K3+0

00

K3+5

00

K4+0

00

K4+5

00

K5+0

00

K5+5

00

K6+0

00

K6+5

00

K7+0

00

K7+5

00

Altit

ud m

SN

M

Abscisa

PERFIL HIDRAULICO OPTIMIZACION LINEA DE ADUCCION QUEBRADA EL BRILLANTE

Perfil Terreno

Perfil Tubería

Línea de energía Piezométrica - Presiones dinámicas

Línea de energía Estática

Bocatoma Quebrada El Brillante

Ptap Palocabildo

Inicio Tuberia NuevaK1+432.97

Final Tuberia NuevaK7+536.99

Fuente: Consultor

4.1.4 DISEÑO PLANTA DE TRATAMIENTO

4.1.4.1 Diseño filtro lento de arena

Una unidad de filtración lenta en arena consta generalmente de los siguientes

elementos: caja de filtración y estructura de entrada, sistema de drenaje, lecho

filtrante, capa de agua sobrenadante y dispositivos para regulación, control y

rebose.

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Figura 1. Componentes básicos de un filtro lento de arena

a- Válvula para controlar entrada de agua pretratada y regular velocidad de

filtración.

b- Dispositivo para drenar capa de agua sobrenadante, “cuello de ganso”.

c- Conexión para llenar lecho filtrante con agua limpia.

d- Válvula para drenar lecho filtrante.

e- Válvula para desechar agua tratada.

f- Válvula para suministrar agua tratada al depósito de agua limpia.

g- Vertedero de entrada.

h- Indicador calibrado de flujo.

i- Vertedero de salida.

j- Vertedero de excesos.

k- Cámara de entrada a FLA.

Página 36


4.1.4.2 Lecho filtrante

El medio filtrante debe estar compuesto por granos de arena duros y

redondeados, libres de arcilla y materia orgánica. La arena no debe contener más

de 2% de carbonato de calcio y magnesio.

Tabla 19. Granulometría del lecho filtrante FLA

Criterios de Diseño Valor

Altura de arena (m) 1.00

Diámetro efectivo (mm) 0.15 - 0.35

Coeficiente de uniformidad 2.0

Altura del lecho de soporte, incluye drenaje (m) 0.3Fuente: Consultor

Cuando el filtro lento es la única unidad de tratamiento la velocidad estará entre

0.10 - 0.20 m/h. Se podrán considerar velocidades mayores, cuando se

consideren otros procesos preliminares.

Tabla 20. Velocidad de filtración de acuerdo al número de procesos preliminares

Procesos Vf (m/h)

Filtración Lenta (FL) 0.10 - 0.20

Sedimentación (S) o prefiltración (PF)+ FL 0.15 - 0.30

S + PF + FL 0.30 - 0.50Fuente: Consultor

Para el diseño de filtros lentos de arena se tomara una velocidad de filtración de

0.4 m/h. La altura del agua sobre el lecho filtrante será de 1.0 m.

4.1.4.3 Caja de filtración

La profundidad de la caja será de 2.5 m, de la cual 1 m corresponderán al medio

filtrante, 1 m a la capa de agua, 0.3 m de drenaje incluyendo la grava y 0.2 m de

borde libre.

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La caja del filtro posee un área superficial condicionada por el caudal a tratar, la

velocidad de filtración y el número de filtros especificados para operar en paralelo.

Se recomiendan áreas de filtración máxima por módulo de 100 m2 para facilitar las

labores manuales de operación y mantenimiento el filtro.

Según Guía para diseño de sistemas de tratamiento de filtración en múltiples

etapas OPS/CEPIS 2005, el dimensionamiento se hace como sigue:

4.1.4.3.1 Caudal de diseño

Qd = 11.82 l/s = 42.55 m3/h

4.1.4.3.2 Número de unidades

La siguiente tabla da una idea del número de filtros según la población

abastecida:

Tabla 21. Número de unidades FLA respecto a la población

Población (habitantes) Número de unidades

< 2000 2

2000 - 10000 3

10000 - 60000 4Fuente: Consultor

Por lo tanto N = 3 unidades de filtración.

4.1.4.3.3 Área superficial

A s=Qd

N × V f

= 42.553×0.40

≈36m2

Donde

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Vf = velocidad de filtración (m/h)

Qd = caudal de diseño (m3/h)

N = número de unidades

4.1.4.3.4 Coeficiente de mínimo costo

K=2× NN+1

=2×33+1

4.1.4.3.5 Longitud de unidad

L=( A¿¿ s× K )1/2=(36×1.5)1/2=7.4m ¿

4.1.4.3.6 Ancho de unidad

b=( A s

K )1/2

=( 361.5 )1/2

=4.9m

4.1.4.3.7 Velocidad de filtración real

VR=Qd

3× L×b= 42.553×7.4×4.9

=0.39m /h

4.1.4.4 Cámara de aquietamiento

La cámara de aquietamiento está constituida por un depósito de sección cuadrada

con la entrada de la tubería por la parte inferior. La velocidad en esta cámara

debe estar comprendida entre 0.04 m/s y 0.1 m/s. La profundidad en la cámara de

aquietamiento de puede determinar fijando un tiempo de retención comprendido

entre 30 y 60 segundos.

Página 39


Aplicando las siguientes fórmulas se puede establecer el volumen de la cámara

de aquietamiento:

Q=

V ol

t , V ol=Q∗t

Q= v∗A , A=Q /vDonde:

Q= 11.82L

s

V ol= Volumen de la cámara de aquietamiento

t= Tiempo de permanencia del agua en la cámara

v= Velocidad en la cámara de aquietamiento

A= Área de la sección transversal de la cámara

Adoptando un tiempo de permanencia del agua t=30 s en la cámara de

aquietamiento, el volumen será igual a:

V ol=0.01182∗30=0 .35m3

Y asumiendo una velocidad de v=0 .04 m

s en la cámara de aquietamiento, el Área

será igual a:

A=0 .01182

0 .04=0.29 m2=L2

, L=√0 .29=0 .54 m

Adoptando el área de la sección cuadrada y un lado de 0 .50 m por razones

constructivas, tenemos que:

Página 40


A=0 .50∗0 .50=0 .25m2

La velocidad en la cámara de aquietamiento será:

v=QA=0.01182 /0.25=0 .05m

s

La altura de la cámara de aquietamiento será:

Alt=V ol

A=0 .35

0.25=1.4 m

4.1.4.5 Canal de Llegada

El canal de aproximación al vertedero rectangular se construye con el propósito

de llegar con un flujo uniforme a la cresta del vertedero, y que este sirva como

estructura de aforo, el canal de aproximación tiene una sección rectangular, la

longitud del canal será de 1.0 m, longitud necesaria para la colocación de la regla

de medición agua arriba de la cresta del vertedero y que la altura de la lámina de

agua en el canal no se vea influenciada por la sección crítica que se forma en la

cresta.

El cálculo de la sección del canal se realiza a partir del Factor de sección Z .

5.03/2

SnQARZ h

Página 41


A continuación se presenta la hoja de cálculo electrónica que permite dimensionar

la altura de la lámina de agua, el ancho del canal se adopta en 0 .20 m .Los datos

de entrada a la hoja electrónica son los siguientes:

Q = 11.82

Ls

n Coeficiente de Manning, para el concreto normal tiene un valor de 0.013

S Pendiente en el canal, y para flujo uniforme representa la pendiente de la

línea de energía, valor adoptado y tiene un valor de 0.0006 o pendiente del

0.06%.

b Ancho del canal, adoptado y su valor es 0 .20 m .

nQS0 .5

=0 .0063

La metodología de solución de la hoja de cálculo es la siguiente: Se itera el valor

de y (altura de la lámina de agua) hasta que el valor de AR

h2/ 3 sea igual a

nQS0 .5

. De acuerdo a esto, la profundidad de la lámina de agua y es igual a 0 .194 m .

Donde:

A= Área mojada y se calcula comoA=b∗y

P= Perímetro mojado y se calcula como P=b+2∗ y

Rh= Radio hidráulico y se calcula como Rh=

AP

Página 42


Tabla 22. Dimensionamiento canal de entrada FLA

y A P Rh ARh2/3

m m2 m m

0.150 0.030 0.500 0.0600 0.0046

0.160 0.032 0.520 0.0615 0.0050

0.170 0.034 0.540 0.0630 0.0054

0.190 0.038 0.580 0.0655 0.0062

0.194 0.039 0.588 0.0660 0.0063Fuente: Consultor

La velocidad v en el canal rectangular es:

v=QA=0.01182

0.039=0 .30 m

s

El número de Froude F es igual a:

gDvF

En la anterior ecuación g es el valor de la aceleración de la gravedad, D es la

longitud característica de un canal rectangular, para canales con baja pendiente,

igual a:

D=Ab= y=0 .194m

, F=0 .30

√9.81∗0 .194=0 .217

Entonces el flujo en el canal de llegada es subcrítico.

La longitud del canal de aproximación de acuerdo con el libro Manual de

Potabilización del Agua de Jorge Arturo Pérez Parra es igual a:

Lc=4 .5 B=4 .5∗0 .20=0.90m

Se adopta como longitud del canal 1.00 m.

Página 43


Se debe construir una regla o gráfica que relacione Q y H, para facilitar el control

de la operación bajo cualquier caudal. La regla debe estar ubicada aguas arriba

mínimo a una distancia 5H de la cresta del vertedero, es decir a 0.5 m.

4.1.4.6 Vertedero de aforo

Se utilizará un vertedero rectangular de ancho B = 0.2 m sin contracciones

laterales para aforar el caudal de entrada, para las condiciones de diseño se

tendrá:

H v=( Q1.84 B )

2 /3

=( 0.011821.84×0.2 )2 /3

=0.10m

V v=Q

B H v

= 0.011820.2×0.10

=0.59m /s

4.1.4.7 Estructura de entrada

X s=0.36 (V v )2/3+0.6(H v)4 /7=0.36× (0.59 )2/3+0.6×(0.10)4 /7=0.41m

Entonces se adopta un ancho b del canal de distribución de 0.5 m.

Q= v∗A , A=Q /v

Adoptando una velocidad de 0.05 m/s el área transversal del canal de distribución

será:

A=0.011820.05

=0.2364m / s

Página 44


La altura del canal será:

H c=Ab

=0.23640.5

=0.5m

La entrada del agua al filtro se efectúa por medio de vertederos de pared gruesa,

para obtener una delgada lámina de agua que se adhiere al muro y evita que se

generen chorros sobre el lecho, lo que lo dañaría, adicionalmente se coloca sobre

el lecho una placa de concreto de 0.6 m x 0.6 m para que reciba el impacto del

agua.

H v=( Q1.84 B )

2 /3

=( 0.003941.84×0.5 )2/3

=0.026m

V v=Q

B H v

= 0.003940.5×0.026

=0.3m / s

4.1.4.8 Estructura de salida

El nivel mínimo del filtro se controla mediante el vertedero de salida, el cual se

debe ubicar en el mismo nivel o 0.10 m por encima de la superficie del lecho

filtrante.

H v=( Q1.84 B )

2 /3

=( 0.003941.84×0.8 )2/3

=0.019m

V v=Q

B H v

= 0.003940.8×0.019

=0.26m / s

Página 45


X s=0.36 (V v )2/3+0.6(H v)4 /7=0.36× (0.26 )2 /3+0.6×(0.019)4 /7=0.21m

Se adopta un ancho de la cámara de recolección de agua filtrada de 0.6 m.

4.1.4.9 Sistema de drenaje y lecho de soporte

Las tuberías de drenaje serán perforadas con orificios de 11 mm. Estas tuberías

pueden desembocar en forma de espina de pescado a un conducto o tubería

central o a un pozo lateral con una pendiente del 1% al 2%.

Los drenes se diseñarán con el criterio de que la velocidad límite en cualquier

punto de estos no sobrepase de 0.30 m/s. La relación de velocidades entre el

dren principal (Vp) y los drenes secundarios (Vs) debe ser de: Vp/Vs < 0.15, para

obtener una colección uniforme del agua filtrada.

La distribución del flujo entre los orificios depende de la relación entre la suma de

las secciones de todos los orificios de descarga (nAo) y la sección del dren (A).

Experimentalmente, se encontró que, para que la desviación (δ) de flujo entre los

orificios extremos no sea mayor de 10%, R debe variar entre 0,40 y 0,42.

Para el dimensionamiento del sistema de drenaje se utilizará tubería perforada

compuesta por múltiples laterales con orificios y tubería central de recolección sin

orificios y con válvula de control independiente:

Distancia entre las tuberías laterales: 0.5 m a 1.5 m

Diámetro de los agujeros: 6.5 mm a 15.8 mm

Velocidad de paso en los orificios: <0.3 m/s

Página 46


Adoptando un número de 16 tuberías laterales de diámetro 8” y un espaciamiento

entre las tuberías de 0.90m entre laterales con orificios de 11 mm de diámetro y

separados cada 0.25 m tenemos:

Número de tuberías laterales: 16

Longitud de cada lateral: 2.36m

Número de orificios en cada lateral: 9

Número total de orificios: 144

Área de cada orificio: 9.5x10-5 m2

Área total orificios: 0.0136 m2

Caudal filtrado: 0.00394 m3/s

Velocidad de paso por orificio: 0.29 m/s

La relación entre la suma de todos los orificios de descarga y el área del lateral

debe ser:

nAO

A L

≤0.42 ,144∗9 .5×10−5m2

0.0324m2=0 .42, OK

Donde:

n= Número de orificios de drenaje

AO=Área del orificio de drenaje de diámetro 11 mm

Aalignl¿ ¿L ¿=¿Área del orificio del lateral de diámetro 8”

El espesor del lecho de grava incluyendo la capa de arena gruesa puede variar de

0.10 a 0.40 m.

Tabla 23. Granulometría lecho soporte

Lecho (capa) Profundidad (cm) Tamaño en mm

Primera (Fondo) 10 38 – 51

Segunda 5 19 – 38

Tercera 5 13 – 19

Página 47


Lecho (capa) Profundidad (cm) Tamaño en mm

Cuarto 5 5 – 13

Quinta 5 2 - 5

Total 30

Fuente: Consultor

4.1.4.10 Operación y mantenimiento de los filtros lentos

4.1.4.10.1 Puesta en servicio de un filtro

El filtro debe ser llenado por la parte inferior para expulsar las burbujas de aire

presentes en los intersticios de la arena. Cuando el nivel del agua este unos 0.10

m por encima del lecho se admite el agua por la entrada superior, controlando que

el caudal influente sea aprox. un cuarto del caudal total. El efluente de filtración

obtenido en estas circunstancias es desechado. El filtro debe hacerse funcionar

así durante unas cuantas semanas mientras se realiza el proceso de maduración

y se forma el schmutzdecke.

4.1.4.10.2 Limpieza de un filtro

Después de un periodo de 2.5 a 3 meses de operación, en el cual al posición de

la lámina de agua ha ascendido dentro de la caja del filtro hasta alcanzar al

posición máxima admisible, la unidad debe ser lavada debido a que la resistencia

al paso del agua a través del schmutzdecke se ha tornado muy alta.

Para esto se cierra la compuerta de entrada y se espera a que el nivel de agua

baje 0.2 m por debajo de la superficie del lecho, procediendo a separar el

schmutzdecke raspando con una pala plana un espesor de 2.5 cm. Después de

esto, el filtro es operado en periodo de remaduración, para lo cual se siguen los

mismos pasos de puesta en servicio inicial, aunque el tiempo de remaduración es

más corto (unos pocos días).

Página 48


4.1.4.10.3 Rearenamiento de un filtro

Después de unos 2 a 3 años de servicio, aproximadamente 20 a 30 raspados, el

lecho alcanza su menor espesor permisible, 0.6 m y debe ser re arenado con

lecho nuevo o lavado. Colocando la arena usada en la parte superior se

aprovecha el material rico en vida microbiológica, lo que permite reducir el tiempo

de remaduración.

4.1.4.11 Cámara de contacto de cloro

Se propone construir un tanque de contacto de cloro en el cual se encuentra una

serie de bafles para aumentar el tiempo de contacto antes de conducirla hacia el

tanque de almacenamiento, constará de 25 canales de 1.5 m de altura de la

lámina de agua y un tiempo de retención de 17 minutos.

Tabla 24 Cámara de Contacto de Cloro

CÁMARA DE CONTACTO DE CLORO

PARÁMETRO UNIDAD VALOR

PESO ESPECIFICO kgf/m3 998,97

VISCOSIDAD kgf*s/m2 0,001003

CAUDAL m3/S 0,01182

VELOCIDAD m/s 0,1

ÁREA SECCIONAL DE FLUJO (A) m2 0,12

ALTURA DE LA LAMINA DE AGUA m 1,50

TIEMPO min 17

LONGITUD DE RECORRIDO DEL AGUA (L) m 101,52

ANCHO DEL CANAL PRINCIPAL m 2,00

NUMERO DE CANALES (N) UNIDAD 25

NUMERO DE CANALES (N) UNIDAD 25

RUGOSIDAD DEL CEMENTO 0,013

GRADIENTE DE VELOCIDAD (G) s-1 6,58

Página 49


CÁMARA DE CONTACTO DE CLORO

PARÁMETRO UNIDAD VALOR

ESPESOR DE LA PLACA m 0,01

LONGITUD DEL CANAL PRINCIPAL m 4,00

VOLUMEN m3 12,00

SEPARACION ENTRE PLACAS REAL m 0,15

RADIO HIDRAULICO m 0,07

AREA SECCIONAL REAL m 0,23

h1 m 0,01

h2 m 0,04

hf m 0,04Fuente: Consultor

4.1.4.12 Recomendaciones

Se deben realizar análisis de tratabilidad, con el fin de identificar la

concentración de coagulante óptima para diferentes épocas del año.

Con respecto al tanque de desinfección, se recomienda utilizar la

dosificación de cloro gaseoso adecuada para el caudal de diseño. además

si el tiempo de contacto con el desinfectante no es suficiente, el parámetro

de coliformes totales se incrementa.

4.1.5 DISEÑO TANQUE DE ALMACENAMIENTO

El chequeo de capacidad hidráulica del tanque de almacenamiento existente del

municipio de Palocabildo se realizó teniendo en cuenta el criterio del tercio

obteniendo un volumen requerido de 316 m3. El volumen existente es de 480 m3;

por lo tanto el tanque actual tiene la capacidad suficiente para satisfacer las

demandas futuras de la población. Como optimización, se propone

macromedición a la salida del tanque.

Página 50


4.1.6 DISEÑO REDES DE DISTRIBUCIÓN

Para el cálculo, evaluación y optimización de las características hidráulicas del

sistema actual, se utilizó el programa EPANET 2.0®, el cual realiza simulaciones

en régimen permanente del comportamiento hidráulico del agua en redes de

suministro a presión.

La optimización de las redes, se realizó con base en tres criterios, a saber:

Obras de Sectorización

- Instalación de tuberías nuevas correspondientes a redes matrices.

- Instalación de tuberías nuevas a fin de conformar mallas principales.

- Corte de tuberías existentes para crear sectores.

- Implementación de válvulas de corte para conformar sectores operativos.

- Implementación de macromedición a la salida del tanque.

- Implementación de macromedición en los 6 sectores operativos del sistema

de distribución.

Obras de Optimización

- Reemplazo de tuberías por diámetro mínimo, que según el nivel de

complejidad del sistema, corresponde a los diámetros menores de 2”.

- Ubicación e instalación de hidrantes en caso de incendios.

- Implementación de estación reductora de presión (3).

- Instalación de micromedidores.

Página 51


Obras de Renovación

- Renovación de tuberías en materiales como asbesto cemento, hierro

fundido por tuberías en PVC, y en el caso de la matriz de 20 CCP por

hierro dúctil.

- Renovación de tuberías de materiales con edad mayor a 20 años.

En la simulación se utilizó un coeficiente de rugosidad absoluta entre 0.003 y 0.12

para tubería de PVC, utilizando la fórmula de Darcy Weisbach, la cual es una de

las aceptadas por el RAS en el numeral B.4.4.4.

Se analizaron los resultados del modelo para velocidades y presiones, máximas y

mínimas para finalmente ser evaluados.

En el proceso de diagnóstico se pudo observar que la red actual presenta

problemas de bajas y altas presiones. Para presiones altas mayores a 70 m.c.a.,

con el objeto de optimizar la red se colocan tres válvulas reductoras de presión

que reduzca 2/3 de la presión de entrada a la misma. Las presiones bajas se

mejoran con el cambio de diámetro de las tuberías menores a 2”.

4.1.6.1 Caudal de Diseño

El caudal de diseño corresponde al QMH para el final del periodo de diseño, año

2036, que es igual a 9.84 l/s.

Página 52


4.1.6.2 Infraestructura proyectada

La optimización hidráulica de la red de distribución comprende la conformación de

mallas principales en la zona central del casco urbano; el reemplazo de la

totalidad de tuberías con diámetros menores de 2” por tubería de PVC de 2”; la

implementación de tres válvulas reductoras de presión; la conformación de 6

sectores operativos mediante la utilización de válvulas de corte nuevas y

existentes, interconexión y taponamiento de algunos sectores de tuberías, así

como la implementación de hidrantes para atención de incendios.

4.1.6.3 Funcionamiento hidráulico

Los resultados del diseño de la red de distribución se muestran en el Anexo 1

A continuación se describen los parámetros de funcionamiento de esta Red de

Distribución Optimizada.

4.1.6.3.1 Diámetro de Redes

Para la línea de distribución se instalaran 7575.4 ml de tubería PVC de 2”, 3”, 4”, y

6”, tal como se observa en la siguiente tabla.

Tabla 25 Red de Distribución

RESUMEN TUBERÍAS

REDES MATRICES

DIÁMETRO (Pulg)

MATERIAL Y ESPESOR LONGITUD TOTAL (m)

6” PVC – RDE 26 440.7

4” PVC- RDE 26 661.4

REDES MENORES

Página 53


RESUMEN TUBERÍAS

REDES MATRICES

DIÁMETRO (Pulg)

MATERIAL Y ESPESOR LONGITUD TOTAL (m)2” PVC – RDE 26 6086.6

3” PVC- RDE 26 386.7

TOTAL 7575.4

Fuente: Consultor

4.1.6.3.2 Presiones

En la mayoría de los puntos de servicio, la presión mínima dinámica es mayor a

15 m.c.a. y la presión máxima es menor de 60 m.c.a. dos pequeños sectores

donde la presión está por encima de 60 m.c.a. pero es menor de 74 m.c.a y cuya

área asociada a menor del 5% del área total del municipio.

Para el manejo de presiones, se propone instalar tres válvulas reductoras ubicada

entre la salida del tanque y la entrada al casco urbano, y de esta manera

garantizar el rango de presiones permitido por la Norma RAS 2000.

4.1.6.3.3 Velocidades

En lo referente a las velocidades registradas en la red se encuentra que la

máxima es de 1.25 m/s, la cual es una velocidad que garantiza auto limpieza de

las tuberías. Para mejorar las velocidades, se debe reducir el diámetro, lo cual no

es conveniente debido a que se está trabajando con diámetros mínimos para

mejor operación del sistema.

4.1.6.3.4 Válvulas y Accesorios para la operación del Sistema

Para el correcto funcionamiento de la red, y la sectorización de la misma la línea

se cuenta con accesorios como codos, tees, válvulas de corte, macromedidores y

micromedidores, entre otros, los cuales se puede observar en los planos de

Página 54


diseño. Se proponen 6 válvulas de sectorización, 555 micromedidores, 4

hidrantes, un macro a la salida del tanque de almacenamiento y seis macros de

sectorización.

4.1.6.3.5 Esquema de Red de Distribución

En la siguiente figura se observa un esquema general de la red de Distribución

existente y optimizada donde se observa el cambio en el comportamiento

hidráulico de la misma (Presiones) con la implementación de las optimizaciones

propuestas.

Figura 2. Esquema red de distribución

PTAP Y TANQUE

Presión

0.00

15.00

30.00

60.00

m

Caudal

0.00

1.00

5.00

10.00

LPS

Página 55

Presión

0.00

15.00

30.00

65.00

m


5 CANTIDADES DE OBRA Y PRESUPUESTO

La determinación de los precios unitarios se elaboró de manera general para todo

el Departamento, con algunas variaciones para algunos municipios en algunas

actividades, esta directriz fue dada por la EDAT al inicio del contrato.

La elaboración de los análisis de precios unitarios se elaboró de la siguiente

forma:

5.1 COSTEO DE INSUMOS

Para el costeo de insumos se definieron grupos por especialidades de la siguiente

forma y para cada uno de estos grupos se realizó la consecución de los precios,

también de acuerdo con la siguiente tabla:

Tabla 26 Cuadro de insumos

GRUPO FUENTE DE LA INFORMACIÓNTUBERÍAS Y ACCESORIOS DE PVC Listas de Precios de Fabricantes

TUBERÍAS Y ACCESORIOS DE PE Listas de Precios de Fabricantes

TUBERÍAS Y ACCESORIOS DE ACERO Listas de Precios de Fabricantes

TUBERÍAS Y ACCESORIOS DE HD Listas de Precios de Fabricantes

TUBERÍAS Y ACCESORIOS DE HG Listas de Precios de Fabricantes

MATERIALES PÉTREOSPrecios de Canteras y sitios de

Explotación Aprobados por CORTOLIMA

CONCRETOS Listas de Precios de Fabricantes

MATERIALES PARA RECUPERACIÓN DE

ESPACIO PUBLICOListas de Precios de Fabricantes

ACEROS DE REFUERZO Listas de Precios de Fabricantes

MANO DE OBRAPrecios calculados con la normatividad

vigente

EQUIPOListas de Precios de Revistas

Especializadas

GRUPO FUENTE DE LA INFORMACIÓN

Página 56


GRUPO FUENTE DE LA INFORMACIÓNTUBERÍAS Y ACCESORIOS DE PVC Pavco, Gerfor y Durman Esquivel

TUBERÍAS Y ACCESORIOS DE PE Extrucol, Comercializados SyE.

TUBERIAS Y ACCESORIOS DE ACERO Coval

TUBERIAS Y ACCESORIOS DE HD Pamcol, Metacol, Ava Apolo y Acuatubos

TUBERIAS Y ACCESORIOS DE HG Precios locales

MATERIALES PETREOSPrecios Locales canteras aprobadas

CORTOLIMA

CONCRETOS Precios Locales

MATERIALES PARA RECUPERACION DE

ESPACIO PUBLICOPrecios locales

ACEROS DE REFUERZO Precios locales

MANO DE OBRA DANE y leyes laborales

EQUIPO Revista Construdata

Elaboró: Consultor

5.2 CALCULO DE RENDIMIENTOS

Posteriormente para cada uno de los ítems a costear, se calculó de manera

tabular los rendimientos de materiales, mano de obra y equipo. Este cálculo de

rendimientos se realizó tomando como referencia:

Catálogos de Fabricantes

Experiencia de los profesionales de la consultoría

Revistas Especializadas

5.3 ELABORACIÓN DE LOS ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Contando con los dos insumos anteriormente descritos, se elaboraron los análisis

de precios unitarios de cada una de las actividades a desarrollar, con base en la

especificaciones técnicas.

Página 57


Todos los precios unitarios calculados incluyen la totalidad de los costos directos

de acuerdo con las especificaciones técnicas. Sin embargo es importante aclarar

que existe una excepción y es el caso de las tuberías, las cuales se discriminan

en dos pagos separados, por una parte el suministro y por otra la instalación.

5.4 CALCULO DEL VALOR DE LAS OBRAS

Con las cantidades de obra y los precios unitarios se calculó el costo directo del

Proyecto, a este costo se le calculó posteriormente los costos indirectos y el costo

de la Interventoría, de acuerdo con la siguiente matriz, aplicable únicamente para

los proyectos prioritarios que se presentarán a la ventanilla única del MAVDT.

5.5 CALCULO DE RENDIMIENTOS

Posteriormente para cada uno de los ítems a costear, se calculó de manera

tabular los rendimientos de materiales, mano de obra y equipo. Este cálculo de

rendimientos se realizó tomando como referencia:

Catálogos de Fabricantes

Experiencia de los profesionales de la consultoría

Revistas Especializadas

5.6 ELABORACION DE LOS ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Página 58


Contando con los dos insumos anteriormente descritos, se elaboraron los análisis

de precios unitarios de cada una de las actividades a desarrollar, con base en las

especificaciones técnicas.

Todos los precios unitarios calculados incluyen la totalidad de los costos directos

de acuerdo con las especificaciones técnicas. Sin embargo es importante aclarar

que existe una excepción y es el caso de las tuberías, las cuales se discriminan

en dos pagos separados, por una parte el suministro y por otra la instalación.

5.7 CALCULO DEL VALOR DE LAS OBRAS

Con las cantidades de obra y los precios unitarios se calculó el costo directo del

Proyecto, a este costo se le calculó posteriormente los costos indirectos y el costo

de la Interventoría, de acuerdo con la siguiente matriz, aplicable únicamente para

los proyectos prioritarios que se presentarán a la ventanilla única del MAVDT.

Página 59


Elaboró: Consultor

De acuerdo con lo anterior, el valor de las obras es el que se muestra en el

siguiente cuadro resumen, por cada uno de los componentes, de la misma

manera en el anexo 3 – Costos, Presupuesto y Programación se presenta en

detalle el presupuesto, los análisis de precios unitarios y el listado de Insumos.

Tabla 27 Resumen valor de las obras

COMPONENTE COSTO DIRECTOBOCATOMA SISTEMA EL BRILLANTE $ 9,717,339BOCATOMA SISTEMA LOS COCOS $ 27,877,371DESARENADOR EL BRILLANTE $ 48,097,832DESARENADOR LOS COCOS $ 48,372,832ADUCCION EL BRILLANTE $ 1,280,298,006ADUCCION LOS COCOS $ 7,556,500PLANTA DE TRATAMIENTO $ 119,736,729REDES DE DISTRIBUCION $ 1,425,760,896

SUBTOTAL COSTO DIRECTO $ 2,967,417,505

Página 60


AIU 29% $ 860,551,076

VALOR TOTAL OBRA $ 3,827,968,581

INTERVENTORIA 7% $ 267,957,801

VALOR TOTAL DEL PROYECTO $ 4,095,926,382

Fuente: Consultor

Página 61


6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Para la elaboración de las especificaciones técnicas pertinentes al proyecto de

mejoramiento del sistema de acueducto de Alvarado se tuvieron las actividades

mencionadas a continuación, las cuales se pueden ver ampliamente

en el Anexo 4.

Preliminares

Excavaciones

Rellenos

Retiro y disposición de material sobrante

Suministro e instalación de sobrante

Suministro e instalación de concretos

Rotura y construcción de vías, andenes, pisos y sardineles

Suministro e instalación de tuberías para acueducto

Suministro e instalación de accesorios para acueducto

Suministro e instalación de acometidas para acueductos

Suministros e instalación de entibados

Estas especificaciones técnicas fueron elaboradas con base en las normas

INSFOPAL, actualizadas con base en las normas y especificaciones técnicas del

Acueducto de Bogotá. Adicionalmente, se ajustaron de acuerdo con los listados

de Actividades definidas por el IBAL, teniendo en cuenta que la forma de pago

definida en este listado del IBAL dista de las normas básicas utilizadas del

INSFOPAL y del Acueducto de Bogotá.

Página 62


7 PLAN DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO

Tomando como punto de partida el presupuesto de las obras tal como se muestra

en la siguiente tabla, en este numeral se plantea el Plan de Ejecución de las

mismas.

Tabla 28. Plan de ejecución

COMPONENTE COSTO DIRECTOBOCATOMA SISTEMA EL BRILLANTE $ 9,717,339BOCATOMA SISTEMA LOS COCOS $ 27,877,371DESARENADOR EL BRILLANTE $ 48,097,832DESARENADOR LOS COCOS $ 48,372,832ADUCCION EL BRILLANTE $ 1,280,298,006ADUCCION LOS COCOS $ 7,556,500PLANTA DE TRATAMIENTO $ 119,736,729REDES DE DISTRIBUCION $ 1,425,760,896

SUBTOTAL COSTO DIRECTO $ 2,967,417,505

AIU 29% $ 860,551,076

VALOR TOTAL OBRA $ 3,827,968,581

INTERVENTORIA 7% $ 267,957,801

VALOR TOTAL DEL PROYECTO $ 4,095,926,382

Para la ejecución de las obras resultantes de los diseños se pueden plantear una

serie de variables, que determinen en el tiempo la oportunidad de la ejecución de

estas mismas obras.

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7.1 CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS, METAS E INDICADORES EN LA

PRESTACIÓN DEL SERVICIO DE ACUEDUCTO

De manera general, para un sistema de acueducto se definen como un objetivo el

principal cumplimiento del 100% de los indicadores de calidad, continuidad y

cobertura.

Tomando como referencia el diagnóstico técnico operativo, se concluye que el

sistema de acueducto del municipio de Palocabildo, en condiciones de consumos

acordes con la normatividad, cumple con los indicadores de calidad, continuidad y

cobertura.

Cumplidos los anteriores indicadores se podría plantear la ejecución de las obras

tendientes a garantizar la sostenibilidad del sistema, tales como las orientadas a

la reducción del Índice de Agua No Contabilizada y la reducción de pérdidas en el

sistema a los teóricos definidos en la normatividad existente.

El proyecto plantea dos etapas de ejecución las cuales se describen a

continuación:

Fase 1 Sistema Quebrada El Brillante: Se realizará la optimización de la

bocatoma existente en donde se implementarán válvulas para limpieza y

rebose, también se busca brindar protección a la estructura; se construirá

una nueva estructura de desarenación para incrementar la capacidad del

actual, se sustituirá la tubería de aducción existente de diámetros 6” y 8”

RDE 41 por tres tramos de tuberías PVC de 6” RDE 26, RDE 21 y RDE

13.5 respectivamente; se realizará la optimización de la PTAP y la

optimización de las redes de distribución. Esta etapa está dirigida al

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cumplimiento de los Indicadores de reducción del IANC y el cumplimiento

de los indicadores de calidad de agua potable.

Fase 2 Sistema Quebrada Los Cocos: plantea la inversión para la

adecuación de la construcción de la bocatoma del sistema Los Cocos, y la

implementación de un nuevo desarenador.

En el siguiente cuadro se presenta el resumen de las fases de ejecución del

proyecto.

Tabla 29 Fases del Proyecto

COMPONENTE FASE 1 FASE 2

BOCATOMA SISTEMA EL BRILLANTE $ 13,412,843BOCATOMA SISTEMA LOS COCOS $ 38,479,135DESARENADOR EL BRILLANTE $ 66,389,438DESARENADOR LOS COCOS $ 66,769,020ADUCCION EL BRILLANTE $ 1,767,195,338ADUCCION LOS COCOS $ 10,430,237PLANTA DE TRATAMIENTO $ 165,272,607REDES DE DISTRIBUCION $ 1,967,977,765VALOR TOTAL $ 2,012,270,225 $ 2,083,656,157

Elaboró: Consultor

7.2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo con los anteriores escenarios, que se plantean de manera general,

las conclusiones y recomendaciones dadas por la consultoría es que estas obras

se ejecuten en una en dos etapas, de acuerdo con los siguientes argumentos.

Las obras tendientes a garantizar la sostenibilidad del sistema, se pueden lograr

en un tiempo corto y con una inversión baja.

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Desde el punto de vista financiero es inmejorable la situación actual de la política

sectorial, de los Planes Departamentales de Agua, ya que obras como las que se

proyectan se enmarcan dentro de la normatividad y por lo tanto pueden ser

cofinanciadas.

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8 FUENTES CONSULTADAS

8.1 ESTUDIOS Y DOCUMENTOS

COLOMBIA. Alcaldía Municipal de Palocabildo Tolima. POT Palocabildo.

8.2 FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Ras-2000. Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento

Básico.

Guía para diseño de sistemas de tratamiento de filtración en múltiples

etapas OPS/CEPIS, Lima 2005.

López C. Ricardo A. Elementos de Diseño par Acueductos y

Alcantarillados. 2ª Edición. Ed Escuela Colombiana de Ingeniera, 2004.

Corcho F., Duque J. Acueductos – Teoría y Diseño. Universidad de

Medellín – Centro general de Investigaciones, 1993.

Uniandes. Notas de clase – Curso “Sanitaria 22-50”. Facultad de Ingeniería

Civil – Universidad de Los Andes, 1970.

ARBOLEDA VALENCIA, Jorge. Teoría y práctica de la purificación del

agua. Tomo 2. ACODAL 1992.

PÉREZ PARRA, Jorge Arturo. Manual de potabilización del agua.

Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

CEPIS. Programa regional HPE/OPS/CEPIS de mejoramiento de la calidad

del agua para consumo humano. 1992.

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Documents

Informe Diseño Palocabildo Julio 19 2012 (Para Ser Editado)