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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
2017
Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario
caso barrio La Paz – Sibaté Acopaz caso barrio La Paz – Sibaté Acopaz
Sol Angie Iveth Rodríguez González Universidad de La Salle, Bogotá
Cesar Augusto Gantivar Caldas Universidad de La Salle, Bogotá
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Part of the Civil Engineering Commons, and the Hydraulic Engineering Commons
Citación recomendada Citación recomendada Rodríguez González, S. I., & Gantivar Caldas, C. A. (2017). Plan de expansión y optimización para acueducto comunitario caso barrio La Paz – Sibaté Acopaz. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/319
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PLAN DE EXPANSIÓN Y OPTIMIZACION PARA ACUEDUCTO
COMUNITARIO (CASO BARRIO LA PAZ – SIBATÉ “ACOPAZ”)
Sol Angie Iveth Rodríguez González
Cesar Augusto Gantivar Caldas
Universidad de la Salle
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Civil
Bogotá D.C.
2017
Plan de Expansión y Optimización Para Acueducto Comunitario (Caso Barrio La
Paz – Sibaté “Acopaz”)
Sol Angie Iveth Rodríguez González
Cesar Augusto Gantivar Caldas
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniera Civil
Director Temático
Ing. Alejandro Franco Rojas
Universidad de la Salle
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Civil
Bogotá D.C.
2017
Nota de aceptación:
Firma del presidente de jurado
Firma del jurado
Firma del jurado
Bogotá D.C. agosto de 2017
Contenido Introducción ................................................................................................................................ 12
1. Planteamiento del Problema .............................................................................................. 14
1.1 Descripción del Área de estudio .................................................................................. 14
1.2 Formulación del Problema .......................................................................................... 16
1.3 Delimitación ................................................................................................................ 16
1.4 Justificación ................................................................................................................. 18
2. Objetivos ............................................................................................................................. 20
2.1 Objetivo General ......................................................................................................... 20
2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................... 20
3. Marco de Referencia ........................................................................................................... 21
3.1 Antecedentes Teóricos ................................................................................................ 21
3.2 Marco Teórico ............................................................................................................. 22
3.2.1 Acueducto comunitario ....................................................................................... 23
3.2.2 Obras de captación .............................................................................................. 24
3.2.3 Dotación .............................................................................................................. 26
3.2.4 Aforo .................................................................................................................... 28
3.2.5 Fuentes de abastecimiento ................................................................................. 29
3.2.6 Presiones en la red de distribución ..................................................................... 30
3.2.7 Componentes de un sistema de abastecimiento ................................................ 31
3.2.8 Funcionamiento optimo ...................................................................................... 33
3.2.9 Acueducto comunitario como manejo sostenible del agua ................................ 33
3.2.10 Concesión de aguas ............................................................................................. 34
3.2.11 Tipos de concesiones........................................................................................... 35
3.3 Marco Conceptual ....................................................................................................... 36
3.4 Marco Legal ................................................................................................................. 38
4. Metodología ........................................................................................................................ 41
4.1 Recopilación de información necesaria para determinar las condiciones actuales y
futuras del acueducto Acopaz ................................................................................................. 41
4.2 Determinación de la oferta y la demanda de agua del acueducto comunitario ........ 41
4.2.1 Caracterización de la demanda actual incluyendo varios criterios: caudal medio,
caudal máximo horario, caudal máximo diario, perdidas, dotación percapital y densidad
de usuarios .......................................................................................................................... 42
4.2.2 Determinar la demanda futura y áreas de expansión ......................................... 42
4.2.3 Capacidad actual del acueducto, caudal de la fuente abastecedora, condiciones
de la red de distribución, especificaciones de planta de tratamiento y modelación de red
en epanet. ........................................................................................................................... 42
4.3 Plan de optimización y expansión para acueducto comunitario del barrio La Paz,
municipio Sibate. ..................................................................................................................... 43
5. Viabilidad de expansión y optimización para el acueducto comunitario “Acopaz”............ 43
5.1 Determinación de la oferta y demanda ...................................................................... 43
5.1.1 Caracterización demanda: número de usuarios y habitantes actuales, determinación
de dotación y pérdidas, y hábitos de consumo ................................................................... 43
5.1.3 Aforos caudal fuente abastecedora, bocatoma, determinar caudal máximo diario,
caudal máximo diario y caudal de diseño. .......................................................................... 47
5.1.4 Determinar área de expansión y demanda futura ..................................................... 58
5.1.5 Condiciones de la red de distribución y especificaciones de la planta de tratamiento
............................................................................................................................................. 66
5.1.5 Modelación de la red en EPANET ............................................................................... 72
5.1.6 Articulación con la comunidad barrio La Paz ............................................................. 87
5.2 Plan de optimización y expansión para el acueducto comunitario del barrio La Paz del
municipio Sibaté ...................................................................................................................... 91
6. Conclusiones ..................................................................................................................... 100
7. Recomendaciones ............................................................................................................. 102
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 104
ANEXOS ..................................................................................................................................... 105
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. ........................................................................................................................................ 15
Tabla 2. ........................................................................................................................................ 27
Tabla 3. ........................................................................................................................................ 28
Tabla 4. ........................................................................................................................................ 30
Tabla 5. ........................................................................................................................................ 38
Tabla 6. ........................................................................................................................................ 43
Tabla 7. ........................................................................................................................................ 44
Tabla 8. ........................................................................................................................................ 46
Tabla 9. ........................................................................................................................................ 48
Tabla 10. ...................................................................................................................................... 48
Tabla 11. ...................................................................................................................................... 49
Tabla 12. ...................................................................................................................................... 50
Tabla 13. ...................................................................................................................................... 50
Tabla 14. ...................................................................................................................................... 50
Tabla 15. ...................................................................................................................................... 51
Tabla 16. ...................................................................................................................................... 51
Tabla 17. ...................................................................................................................................... 51
Tabla 18. ...................................................................................................................................... 59
Tabla 19. ...................................................................................................................................... 59
Tabla 20. ...................................................................................................................................... 59
Tabla 21. ...................................................................................................................................... 61
Tabla 22. ...................................................................................................................................... 62
Tabla 23. ...................................................................................................................................... 63
Tabla 24. ...................................................................................................................................... 64
Tabla 25. ...................................................................................................................................... 66
Tabla 26. ...................................................................................................................................... 67
Tabla 27. ...................................................................................................................................... 68
Tabla 28. ...................................................................................................................................... 91
Tabla 39. ...................................................................................................................................... 93
Tabla 30. ...................................................................................................................................... 96
INDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Mapa de ubicación ................................................................................................ 15
Ilustración 2. Delimitación barrio La Paz ..................................................................................... 17
Ilustración 3. Bocatoma con muro transversal ........................................................................... 25
Ilustración 4. Bocatoma lateral con bombeo .............................................................................. 25
Ilustración 5. Bocatoma lateral por gravedad ............................................................................. 26
Ilustración 6. Partes de un acueducto ......................................................................................... 31
Ilustración 7. Fuente abastecedora ............................................................................................. 47
Ilustración 8. Área Bocatoma ...................................................................................................... 48
Ilustración 9. Bocatoma .............................................................................................................. 49
Ilustración 10. Área bocatoma y área estación El Pinar .............................................................. 52
Ilustración 11. Área construida ................................................................................................... 58
Ilustración 12. Tubería de aducción diámetro 3” ........................................................................ 67
Ilustración 13. Planta de tratamiento Valrex .............................................................................. 69
Ilustración 14. Planta de tratamiento Valrex .............................................................................. 69
Ilustración 15. Planta de tratamiento Valrex .............................................................................. 70
Ilustración 16. Macromedidor ..................................................................................................... 70
Ilustración 17. Modelación en EPANET con sus respectivos ramales ......................................... 72
Ilustración 18. Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de menor consumo ..... 73
Ilustración 19 . Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de mayor consumo .... 73
Ilustración 20. Perfil longitudinal de la red de distribución entre nodos 16 y 60 ....................... 74
Ilustración 21. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 75
Ilustración 22. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de menor consumo ..... 75
Ilustración 23. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de mayor consumo ..... 76
Ilustración 24. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 76
Ilustración 25. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de menor consumo ..... 77
Ilustración 26. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de mayor consumo (5:00
am) .............................................................................................................................................. 77
Ilustración 27. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 78
Ilustración 28. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de menor consumo ..... 79
Ilustración 29. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de mayor consumo ..... 79
Ilustración 30. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 80
Ilustración 31. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de menor consumo ..... 80
Ilustración 32. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de mayor consumo ..... 81
Ilustración 33. Válvula reguladora para disminuir presiones ...................................................... 82
Ilustración 34. Modelación en EPANET año 2062 ....................................................................... 83
Ilustración 35. Purga Nudo 60 ..................................................................................................... 84
Ilustración 36. Purgas Nudo 3 y Nudo 50 .................................................................................... 84
Ilustración 37. Purgas nudos 28, 29 y 47 ..................................................................................... 85
Ilustración 38. Presión Mínima ................................................................................................... 86
Ilustración 39. Presión Máxima ................................................................................................... 87
Ilustración 40. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 88
Ilustración 41. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 89
Ilustración 42. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 90
Ilustración 43. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 90
Ilustración 44. Articulación comunidad barrio La Paz ................................................................. 91
Ilustración 45. Área ocupada en 2017......................................................................................... 92
Ilustración 46. Mapa de ubicación de posibles soluciones para la red ....................................... 98
INDICE DE GRAFICOS
Grafico 1. Curva de modulación .................................................................................................. 46
Grafico 2. Q95 Meses del año ..................................................................................................... 55
Grafico 3. Q95 Meses con menor estiaje .................................................................................... 55
Gráfico 4. Porcentaje de expansión ............................................................................................ 60
Gráfico 5. Crecimiento logístico .................................................................................................. 62
Gráfico 6. Habitantes por año ..................................................................................................... 64
Gráfico 7. Caudal por habitantes ................................................................................................ 65
Agradecimientos
Los autores de este proyecto expresan sus más sinceros agradecimientos:
Al Ingeniero Alejandro Franco Rojas director del trabajo de grado, por el
acompañamiento, asesoría, apoyo y confianza durante el proceso de la realización de
este proyecto.
A todos los docentes que fueron claves para terminar nuestro proceso como
Ingenieros Civiles.
A las personas relacionadas con el acueducto comunitario del barrio La Paz por
proporcionarlos las herramientas, la información y su constante ayuda para la
realización de este proyecto.
Dedicatoria
Dedico esta tesis principalmente a Dios por permitirme que se haga realidad el sueño
de ser una gran profesional.
A mi madre Virginia González Pardo por darme la vida, por su amor incondicional,
por luchar cada día por sacarme adelante, por su esfuerzo y nunca dudar de mis
capacidades, por ser la motivación constante para lograr ser ingeniera civil.
A mi tía Azucena González Pardo por brindarme un apoyo incondicional en todo
momento, por compartir conmigo este proceso dándome su amor y confianza.
A mi abuelo Leónidas González Sasa (Q.E.P.D) por compartir conmigo mis primeros
años de vida y enseñarme que el estudio es la base fundamental en mi vida.
Con todo mi amor para ustedes.
Sol Angie Rodríguez González.
Dedicatoria
En primera instancia a Dios por darme la sabiduría, no dejarme desfallecer en
momentos difíciles durante este proceso universitario, dándome salud y licencia de
cumplir este objetivo.
A mi madre Ana Delia por brindarme su apoyo incondicional, ser mi motor de vida,
aguantarme y ser partícipe en el transcurso de todo el pregrado.
A mi padre Julio Cesar por ser un ejemplo a seguir, inculcarme buenos valores,
motivándome día a día a surgir como persona y profesional.
A mi Hermana Yadis, Valentina mi abuela Zenaida, mi Tío Carlos, amigos y demás
familia, quienes estuvieron presentes en el desarrollo de la temática de esta tesis y de
una u otra manera fueron de gran ayuda para su realización.
Cesar Augusto Gantívar Caldas.
Introducción
El acueducto comunitario del barrio La Paz (Acopaz), se encuentra ubicado en el
municipio de Sibaté, Cundinamarca. Aproximadamente a 27 km de la ciudad de Bogotá,
dentro del municipio se localiza en la zona sur, en inmediaciones al casco urbano y a la
vereda de Perico.
Pese a que los registros generados en la actualidad muestran que el acueducto cuenta
con un buen suministro de agua potable para la población existente, se prevé un
crecimiento del barrio la Paz, en los diferentes ámbitos como lo son el social,
económico y demográfico; contribuyendo así al desarrollo de diferentes tipos de
infraestructura.
Incitados también por su cercanía a la capital de la república, la demanda de turistas
que arriba al corredor gastronómico que posee el barrio y a las diversas actividades que
se pueden desarrollar en él es significativa, adicionalmente la vía conecta con el
municipio de Fusagasugá esto conlleva a generar un crecimiento de población flotante
considerable, Debido a esto se tendría que ampliar la capacidad y cobertura del
acueducto para el eficiente suministro de agua.
Para poder llevar a cabo lo anterior se pretende realizar un plan de mejoramiento para
evaluar la posibilidad de cumplir con la demanda necesaria para abastecer de agua al
barrio, incluyendo en el análisis las siguientes variables o posibles limitantes del
sistema: caudal de la fuente abastecedora, capacidad de la planta de tratamiento,
presiones en la red de distribución, existencia de fuentes alternas para el abastecimiento,
antigüedad de las tuberías, entre otros.
El presente proyecto tiene como objetivo realizar, por medio de elementos técnicos, un
plan de expansión y optimización del acueducto comunitario del barrio La Paz.
Inicialmente se caracterizó la demanda actual y futura, teniendo en cuenta los caudales,
las pérdidas, la dotación per cápita, áreas de expansión y los registros de cada usuario;
luego se procedió a evaluar la capacidad actual con la que cuenta el acueducto
analizando las condiciones de operación de la red de distribución y las especificaciones
de la planta de tratamiento. Con el fin de establecer las presiones que tiene la red, se
realizó el modelamiento en el programa EPANET, el cual analiza sistemas de
distribución de agua potable.
Se evidenció algunos aspectos técnicos en las redes que componen el acueducto que
afectan la prestación del servicio, lo cual condujo a acciones de mejoramiento del
servicio, entre los resultados más relevantes se tiene el incumplimiento en las presiones
de la red de distribución, las dificultades para el mantenimiento de las estructuras
hidráulicas existentes, esto, sin desmeritar las tareas realizadas por la administración del
acueducto y la Junta de Acción Comunal del barrio la Paz.
Como resultado final se brindarán posibles alternativas para la optimización de la red de
distribución, lo cual permitirá brindar una mayor cobertura y mejor calidad del agua a la
totalidad de los usuarios que requieran de este servicio en la zona denotada,
promoviendo de tal forma la construcción de vivienda en el sector, generando mayores
oportunidades de empleo por medio del comercio formal y turístico.
Para cumplir con los objetivos propuestos, se desarrollaron una serie de fases, las cuales
fueron:
Obtener información de la infraestructura existente, censo de usuarios y consumo
Determinar la oferta y demanda de agua del acueducto comunitario
Modelación hidráulica de la red matriz y secundaría
Formulación de un plan de mejoramiento para acueducto comunitario
1. Planteamiento del Problema
1.1 Descripción del Área de estudio
En muchos municipios, veredas y barrios existentes en Colombia, el suministro del
servicio de agua para consumo doméstico es prestado mediante acueductos
comunitarios y asociaciones de usuarios, representando una alternativa para suplir una
condición básica para el buen desarrollo de cualquier comunidad; es aquí donde juega
un papel muy importante el servicio de acueducto y que este debe tener la capacidad de
suplir las necesidades que presenta en su momento cualquier población; en este caso la
población del barrio La Paz, ubicado en el municipio de Sibaté departamento de
Cundinamarca, quien suple esta necesidad es el acueducto comunitario “Acopaz”.
La fuente abastecedora del acueducto comunitario del barrio La Paz (Acopaz) es un
manantial ubicado en la finca Normandía de la Vereda Perico, para la cual se tiene
otorgada una concesión de 2 litros por segundo según Resolución 1045 del 3 oct 1974.
El agua se capta mediante una bocatoma con rejilla de fondo, seguida de un desarenador
y una tubería de aducción con diámetro de 3” y una longitud de 1.366 metros hasta
llegar a un tanque de almacenamiento. Mediante una tubería de 500 m de longitud, el
agua se lleva a una planta de tratamiento compacta Valrex con capacidad para 2,0 L/s, la
cual es propiedad del acueducto y es operada por él fontanero.
La red de distribución es surtida mediante 2 (dos) tanques de almacenamiento de 260
m3 y 103,5 m3 respectivamente, que garantizan la cantidad de agua necesaria para su
adecuada distribución.
Hoy en día el acueducto comunal “Acopaz” cubre sin problema con la demanda del
barrio La Paz y las zonas suburbanas aledañas; ya que es suficiente para la cantidad de
población con la que cuenta actualmente; es de buena calidad ya que este servicio se
presta constantemente, no presenta hasta el momento escases del agua en dicho
manantial; pero se tiene incertidumbre sobre la capacidad para suplir la demanda futura;
ya que se aprecia que en los últimos años la población ha estado creciendo
vertiginosamente. Teniendo en cuenta la tasa de crecimiento demográfico del municipio
de Sibaté que es de 0,0323 % se estima que el barrio la Paz va a tener un crecimiento
igual a esta tasa; por eso se debe pensar en un futuro como se podrá garantizar una
óptima prestación del servicio para que este pueda suministrar y que llegue a cada uno
de los usuarios sin dejar de lado que se cubra la actual demanda; por lo anterior es
importante contar con un acueducto que tenga la capacidad de abastecer el suministro de
agua potable a la población actual y futura.
Ilustración 1. Mapa de ubicación Fuente: Acopaz Tabla 1. Inventario acueducto Acopaz
Fuente: Acopaz
ITEM NOMBRE MEDIDA
1 Tubería Pvc 3” 1091 m
2 Tubería Pvc 2” 1466 m
4 Tubería Pvc ½” 407 m
5 Válvulas de corte 11
La red de distribución cuenta con un ramal principal de 1091 m, desde el cual se
desprenden ramales secundarios, para una longitud total de 2964 m. Para el control de
caudales se dispone de un macro-medidor instalado en salida de la planta de tratamiento
de 2”, así mismo cada uno de los 241 usuarios tiene micromedidor.
1.2 Formulación del Problema
¿Cuál es una propuesta viable desde aspectos técnicos, sociales y económicos para
la futura expansión y optimización del acueducto comunitario Acopaz - Sibaté?
1.3 Delimitación
El proyecto se localizó en el departamento de Cundinamarca, municipio Sibaté,
Barrio La Paz. Para el acueducto comunitario “Acopaz”, se diseñó un plan de
mejoramiento para suplir la demanda que tendrá a futuro; este acueducto el cual cuenta
con una fuente de abastecimiento ubicada en la finca Normandía de la vereda Perico, el
cual tiene una red de distribución a lo largo y ancho del barrio La Paz.
En base a los aforos del caudal realizados en la fuente abastecedora y la bocatoma, y
los registros de micromedición y macromedición de los cuales dispone Acopaz, se
identificó la demanda actual y futura teniendo en cuenta los consumos por usuario, los
caudales de diseño y las pérdidas.
Ilustración 2. Delimitación barrio La Paz Fuente: Autores
De acuerdo con lo anterior se verificaron las limitantes con los que cuenta el sistema
de tratamiento, abastecimiento del acueducto y la capacidad con la que cuenta la PTAP.
Para poder obtener las presiones que tiene la red de distribución primero se tomaron
las cotas y coordenadas con ayuda de GPS, posteriormente se realizó un modelamiento
en EPANET.
Como resultado final se da una posible solución a la problemática anteriormente
planteada por medio de un plan de mejoramiento de expansión.
1.4 Justificación
Las comunidades están en constante crecimiento, las cuales cuentan con un desarrollo
económico, social, estructural etc.; pero aparte de esto hay factores que se deben tener en
cuenta para poder llevar una vida digna y es contar con los servicios básicos; por esto tiene
un papel importante los acueductos comunitarios, no solo para la alimentación sino para
todos los aspectos de sostenibilidad local y regional.
Las comunidades y los entes organizados, deben tener alternativas de mejoramiento y
abastecimiento para el fluido hídrico y que llegue este a cada hogar y conservando la buena
calidad de este; por eso cuando una comunidad se siente comprometida con el fluido
hídrico debe ser capaz de mantener e introducir metodologías de proyección alrededor de
ella, como son: planificando, ordenando, sistematizando entre otros y lo más importante
optando por un plan óptimo para el suministro del fluido hídrico.
Pensando en la optimización, en un buen abastecimiento de agua y operación del
acueducto “Acopaz” para la comunidad del barrio La Paz del municipio de Sibaté en el
futuro, se deben tener en cuenta aspectos como el aumento demográfico y la expansión del
barrio, entre otros.
Como se puede apreciar en los últimos años la población del barrio la paz se ha
incrementado notablemente; actualmente se muestra en los registros del acueducto
“Acopaz” (anexo numero 2) en los cuales se evidencia un buen suministro de agua potable
para la población con la que se cuenta actualmente, sin embargo, existe la incertidumbre,
de si este acueducto será capaz de suplir la demanda y necesidades que requiere la
población del barrio la Paz del municipio Sibaté, en el futuro.
Actualmente el barrio la Paz del municipio de Sibaté cuenta con el 25,52% construido
del área total estipulada en el plan de ordenamiento territorial, lo que demuestra que para
un futuro tiene la posibilidad de expandirse un 74,84%; esto refleja que la cantidad para el
suministro de agua aumentaría notablemente y por esta razón es importante que el
acueducto supla toda la necesidad que se va a presentar para un futuro.
Este proyecto propone un plan de mejoramiento, que según lo analizado se pudo llegar
a la conclusión, de que lo único que limita al acueducto “Acopaz” del barrio La Paz del
municipio de Sibaté, a largo plazo es la concesión, la cual para el año 2027 tendría que
cambiar, ya que esta no suple la demanda a partir de este año. También mirando en la red
de distribución se puedo observar que la presión alrededor de la planta de tratamiento es
menor a los 10 m.c.a lo cual es un valor bajo, presión no permitida por el Titulo B del RAS
2000, se aconseja al barrio La Paz que no deberían construir en un futuro cerca de la planta
de tratamiento, ya que estos usuarios se verían afectados en cuanto a la presión. Por esta
razón como se menciona anteriormente no se debe construir a 80m de la planta de
tratamiento. Otra opción para que se pueda construir cerca de la planta de tratamiento es
aumentar el diámetro de la tubería para que de esta manera aumente la presión del agua
con lo cual no se verían afectados en un futuro los usuarios; para articular a la comunidad
se les informo sobre los resultados obtenidos e invitados a cuidar el suministro del agua.
De acuerdo con lo dicho se tendrá que ampliar la capacidad de cobertura del acueducto
para uso y servicio de agua, para esto se realizó la optimización del acueducto comunitario
con procedimientos y criterios mínimos para cumplir con la demanda necesaria para
abastecer al barrio.
Actualmente el acueducto no cuenta con una orientación profesional para realizar un
mejoramiento cuando este no pueda suplir la demanda a la que se enfrentaran en el futuro.
Por esta razón es importante formular la optimización para dar una posible solución a la
hora de que se presente tal problema.
Este estudio tiene como objeto la optimización del acueducto comunal barrio la Paz
“Acopaz” respecto al fluido hídrico para que en el futuro no vayan a tener problemas ni
escases al momento de prestar dicho servicio.
2. Objetivos
2.1 Objetivo General
Proponer un plan de expansión y optimización para el acueducto comunitario barrio
La Paz –Sibate que incluya los criterios, parámetros y procedimientos para determinar
su viabilidad.
2.2 Objetivos Específicos
Caracterizar la demanda de agua de los usuarios actuales y futuros del acueducto
comunitario, incluyendo consumo por usuario, proyección de población, caudales de
diseño y posibles puntos de consumo.
Identificar las limitantes del sistema de tratamiento y abastecimiento del acueducto
como son caudal de la fuente abastecedora, capacidad de la Planta de Tratamiento,
presiones en la red de distribución, existencia de fuentes alternas para el abastecimiento,
antigüedad de las tuberías, entre otros.
Evaluar alternativas para ampliación de cobertura y optimización del sistema de
abastecimiento y distribución del acueducto comunitario.
Proponer el plan de expansión y optimización del acueducto comunal Acopaz.
Articular a la comunidad para que por medio de procedimientos oportunos y básicos
puedan mitigar en parte las diferentes problemáticas que se puedan presentar respecto al
servicio del acueducto.
3. Marco de Referencia
3.1 Antecedentes Teóricos
En la totalidad de los antecedentes se brinda una gran variedad de herramientas,
conceptos, parámetros y conclusiones los cuales se citan a continuación:
En la tesis “Diseño de un acueducto tipo gravedad y organización Acuebuenavista en
la vereda Aguablanca del municipio de Floridablanca Santander” (2005) los autores
Barrera & Rangel contribuyen de manera significativa con el desarrollo y mejoramiento
de la calidad de vida de los habitantes realizando un aporte principalmente social.
En el proyecto “Plan de gestión del proyecto para la remodelación y ampliación del
acueducto rural de Pijije, Bagaces, Guanacaste” (2009) el autor Miranda brinda un plan
de gestión para la remodelación y ampliación del acueducto rural de Pijije, Bagaces,
Guanacaste, con el que se pretende aportar una solución para satisfacer la demanda de
su población actual y futura a veinticinco años de plazo.
En la tesis “Optimización del acueducto por gravedad del municipio de Timaná
(Huila)” (2006) los autores Benavides, Castro & Vizcaíno hablan sobre el sistema de
abastecimiento de agua para atender las necesidades de una población y cuando dichos
sistemas tienen impedimentos o restricciones que afectan el funcionamiento ya sea por
el deterioro de las estructuras o el crecimiento de la población.
En el documento “Material didáctico para la asignatura de acueductos y
alcantarillados” (2008) el auto Torres presenta metodologías de análisis y diseño de
manera clara y fácil de comprender, sobre las estructuras hidráulicas empleadas en
proyectos de abastecimiento y recolección de aguas, implementando medios didácticos.
En la tesis “Optimización del índice de resiliencia y uniformización de la presión
como criterios para renovar tuberías en redes de distribución de acueductos” (2011) el
autor Torres aplica una metodología óptima para el desempeño hidráulico de redes
mediante el aumento de diámetros de tuberías, donde es primordial el cambio de
aquellas tuberías que más contribuyan a optimizar el índice de resiliencia y la
uniformidad de presiones.
En el proyecto “Propuesta de diseño del sistema de acueducto para la vereda el
Mortiño del municipio de Ocaña norte de Santander” (2013) los autores Bayona &
Jácome proponen un diseño que permita establecer la situación a futuro del sistema de
acueducto, es una propuesta básica inicial que sirve de partida para la implementación
de una solución metodológica, para el desarrollo de mejoras en la prestación del servicio
de agua potable.
En la tesis “Guia metodológica para la elaboración de programas de optimización de
sistema de acueductos” (2013) la autora Pimienta desarrolla una guía para la
elaboración de programas que permiten optimizar los sistemas de acueductos en los
municipios de Colombia con el fin de hacer más eficiente la prestación del servicio de
agua potable para reducir costos minimizando perdidas y garantizando el uso del
recurso hídrico.
En la tesis “Diagnóstico, evaluación de alternativas, análisis y cálculos hidráulicos de
las redes matrices del sistema de acueducto de Quibdó-Choco” (2013) el autor arias
elabora alternativas para los diseños hidráulicos definitivos de optimización o
ampliación.
En el proyecto “Estudio de caso para la optimización del sistema de acueducto del
municipio de Paipa departamento de Boyacá y búsqueda de fuentes alternativas para el
abastecimiento de agua” (2015) el autor Cruz busca optimizar el sistema de acueducto
del municipio de Paipa y dar diferentes alternativas para el buen abastecimiento de agua
a la población.
En la tesis “Diagnóstico y análisis de alternativas para la optimización del sistema de
acueducto de la vereda de Chacua del municipio de Sibaté” (2015) los autores
Hernández & García desarrollan un diagnóstico sobre las condiciones que tiene el
acueducto actualmente y con esto establecen una factibilidad técnica para la
optimización tanto del sistema como de los equipos y operaciones unitarias del
acueducto de la vereda.
3.2 Marco Teórico
Toda sociedad humana está conformada por comunidades, las cuales cuentan con un
desarrollo económico, social, estructural, etc.; pero dentro de estos aspectos los factores
más relevantes y para poder sobrellevar la vida se deben contar con los servicios básicos
como lo son: la luz, agua y gas; por eso las comunidades y los entes organizados deben
proponer alternativas para el mejoramiento y buen funcionamiento del fluido hídrico
para cada hogar.
Por ende, juega un papel muy importante los acueductos comunitarios, no solo en la
alimentación si no en todos los aspectos de sostenibilidad local y regional; por eso
cuando una comunidad se siente comprometida con el fluido hídrico, debe ser capaz de
introducir metodologías de proyección alrededor de ella; planificando, ordenando
sistematizando y optando por un plan óptimo para el suministro del fluido hídrico.
3.2.1 Acueducto comunitario
Los acueductos comunitarios son construcciones complejas en sentido histórico,
social, económico e institucional. Construcciones públicas regionales y locales de
gestión del recurso del agua, estas se apoyan y al mismo tiempo muestran y recrean
sistemas culturales adecuados de las comunidades que gestionan esto, descendientes o
vecinos de los pueblos.
Los acueductos comunitarios del sector social de gestión pública del agua en
Colombia, y hacen parte de lo que debe ser un auténtico sistema nacional de prestación
del servicio público de agua, este debería articular diferentes formas publicas existentes
de gestión del agua.
Estos pueden ser considerados como rurales y/o peri-urbanos. Su carácter ambiental
varía en cuanto al lugar que estos ocupan en cuencas, en cuanto estén asociados al
cuidado de las fuentes de agua y coberturas relacionadas con las mismas; a las formas
de manejo del recurso; al tipo de servicio que estos prestan y a las proyecciones
educativas.
Todos llegan a ser públicos en cuanto a su vínculo con el agua como un bien común,
aunque algunos son proyectados a ámbitos familiares especialmente cuando son casos
rurales, algunos también pueden estar separados del manejo del ciclo del agua. Todos
preceden más o menos principios solidarios y articulan de modo complejo sus
dimensiones públicas y privadas en muchos casos se proyectan como sucedáneos del
servicio oficial de agua, pues atienden barrios marginales y/o ubicados en cotas más
altas a las máximas de los sistemas municipales.
Un aspecto estratégico en la caracterización está en las formas de organización las
cuales más allá de la empresarial han tenido en los últimos años forzados por la ley 142,
están asociadas a sistemas de reproducción social y a las dimensiones territoriales de la
comunidad en que se desenvuelven, y esto debe ser objeto de análisis más detallado a
futuro.
Respecto a sistemas de reproducción social, puede ser que ahora su presencia se
evidencia en el protagonismo central de las mujeres en la gestión y en uso comunitario
del agua, así como sistemas culturales de control social y de gestión formal del recurso
y el lugar físico y cultural de las fuentes de agua en sus territorios, según sean
campesinos, indígenas, afro-colombianos, o de asalariados urbanos.
En cuanto a su complejidad al nivel de sus coberturas a su carácter en ocasiones
sucedáneo y experiencias acumuladas en su conformación y existencia, los acueductos
comunitarios también son un enorme patrimonio público del país, en cuanto a gestión y
entidad colectiva.
La demanda de agua para consumo humano en un acueducto está definida por las
actividades cotidianas como son el aseo personal, labores domésticas y preparación de
alimentos, entre otros, lo que le confiere una variación horaria a lo largo del día e
incluso entre días ordinarios y días festivos. Por lo tanto, se han definido varios
parámetros que describen el comportamiento de dicha demanda los cuales se son
mencionados en el ítem 3.2.3 Dotación.
3.2.2 Obras de captación
Las obras de captación tienen que localizarse en zonas donde el suelo sea estable y
resistente a la erosión, dicha captación tiene que ser en un sector recto del cauce.
Cuando la captación se necesita en una curva se debe ubicar en la parte exterior de la
curva, tomando medidas de protección como son los muros de contención aguas arriba y
aguas debajo de la bocatoma.
El término más utilizado para las obras de captación es “bocatoma”. Mediante esta
estructura puede resultar el caudal de diseño que corresponde al caudal máximo diario.
3.2.2.1 Tipos de bocatoma
Existen diferentes tipos de bocatomas para determinar la selección de una bocatoma
se debe tener en cuenta la naturaleza del cauce y la topografía general del proyecto;
algunas de las existentes son:
Bocatoma de fondo
Bocatoma lateral con bombeo
Bocatoma lateral por gravedad
Bocatoma con muro transversal
Ilustración 3. Bocatoma con muro transversal Fuente: López, R., 1995.
Ilustración 4. Bocatoma lateral con bombeo Fuente: López, R., 1995.
Ilustración 5. Bocatoma lateral por gravedad Fuente: López, R., 1995.
3.2.3 Dotación
Aunque el RAS define la dotación per cápita en función del número de habitantes y
la temperatura, cuando se dispone de registros de micromedición y macromedición, es
posible determinar el consumo por habitante de manera más precisa.
Según el RAS se tiene dotación neta y dotación bruta definidas de la siguiente
manera:
Dotación neta: Corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer
las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurran en el
sistema de acueducto.
Dotación bruta: La dotación bruta debe establecerse según la ecuación 1:
𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎
1 − %𝑝(1)
El porcentaje de pérdidas técnicas máximas en la ecuación anterior engloba el total de
pérdidas esperadas en todos los componentes del sistema (como conducciones,
aducciones y redes), así como las necesidades de la planta de tratamiento de agua
potable, y no deberá superar el 25%. Resolución Noº 0330 del 08 JUN 17.
Caudal medio diario (Qmd): Caudal calculado para la población proyectada,
teniendo en cuenta la dotación bruta. Promedio de los consumos diarios en un periodo
de un año y puede calcularse mediante la ecuación 2:
𝑄𝑚𝑑 =𝑝 ∗ 𝑑𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400(2)
Caudal máximo diario (QMD): Corresponde al consumo máximo registrado
durante 24 horas en un periodo de un año. Se calcula multiplicando el caudal medio
diario por el coeficiente de consumo máximo diario. Se lleva a cabo mediante la
ecuación 3:
𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝑘1(3)
Caudal máximo horario (QMH): Corresponde al consumo máximo registrado
durante una hora en un periodo 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. Se realiza mediante la siguiente ecuación:
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝑘2 (4)
Coeficiente de consumo máximo diario (k1): Se obtiene de la relación entre el
mayor consumo diario y el consumo medio diario, utilizando los datos registrados en un
periodo mínimo de un año.
En caso de sistemas nuevos, el coeficiente de consumo máximo diario, k1, depende
del nivel de complejidad del sistema como se observa en la tabla 2:
Tabla 2. Coeficiente de consumo máximo diario K1
Nivel de complejidad del sistema
Coeficiente de consumo máximo diario – k1
Bajo 1.30
Medio 1.30
Medio Alto 1.20
Alto 1.20
Fuente: RAS 2000
Coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario
(k2): Se puede calcular para el caso de ampliaciones de sistema de acueducto, como la
relación entre el caudal máximo horario, QMH, y el caudal máximo diario, QMD,
registrados durante un periodo mínimo de un año, sin incluir los días en que ocurran
fallas relevantes en el servicio.
En el caso de sistemas de acueductos nuevos, el coeficiente de consumo máximo
horario con relación al consumo máximo diario, k2, es función del nivel de complejidad
del sistema y el tipo de red de distribución, según se establece en la tabla 3:
Tabla 3. Red menor de distribución
Nivel de complejidad del
sistema
Red menor de distribución
Red secundaria Red matriz
Bajo 1.60 - -
Medio 1.60 1.50 -
Medio Alto 1.50 1.45 1.40
Alto 1.50 1.45 1.40
Fuente: RAS 2000
Otro de los parámetros importantes en la evaluación de un acueducto, ya sea
comunitario o municipal, es la capacidad de la fuente de abastecimiento ya que esto es
de gran importancia para abastecer suficiente agua a la población
3.2.4 Aforo
El aforo consiste en medir el caudal del agua; la medición de esta o aforo es
importante desde diferentes puntos de vista como son:
Disponibilidad de agua
Distribución del agua a los usuarios
Volumen de agua
Determinación de la eficiencia de uso y manejo del agua.
3.2.4.1 Métodos de aforo
Cuenta con varios métodos que se usan para aforar el caudal en la fuente entre los
más conocidos se encuentran:
Método Volumétrico
Método área velocidad
Método dilución con trazadores
Método área pendiente
Método Limnímetros
Método vertederos de aforo
La mayoría de ellos se basan en la determinación del área de la sección mojada
transversal y la velocidad media para la cual se utiliza la siguiente ecuación:
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝑣 (5)
Dónde:
Q es el caudal en m3/s
A es el área de la sección mojada transversal en m2
V es la velocidad en m/s
3.2.5 Fuentes de abastecimiento
Se consideran fuentes de abastecimiento todas las aguas provenientes de cursos o
cuerpos superficiales o subterráneos. También pueden considerarse como fuentes, en
casos excepcionales, las aguas lluvias y el agua de mar.
La selección de la fuente debe hacerse teniendo en cuenta la calidad del agua y
aquella que permita la construcción de una captación económica, segura, confiable y
que tenga unas características de acceso, operación y mantenimiento fáciles.
Para proceder a la elección de una nueva obra de captación, el diseñador debe tener
en cuenta los siguientes aspectos entre otros: características propias de la fuente en lo
que respecta a su rendimiento, seguridad de calidad de agua, condiciones topográficas y
geológicas y las condiciones económicas del proyecto.
3.2.6 Presiones en la red de distribución
La red de distribución de agua potable debe subdividirse en cuantas zonas de presión
sean necesarias para cumplir con las condiciones de presión máxima y mínima en todos
los puntos de la red. El establecimiento de las zonas de presión se hace con el fin de
obtener la máxima uniformidad en el gradiente de presiones entre los tanques o
estaciones de bombeo y los puntos de mínima presión.
Para el diseño de la red de distribución deben tenerse en cuenta los siguientes
requerimientos para las presiones:
Presiones mínimas en la red: La presión mínima en la red depende del nivel de
complejidad del sistema, tal como se especifica en la tabla 4:
Tabla 4. Presiones mínimas en la red de distribución
Nivel de complejidad Presión mínima
(kPa)
Presión mínima
(metros)
Bajo 98.1 10
Medio 98.1 10
Medio Alto 147.2 15
Alto 147.2 15
Fuente: RAS 2000
Las presiones mínimas establecidas deben tenerse cuando por la red de distribución
este circulando el caudal de diseño.
Presiones máximas en la red menor de distribución: el valor de la presión máxima
tenida en cuenta para el diseño de las redes menores de distribución, para el diseño de
las redes menores de distribución para todos los niveles de complejidad del sistema,
debe ser de 588,6 Kpa (60mca).
La presión máxima establecida aquí corresponde a los niveles estáticos, es decir,
cuando no haya flujo en movimiento a través de la red de distribución, pero sobre ella
está actuando la máxima cabeza producida por los tanques de abastecimiento o por
estaciones elevadoras de presión. La presión máxima no debe superar la presión de
trabajo máxima de las redes de distribución.
Cada zona de presión debe contar con un tanque de almacenamiento que determine la
cota piezométrica estática máxima entre el límite de dos zonas se debe colocar una
Válvula Reductora de Presión (VRP), cuya función es reducir la presión aguas abajo a
un valor determinado según la delimitación de las zonas de presión.
Ilustración 6. Partes de un acueducto Fuente: Guía de orientación en saneamiento básico para alcaldías de Municipios rurales y pequeñas comunidades, 2009
3.2.7 Componentes de un sistema de abastecimiento
Los sistemas de abastecimiento se pueden clasificar dependiendo de los tipos de
usuario, estos pueden ser urbanos o rurales; los rurales suelen ser más sencillos y no
cuentan en muchos casos con redes de distribución eficaces.
Los sistemas de abastecimiento urbanos son más complejos y con cuentan con una
serie de componentes que se muestran a continuación:
Fuente de abastecimiento: Espacio natural del cual se derivan los caudales
demandados por la población para que sea abastecida. Deben ser permanentes y
suficientes, pueden ser superficiales o subterráneas y así suministrar el agua ya sea por
bombeo o por gravedad.
Obra de captación: Estructuras y/o dispositivos que están ubicados en la fuente de
abastecimiento y destinados para facilitar la derivación de los caudales demandados por
la población. Las tomas que son orificios a través de los cuales el agua entra a un
desarenador y luego de esto a un tubo que transporta el caudal por gravedad o mediante
bombeo, al sitio de consumo. Estas obras tienen que ser estables para que puedan
suministrar todo el caudal estipulado en el diseño.
Línea de aducción: Tuberías usadas para transportar el caudal desde la obra de
captación hasta el tanque de almacenamiento o la planta de tratamiento y tiene una serie
de dispositivos necesarios para que tenga un buen funcionamiento, estos pueden ser:
ventosas, limpiezas, desarenados, válvulas reductoras de presión, codos, etc.
La mayoría de las veces el agua se conduce por tuberías a presión, por gravedad o
por bombas y algunas veces a lo largo de canales abiertos puentes-canales y tuneles. El
tipo de conducto que se adopta depende de la topografía del terreno a través del cual se
tienden los conductos.
Planta de tratamiento: Conjunto de estructuras destinados para dotar el agua de la
fuente de la calidad que sea necesaria para el consumo humano, esto es gracias a travez
de diferentes procesos como lo son: mezcla rápida, floculación, sedimentación,
filtración, desinfección, etc.
Tanque de almacenamiento: Depósitos para almacenar agua con el propósito de
compensar variaciones que se tengan en el consumo, también para atender situaciones
de emergencia como lo son: incendios, atender interrupciones de servicio y para
prevenir diseños más económicos del sistema; para esto es necesario situar estos tanques
con relación al sistema de distribución a fin de asegurar un servicio eficaz.
Línea matriz: Tramo de tubería que conduce el agua desde el tanque de
almacenamiento y/o la planta de tratamiento hasta la red de distribución.
Red de distribución: Conjunto de tuberías y accesorios destinados a conducir las
aguas a todos y cada uno de los usuarios a través de las calles.
3.2.8 Funcionamiento óptimo
Un sistema de acueducto tiene un buen funcionamiento y ofrece un buen servicio
cuando:
Entrega agua potable todo el tiempo (calidad del agua)
Abastecer de agua a toda la comunidad (buena cobertura)
Servicio continuo y los usuarios disponen de agua a cualquier momento
(continuidad)
Da información oportuna sobre el servicio y los reclamos que del se deriven
Para que el acueducto pueda entregar un servicio con estas características e
indicadores de gestión, es necesario que se inviertan recursos para cubrir los gastos del
personal, de los combustibles, de los químicos de las obras, las investigaciones para
tener un buen sistema y de los materiales para poder mejorar o ampliar el servicio.
3.2.9 Acueducto comunitario como manejo sostenible del agua
Los acueductos comunitarios son una oportunidad para el manejo sostenible del agua
y la sequía, con estos se puede producir más y mejor y así tener la posibilidad de
sembrar todo el año y garantizar cosechas. Es necesario aclarar la disyuntiva entre el uso
para consumo humano y para la parte agropecuaria; algunas veces este último resulta
imposible, primero porque la oferta hídrica es insuficiente y segundo por el bajo nivel
de conciencia frente al uso racional por parte de algunos usuarios, lo que ha llevado a
que en consenso quede claramente reglamentado en sus estatutos de constitución.
El conocimiento la información y los aprendizajes surgidos de iniciativas sociales
como los acueductos comunitarios, son esenciales para revalorizar el territorio y en
particular el recurso del agua como un buen y servicio para el ecosistema estratégico
para mantener la identidad cultural de los pueblos, la productividad de zonas
campesinas así disminuyendo la pobreza y consolidar el campo como un espacio de
oportunidades, incluyente, que forma capital social y propicia la igualdad en la
distribución de beneficios derivados de la prestación del servicio rural de suministro de
agua.
Como estrategia social de gestión participativa y eficiente del agua, los acueductos
comunitarios presentan varios retos como lo son: avanzar en la conservación de sus
ecosistemas estratégicos de sustento, incorporar innovaciones complementarias de
manejo de agua en los sistemas productivos, avanzar en sistemas de potabilización,
ampliar la cobertura, hacer cumplir la norma a cabalidad y articular gobiernos locales e
instancia superior del Estado.
3.2.10 Concesión de aguas
Es el permiso que da la autoridad ambiental por una petición que se hace para
obtener el derecho al aprovechamiento de aguas para uso público.
Para conceder dicha concesión lo primordial es el uso colectivo sobre el uso
individual y los habitantes dentro una región y fuera de esta; para ello se tienen en
cuentas algunos aspectos como son:
Utilización para el consumo humano, colectivo o comunitario ya sea urbano o rural.
Utilización para las necesidades domesticas individuales.
Usos agropecuarios comunitarios.
Para generar energía.
Para usos industriales.
Para usos recreativos.
Para obtener la concesión el suministro de agua se ve sujeto a la disponibilidad del
recurso, por esta razón la entidad competente no se compromete a garantizar el
suministro de agua cuando se presentan problemas por causas naturales; en caso de que
esta escasee se suplirá por turnos.
3.2.11 Tipos de concesiones
Aguas subterráneas: Para la exploración de aguas subterráneas tanto en terrenos
Titulo B RAS 2000 Titulo J RAS 2000
Presión mínima para red de distribución: 10 mca. Presión máxima para red de distribución: 50 mca, pero se acepta que el 5% de la red pueda tener hasta 60 mca. Diámetros mínimos: La selección del diámetro mínimo el diseño debe analizar las presiones del trabajo, las velocidades de flujo y las longitudes de la línea de aducción y/o conducción.
Nivel de complejidad del
sistema
Diámetro mínimo
Bajo y Medio 100 mm
Medio Alto 150 mm
Alto 300 mm
Tabla B.7.3 Diámetros nominales mínimos de la red matriz. RAS 2000
Nivel de complejidad del sistema
Diámetro mínimo
Bajo y Medio 50 mm
Medio Alto 100 mm Zonas comerciales 62.5 Zonas
residenciales
Alto 150 mm Zonas comerciales
75 mm Zonas residenciales
Tabla B.7.4 Diámetros nominales mínimos de la red menor de distribución. RAS 2000 Velocidad minina: 0,5 m/s correspondiente al caudal máximo horario, para caudal de diseño debe ser 1 m/s adicionalmente en el momento de entrar en operación la aducción o la conducción objeto del diseño, la velocidad mínima debe ser de 0.5 m/s, aunque este último valor dependerá de las características de autolimpieza Velocidad máxima: 6 m/s de acuerdo con el material (b.7.6)
Presión mínima para red de distribución: 10 mca. Presión máxima para red de distribución: 60 mca. Diámetros mínimos: Tanto para la aducción como para la conducción de las redes de distribución, corresponden al mínimo diámetro comercial inmediatamente superior al diámetro resultante de los cálculos hidráulicos. RECOMENDACIONES TITULO B DEL RAS 2000 Velocidad minina: 0,5 m/s correspondiente al caudal máximo horario, para caudal de diseño debe ser 1 m/s adicionalmente en el momento de entrar en operación la aducción o la conducción objeto del diseño, la velocidad mínima debe ser de 0.5 m/s, aunque este último valor dependerá de la característica de autolimpieza. Velocidad máxima: 6 m/s de acuerdo con el material (b.7.6)
propios como baldíos se requiere el permiso de la entidad competente. También se
requiere el permiso o concesión de aguas para el aprovechamiento de aguas
subterráneas una vez construidos el pozo.
Aguas superficiales: Este permiso es otorgado por la autoridad competente para el
uso y aprovechamiento del recurso hídrico ya sea que se capte de fuentes superficiales
como: ríos, quebradas, arroyos, nacimientos, acequias, etc.; ya sea para uso doméstico
colectivo o individual, agrícola, pecuarios, riego, recreativo, industrial y generación de
energía entre otros.
Las ventosas son necesarias en todo tipo de redes de distribución de agua, su
objetivo es dar el correcto funcionamiento de las tuberías regulando la cantidad de aire
libre que está en el interior de las mismas.
Estas se ubican en los picos y cambios de pendiente respecto al gradiente hidráulico;
se debe instalar donde la tubería sube por encima del nivel del suelo como en el caso de
instalación de válvulas.
3.3 Marco Conceptual
Aforo: Conjunto de actividades hidrométricas conducentes a la determinación del
caudal de una corriente de agua. Una de las principales actividades comúnmente
realizadas en un aforo, se cuentan el levantamiento del flujo en distintos puntos de la
selección transversal. (Manual de prácticas de laboratorio de hidráulica. Universidad
Nacional de Colombia)
Aducción: Proceso de llevar el agua desde su captación hasta la planta de
tratamiento, los sistemas de aducción pueden ser desarrollados por gravedad, por
bombeo o ambas. (Corcho & Duque, 2005)
Bocatoma: Estructura hidráulica también llamada captación está destinada a emanar
desde unos cursos de agua, ya sean ríos, arroyos o canales, también desde un lago o
incluso desde el mar, una cantidad considerable del agua que está disponible para que la
misma sea utilizada para una finalidad especifica. (ARQHYS. 2012, 12. Bocatoma –
Estructura hidráulica. Revista ARQHYS.com. Obtenido 04, 2017)
Captación: Recolección y almacenamiento de agua proveniente de diferentes fuentes
para su uso benéfico. Esta agua captada es conducida a estanques reservorios para
aumentar el suministro e esta para el riego, bebederos de animales y usos domésticos.
(Introducción a la captación de agua)
Caudal: Es la medida del volumen de líquido que fluye o pasa a través de la sección
transversal del cauce de una corriente, en la unidad de tiempo. (Manual de prácticas de
laboratorio de hidráulica. Universidad Nacional de Colombia)
Concesión: Distribución de caudales entre los usuarios (concesiones de agua) de una
cuenca o micro cuenca, teniendo como base técnica un balance hídrico que contemple el
respeto del caudal ecológico y ambiental en función de la oferta y demanda.
(Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, 2016)
Conducción: Instalación cuyo fin es transportar agua desde el sitio de captación
hasta el centro de consumo. Generalmente es conducida por tuberías a presión, ya sea
por gravedad o por bombeo (Álvaro Palacios Ruiz, 2008)
Consumo per cápita: Demanda de agua por persona se expresa en l/hab-dia; existen
dos maneras para su determinación: por registro de consumo o mediante la norma que
establece que el consumo per cápita es la suma de los consumos domésticos,
industriales, públicos y perdidas. (Corcho & Duque, 2005).
Consumo medio: Promedio aritmético de los consumos día a día del periodo de un
año. Se determina mediante registros de consumo. (Corcho & Duque, 2005).
Consumo máximo diario: El día de máximo consumo de una serie de registros
observados durante los 365 días del año es definido como el de consumo máximo diario.
(Corcho & Duque, 2005).
Consumo máximo horario: La hora de máximo consumo en el día de máximo
consumo se define como el consumo máximo horario. (Freddy Corcho Romero, José
Ignacio Duque Serna, 2005).
Cota: Distancia vertical que existe entre un punto del terreno y un plano de
referencia horizontal determinado. Si el plano de referencia en el nivel del mar la cota es
la misma altitud o altura sobre el nivel del mar. (Ingeniero Efraín Solano)
Demanda: Extracción hídrica del sistema natural destinada a suplir las necesidades o
requerimientos del consumo humano, la producción sectorial. (González, Saldarriaga &
Jaramillo, 2010)
EPANET: Programa que realiza simulaciones en periodo extendido del
comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de tuberías a presión
(Instagua).
Fuente de abastecimiento: Es un espacio natural de donde se derivan los caudales
para que una población sea abastecida, sin embargo, existen varios tipos de fuentes de
abastecimiento de agua como son: aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas de
lluvia o aguas de mar; en la mayoría de los casos se utilizan aguas superficiales y aguas
subterráneas si no se llegara a contar con ninguna de estas dos se puede recurrir a la
explotación del agua de lluvia o agua de mar. (François G. Brière, 2005).
PTAP: Incorpora los procesos unitarios básicos de pre-sedimentación, coagulación,
floculación, clarificación, filtración y desinfección. Las plantas tienen la ventaja de ser
robustas, emplean tecnologías y procedimientos de operación conocidas y manejan las
variaciones en la turbiedad y color de entrada, dentro de ciertos límites. (Valrex).
Red de distribución: Serie de tuberías que se instalan generalmente por las vías y a
partir de las cuales se abastecen directamente los diferentes usuarios del acueducto.
(Álvaro Palacios Ruiz, 2004).
3.4 Marco Legal
Este marco legal se centra en el control a la calidad y la prestación del servicio de
abastecimiento de agua potable más que en procedimientos y criterios de diseño, con
énfasis en los acueductos municipales, dejando de lado las condiciones propias de los
acueductos comunitarios.
Tabla 5. Normas relacionadas a acueductos
Norma
Contenido
Aplicación
Resolución 1096 de
2000 del Ministerio
de Desarrollo
Económico
Guía para establecer caudales
correspondientes al acueducto
teniendo en cuenta parámetros
presentados en el reglamento
como lo es el nivel de
complejidad del sistema
Define las presiones
admisibles en la red, criterios
de diseño, calidad del agua de
las fuentes abastecedoras y los
conceptos técnicos básicos de
un sistema de abastecimiento
Ley 142 de 1994
Por la cual se establece el
régimen de los servicios
públicos domiciliarios y se
dictan otras disposiciones
Se aplica a los servicios
públicos domiciliarios,
garantizar la calidad del bien
objeto del servicio público y la
ampliación permanente de la
cobertura
Decreto 475 de 1998
Por el cual se expiden normas
técnicas de calidad del agua
potable.
Se regulan las actividades
relacionadas con la calidad del
agua potable para consumo
humano
Decreto 1575 de
2007
Por el cual se establece el
sistema para la protección y
control de la calidad del agua
para consumo humano.
Se aplica para establecer el
sistema para la protección y
control de la calidad de agua,
con el fin de monitorear,
prevenir y controlar los riesgos
para la salud humana causados
por su consumo.
Norma
Contenido
Aplicación
Decreto 3102 de
1997
Por el cual se reglamenta el
artículo 15 de la Ley 373 de 1997
en relación con la instalación de
equipos, sistemas e implementos
de bajo consumo de agua.
Conocer el consumo mensual
promedio de cada usuario
medido en condiciones
normales.
Decreto 302 de 2000
Por el cual se reglamente la ley
142 de 1994, en materia de
prestación de los servicios
públicos domiciliarios de
acueducto y alcantarillado
Conjunto de normas que
regulan las relaciones entre la
entidad prestadora de servicios
públicos de acueducto y
alcantarillado y los
suscriptores y usuarios actuales
y potenciales.
Decreto 552 de 2011
Por el cual se dictan medidas
para mejorar las condiciones de
prestación de los servicios de
agua potable y saneamiento
básico por parte de comunidades
Mejorar las condiciones del
servicio del acueducto prestado
a las comunidades, en
acueductos comunitarios, en
áreas rurales.
organizadas en acueductos
comunitarios
Decreto 1077 de
2015 libro 1 parte 2
titulo 1 articulo
1.2.1.1
Por medio del cual se expide el
decreto único reglamentario del
sector vivienda, ciudad y
territorio.
Comisión de regulación de agua
potable y saneamiento básico
Comisión de regulación tiene
la función de regular los
monopolios en la prestación de
los servicios públicos, cuando
la competencia no sea, de
hecho, posible y en los demás
casos la de promover la
competencia entre quienes
presten los servicios públicos,
para que las operaciones sean
económicamente eficientes.
Ley 1753 de 2015
título III capítulo 1
articulo 18
Competitividad de
infraestructura estratégicas
Condiciones especiales de
prestación de servicio en zonas
de difícil acceso.
La comisión de regulación de
agua y saneamiento básico
regula los esquemas
diferenciales de prestación de
servicios de acueducto,
alcantarillado y aseo.
Norma
Contenido
Aplicación
Decreto 1898 de
2016
Por el cual se adiciona el titulo 7,
capitulo1, a la parte 3, del libro 2
del decreto 1077 de 2015, que
reglamente parcialmente el
artículo 18 de la ley 1753 de
2015, en lo referente a esquemas
diferenciales para la prestación
de los servicios de acueducto,
alcantarillado y aseo en zonas
rurales
Promover la prestación de
servicios de acueducto,
alcantarillado y aseo y
aprovisionamiento de agua
potable y saneamiento básico
en zonas rurales.
Resolucion 2320 de
2009 Por el cual se modifica el
artículo 67 de la Resolución
1096 de 2000 y el artículo 69 de
la Resolución 1096 de 2000
Periodos de diseños dependen
del nivel de complejidad bajo,
medio y medio alto 25 años,
alto 30 años, dotaciones netas
máximas dependiendo del
clima.
Fuente: Autores
4. Metodología
Las actividades que se desarrollaron en el presente documento se cumplieron con las
siguientes fases:
4.1 Recopilación de información necesaria para determinar las condiciones
actuales y futuras del acueducto Acopaz
Esta actividad consistía en obtener toda la información necesaria tanto del acueducto
como de cada uno de los usuarios obteniendo el número de registro histórico, número de
usuarios con los que se cuenta actualmente, el consumo por usuario según registros de
micromedición, el agua que se suministra por registros de macromedición. También fue
importante contar con un mapa de zonas de expansión del área urbana y suburbana, se
realizaron aforos de caudal en la fuente abastecedora y en la bocatoma, se analizaron las
especificaciones de la PTAP, tanques de almacenamiento y la red de distribución.
4.2 Determinación de la oferta y la demanda de agua del acueducto
comunitario
Luego de realizar la actividad anterior donde se obtuvo la información y se realizó el
respectivo trabajo de campo se realizaron las siguientes actividades
4.2.1 Caracterización de la demanda actual incluyendo varios criterios:
caudal medio, caudal máximo horario, caudal máximo diario, perdidas,
dotación percapital y densidad de usuarios
Para esta actividad se tuvo en cuenta los usuarios adscritos. De acuerdo con esto se
miró en campo haciendo el recorrido por cada una de las viviendas y predios existentes,
la cantidad de habitantes por cada usuario y teniendo en cuenta la medición del
micromedidor y el macromedidor se averiguó la cantidad de personas/usuario y así se
determinó la dotación bruta para poder determinar la dotación neta, posteriormente se
definen las pérdidas y con esto la dotación bruta.
Se afora tanto en la fuente abastecedora cono en la bocatoma, con este dato y con
ayuda de la dotación bruta se determina la demanda que alcanza a cubrir este caudal,
luego de esto se halla caudal máximo horario, caudal máximo diario y caudal de diseño.
4.2.2 Determinar la demanda futura y áreas de expansión
Para determinar la demanda futura hasta el año 2062 (año en el cual se proyecta la
ocupación del 100% del área), primero se hallan las áreas de expansión por medio de un
plano en el programa AutoCad georreferenciado, el cual tomamos del plan de
ordenamiento territorial vigente del municipio de Sibaté, después de esto se mide el área
total del perímetro urbano y posteriormente se procede a medir el área construida; con
esto se saca el área de expansión; después se halla la demanda futura.
4.2.3 Capacidad actual del acueducto, caudal de la fuente abastecedora,
condiciones de la red de distribución, especificaciones de planta de
tratamiento y modelación de red en epanet.
Se realiza el aforo del caudal tanto en la fuente abastecedora como en la bocatoma.
Con estos se analizan si ese caudal puede cubrir la demanda a futuro, a continuación, se
procede a revisar las características con las que cuenta la planta de tratamiento; también
se tienen en cuenta las especificaciones con las que cuenta la red existente, con ayuda de
la proyección de la población se realiza una distribución de la población para finalmente
modelar la red en el programa EPANET, se coloca una curva de modulación para
observar cómo se comporta la red de distribución tanto en hora de menor consumo
como en hora de mayor consumo y así conocer las presiones y los posibles problemas
que puede presentar la red actual y a futuro.
4.3 Plan de optimización y expansión para acueducto comunitario del barrio La
Paz, municipio Sibate. En esta fase se da un plan de mejoramiento de acuerdo con preguntas orientadoras,
parámetros y procedimientos.
Se tuvo en cuenta el caudal tanto de la fuente abastecedora como el de la bocatoma para
observar si ese caudal alcanzaba a suplir la demanda que se va a tener a futuro de
acuerdo con la expansión que se llegara a presentar.
En base a lo anterior se realizaron aforos en la fuente abastecedora y en la bocatoma.
Para saber el caudal máximo que podría transitar por las tuberías se realizó el
modelamiento de la red en EPANET para así poder respetar las presiones mínimas y
máximas
5. Viabilidad de expansión y optimización para el acueducto comunitario
“Acopaz”
5.1 Determinación de la oferta y demanda
5.1.1 Caracterización demanda: número de usuarios y habitantes actuales,
determinación de dotación y pérdidas, y hábitos de consumo
De acuerdo con el censo de usuarios realizado por el personal del acueducto en
febrero de 2017, se determinó un total de 241 usuarios y 909 habitantes, para un
promedio de 3,77 hab/usuario. Este último valor es de gran importancia para la
proyección de la demanda futura en cada nodo.
Tabla 6. Número de usuarios y habitantes
Número de usuarios actuales
241
Número de
habitantes actuales
909
Fuente: Acueducto comunal barrio la paz (Acopaz)
𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 =909ℎ𝑎𝑏
241𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 (6)
𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 = 3,77 ℎ𝑎𝑏/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜
Se obtuvieron los registros del micromedidor como del macromedidor
correspondientes a febrero de 2017 (ver Anexo 1 y 2). En la tabla No. 7 se muestra la
sumatoria del volumen de agua en el mes, logrando identificar una diferencia
260m3/mes, que corresponde a las pérdidas técnicas y agua no contabilizada.
Tabla 7. Micromedidor y macromedidor
MICROMEDIDOR 2017
(m3/mes)
MACROMEDIDOR
2017 (m3/mes)
3143
3403
Fuente: Acueducto comunal barrio la paz (Acopaz)
Para determinar la dotación neta se tiene en cuenta la sumatoria de los
micromedidores y la cantidad de usuarios. Siguiendo el procedimiento mostrado en las
ecuaciones 7 y 8 se llega a una dotación de 123,49 l/hab*día, guardando
correspondencia con las dotaciones establecidas en el RAS para un nivel de complejidad
medio-alto en clima frío.
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 =3143 𝑚3/𝑚𝑒𝑠
241 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 (7)
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜 = 13,04 𝑚3/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠 ∗ 𝑚𝑒𝑠
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 =13,04 𝑚3/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗ 𝑚𝑒𝑠
3,77 ℎ𝑎𝑏/𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜 (8)
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 = 3,46𝑚3
ℎ𝑎𝑏∗ 𝑚𝑒𝑠
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 =(3,46 𝑚3/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑚𝑒𝑠) ∗ 1000
28 𝑑𝑖𝑎𝑠
𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 = 123,49 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
Para determinar las pérdidas se tiene en cuenta la medida tanto del micromedidor
como del macromedidor (ver Tabla 7). Aplicando la ecuación No. 9 se determinó un
porcentaje de pérdidas del 7,64%, siendo inferior al límite permitido en el RAS (25%).
% 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 =(3403𝑚3/𝑚𝑒𝑠 − 3143𝑚3/𝑚𝑒𝑠)
3403𝑚3/𝑚𝑒𝑠∗ 100 (9)
% 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 = 7,64%
Al incluir estas pérdidas se determina una dotación bruta de 133,70 l/hab*día, tal
como se muestra en la ecuación 10.
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =123,49 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
(1 − 0,0764) (10)
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 133,70 𝑙/ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎
Para conocer la distribución del caudal consumido a lo largo del día, se construyó la
curva de modulación, tomando como insumo los registros horarios del macromedidor
del acueducto municipal, entendiendo que los hábitos de consumo son similares para
todos los habitantes del área urbana de Sibate, independiente del acueducto que presta el
servicio. Los registros disponibles se toman cada 4 horas, y para la obtención de los
coeficientes que componen la curva de modulación fue necesario dividir el caudal
registrado para cada hora en la curva de consumo entre el valor medio registrado en esta
misma.
Tabla 8. Datos curva de calibración
Tiempo (Hora)
Coeficiente
1 0,41
5 1,68
9 0,85
13 0,90
17 1,15
21 0,79
Fuente: Empresas públicas municipales de Sibaté.
Grafico 1. Curva de modulación Fuente Empresas públicas municipales de Sibaté.
Analizando la curva de modulación se identifica que el máximo consumo de agua se
presenta hacia las 5 de la mañana, momento en el cual las personas están alistándose
para el colegio y el trabajo. Este consumo disminuye a lo largo de la mañana y solo
incrementa nuevamente hacia las 5 de la tarde. Dicho comportamiento es típico de
poblaciones donde las principales fuentes de empleo están distantes, de manera que una
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
0 5 10 15 20 25
Co
efic
ien
te
Tiempo (Hora)
Curva de modulación
proporción importante de la población se ausenta durante el día y retorna en la noche a
sus hogares, tal como ocurre en Sibaté por su proximidad a Bogotá.
5.1.3 Aforos caudal fuente abastecedora, bocatoma, determinar caudal máximo
diario, caudal máximo diario y caudal de diseño.
Para determinar el caudal de la fuente abastecedora y la bocatoma, se realizaron
aforos aplicando el siguiente método: inicialmente en dos secciones de control se
tomaron lecturas de profundidad de la lámina de agua, seguidamente con ayuda del
programa AutoCAD se determinó el área, finalmente se coloca un ping pong y se toma
el tiempo que tarda en llegar de una sección a otra. En las tablas No. 9 y 10 se presentan
los cálculos de velocidad y caudal para cada sección, adoptando el promedio de las dos
secciones como caudal que ingresa al sistema. Cabe indicar que el aforo por el método
volumétrico no arrojó valores confiables ante la dificultad de asegurar el ingreso del
agua al valde.
Ilustración 7. Fuente abastecedora Fuente: Autores
En la ilustración No. 7 se observa el manantial del cual se abastece el acueducto
“Acopaz”. Como se puede apreciar este cuenta con buen flujo de agua lo cual se
evidencia en los aforos efectuados descritos en la tabla No. 10
Ilustración 8. Área Bocatoma Fuente: Autores. Tabla 9. Sección No. 1 Fuente abastecedora
SECCION Nº 1 FUENTE ABASTECEDORA
Distancia Tiempo Velocidad(cm/s) Área(cm2) Caudal(cm3/s) Caudal(L/s)
140
6,28 22,29
430
9585,99 9,59
5,48 25,55 10985,40 10,99
6,23 22,47 9662,92 9,66
5,31 26,37 11337,10 11,34
5,41 25,88 11127,54 11,13
5,98 23,41 10066,89 10,07
PROMEDIO 10460,97 10,46
Fuente: Autores
Tabla 10. Sección No. 2 Fuente abastecedora
SECCION Nº 2 FUENTE ABASTECEDORA
Distancia Tiempo Velocidad(cm/s) Área(cm2) Caudal(cm3/s) Caudal(L/s)
140
6,28 22,29
590
13152,87 13,15
5,48 25,55 15072,99 15,07
6,23 22,47 13258,43 13,26
5,31 26,37 15555,56 15,56
5,41 25,88 15268,02 15,27
5,98 23,41 13812,71 13,81
PROMEDIO 14353,43 14,35
Fuente: Autores
Tabla 11. Caudal fuente abastecedora
CAUDAL FUENTE ABASTECEDORA 12,41 l/s
Fuente: Autores
Ilustración 9. Bocatoma Fuente: Autores
Tabla 12. Sección No.1 Bocatoma
SECCION Nº 1 BOCATOMA
Distancia Tiempo Velocidad(cm/s) Área(cm2) Caudal(cm3/s) Caudal(L/s)
120
3,01 39,87
147,5
5880,40 5,88
2,54 47,24 6968,50 6,97
2,32 51,72 7629,31 7,63
2,36 50,85 7500,00 7,50
2,23 53,81 7937,22 7,94
2,26 53,10 7831,86 7,83
PROMEDIO 7291,22 7,29
Fuente: Autores
Tabla 13. Sección No.2 Bocatoma
SECCION Nº 2 BOCATOMA
Distancia Tiempo Velocidad(cm/s) Área(cm2) Caudal(cm3/s) Caudal(L/s)
120
3,01 39,87
210
8372,09 8,37
2,54 47,24 9921,26 9,92
2,32 51,72 10862,07 10,86
2,36 50,85 10677,97 10,68
2,23 53,81 11300,45 11,30
2,26 53,10 11150,44 11,15
PROMEDIO 10380,71 10,38
Fuente: Autores
Tabla 14. Caudal bocatoma
CAUDAL BOCATOMA 8,84 L/s
Fuente: Autores
Luego de conocer los caudales tanto de la fuente abastecedora como de la bocatoma
y con ayuda de la dotación bruta se procede a conocer a cuantos usuarios este caudal
puede suplir la demanda y así también se tuvo en cuenta la concesión a cuantos usuarios
puede abastecer, como se muestra en las tablas No. 14 y 15.
Tabla 15. Caudales fuente abastecedora
FUENTE ABASTECEDORA
CAUDAL MEDIO DIARIO
POBLACION 8017
DBRUTA 133,71
Qmd 12,41 L/s
Fuente: Autores
Tabla 16. Caudales Bocatoma
BOCATOMA
CAUDAL MEDIO DIARIO
POBLACION 5710
DBRUTA 133,71
Qmd 8,836 L/s
Fuente: Autores
Tabla 17. Caudales Concesión
CONCESION
CAUDAL MEDIO DIARIO
POBLACION 1292
DBRUTA 133,71
Qmd 2 L/s
Fuente: Autores
Los resultados de las tablas anteriores indican que si bien la fuente abastecedora y la
bocatoma tienen la capacidad para abastecer la población futura la principal limitación
corresponde a la concesión porque para abastecer al barrio en un largo periodo de
tiempo cosa que no podría realizar la concesión y por esta razón tendría que ser
aumentada.
Considerando que estos aforos representan una condición puntual de la quebrada, ya
que esta información de los aforos queda muy limitada, se procedió a aplicar un método
de regionalización para evaluar la capacidad de la fuente a lo largo del tiempo tomando
como referencia los registros de la estación El Pinar de la quebrada Barro Blanco del
municipio de Fusagasuga (Cundinamarca).
La delimitación de las dos cuencas, tanto la abastecedora como la de Barro Blanco,
se realizó utilizando un modelo de elevación de 30m por 30m (ver Figura xx),
obteniendo un área de 2,96 km2 en la cuenca abastecedora y 94,40 km2 en la cuenca
vecina.
Ilustración 10. Área bocatoma y área estación El Pinar Fuente: Autores.
La cuenca del río Barro Blanco dispone de la estación Limnimetrica El Pinar, con
registros diarios desde 1994 hasta 2014. Dichos registros muestran un régimen bimodal,
con periodos de estiaje en los meses de enero, febrero, marzo, julio, agosto y
septiembre, mientras que los caudales máximos tienen lugar en los meses de mayo y
noviembre. El caudal medio mensual es de 39,7 L/s y el caudal mínimo es de 21,4 L/s
en septiembre.
Grafico 6. Histograma precipitación estación Pinar Fuente: Autores
Teniendo en cuenta que el acueducto debe asegurar el abastecimiento no solo en
condiciones medias sino aun durante el estiaje, se procedió a construir curvas de
duración de caudal diario para cada mes en el río Barro Blanco.
ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE
Qmax 10,23 3,16 59,12 76,12 28,34 24,99 9,7 5,71 8,78 40,35 45,17 40,01
10 3,002 3,23 4,84 5,37 5,03 3,58 2,34 1,85 1,77 4,23 6,12 5,05
20 2,185 2,08 3,16 3,25 3,19 2,65 1,9 1,42 1,26 2,87 3,91 3,07
30 1,57 1,58 2,14 2,55 2,53 2,18 1,37 1,14 1,02 2,3 2,81 2,2
40 1,16 1,14 1,65 2,08 2,1 1,87 1,06 0,94 0,88 1,9 2,29 1,74
50 0,85 0,93 1,26 1,6 1,82 1,65 0,83 0,8 0,68 1,47 1,9 1,39
60 0,6 0,65 0,9 1,27 1,61 1,41 0,68 0,61 0,54 1,06 1,58 1,05
70 0,44 0,43 0,64 0,94 1,37 1,08 0,54 0,54 0,46 0,72 1,25 0,83
80 0,34 0,29 0,46 0,68 1,05 0,85 0,46 0,41 0,35 0,43 0,86 0,56
90 0,28 0,13 0,28 0,44 0,68 0,62 0,3 0,19 0,21 0,27 0,61 0,35
95 0,15 0,11 0,11 0,38 0,35 0,53 0,22 0,11 0,16 0,15 0,43 0,28
Qmin 0,11 0,03 0,09 0,05 0,03 0,3 0,13 0,03 0,03 0,02 0,13 0,16
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
Cau
dal
med
io (
L/s)
Para determinar los caudales en la cuenca abastecedora, cada caudal se multiplicó por
una constate de proporcionalidad entre áreas, partiendo del supuesto que el rendimiento
hídrico de las dos cuencas es similar, al ser vecinas y ubicarse en la misma vertiente.
𝑄1
𝐴1=
𝑄2
𝐴2
𝑄𝐵𝑂𝐶𝐴𝑇𝑂𝑀𝐴 =𝐴𝐵𝑂𝐶𝐴𝑇𝑂𝑀𝐴
𝐴𝑃𝐼𝑁𝐴𝑅∗ 𝑄𝑃𝐼𝑁𝐴𝑅
𝑄𝐵𝑂𝐶𝐴𝑇𝑂𝑀𝐴 = 0,0314 ∗ 𝑄𝑃𝐼𝑁𝐴𝑅
Como resultado se obtiene la curva de duración de caudales estimada en el sitio de
captación del acueducto veredal Acopaz, la cual permite diferenciar los caudales
máximos, medios y mínimos. Como el caudal mínimo corresponde a una condición
hidrológica extrema, se adopta un criterio más moderado como es el caudal superado el
95% del tiempo (Q95).
ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE
Qmax 321,2 99,2 1856,5 2390,3 889,9 784,7 304,6 179,3 275,7 1267,1 1418,4 1256,4
10 94,3 101,4 152,0 168,6 158,0 112,4 73,5 58,1 55,6 132,8 192,2 158,6
20 68,6 65,3 99,2 102,1 100,2 83,2 59,7 44,6 39,6 90,1 122,8 96,4
30 49,3 49,6 67,2 80,1 79,4 68,5 43,0 35,8 32,0 72,2 88,2 69,1
40 36,4 35,8 51,8 65,3 65,9 58,7 33,3 29,5 27,6 59,7 71,9 54,6
50 26,7 29,2 39,6 50,2 57,2 51,8 26,1 25,1 21,4 46,2 59,7 43,6
60 18,8 20,4 28,3 39,9 50,6 44,3 21,4 19,2 17,0 33,3 49,6 33,0
70 13,8 13,5 20,1 29,5 43,0 33,9 17,0 17,0 14,4 22,6 39,3 26,1
80 10,7 9,1 14,4 21,4 33,0 26,7 14,4 12,9 11,0 13,5 27,0 17,6
90 8,8 4,1 8,8 13,8 21,4 19,5 9,4 6,0 6,6 8,5 19,2 11,0
95 4,7 3,5 3,5 11,9 11,0 16,6 6,9 3,5 5,0 4,7 13,5 8,8
Qmin 3,5 0,9 2,8 1,6 0,9 9,4 4,1 0,9 0,9 0,6 4,1 5,0
Grafico 2. Q95 Meses del año Fuente: Autores
Grafico 3. Q95 Meses con menor estiaje Fuente: Autores.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
ENERO FEBRE MARZO ABRIL MAYO JUNIO
JULIO AGOST SEPTI OCTUB NOVIE DICIE
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
80.0 85.0 90.0 95.0 100.0
ENERO FEBRE MARZO AGOST
Puede observarse que el caudal aforado de 8,84 L/s se encuentra dentro del rango de
caudales estimados en el mes de febrero con un porcentaje de excedencia del 80% (9,10
L/s), mostrando con ello la validez del aforo.
A continuación, se evalúa la capacidad de la fuente para suplir la demanda de la
población actual y futura en condiciones de estiaje (Q95) en los meses más críticos,
como son febrero, marzo y agosto. Se realiza el análisis para estos tres meses porque
registran un Q95 de 3,5 L/s que es inferior al caudal proyectado para 25 años, de 4,36
L/s, es decir, que la fuente tiene limitaciones para suplirlo, mientras que en el resto de
meses el Q95 es superior o igual a 4,7 L/s.
Para lo anterior se realizaron unos gráficos con el porcentaje de excedencia para cada
uno de los meses que presentan un caudal inferior al proyectado para 25 años.
Grafico 7. Mes de Febrero (Q95) Fuente: Autores
Grafico 8. Mes de Marzo (Q95) Fuente: Autores
Grafico 9. Mes de Agosto (Q95) Fuente: Autores
Este análisis permite evidenciar que con el sistema de captación y almacenamiento
actual es posible asegurar el abastecimiento proyectado para un periodo de 25 años,
momento a partir del cual es necesario aumentar la capacidad de almacenamiento o
buscar fuentes alternas.
La fuente más próxima y con área similar o mayor a la bocatoma, es la quebrada
Chorreras, que tiene un caudal mayor al de la bocatoma, sin embargo, sería bueno
primero realizar un estudio detallado de la bocatoma actual o un monitoreo de caudales
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
60.00 65.00 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00 95.00 100.00
Q9
5 (
L/s)
Mar
zo
% de Excedencia
para saber si esta aún puede continuar siendo la bocatoma o si es necesario cambiar a la
fuente alterna.
5.1.4 Determinar área de expansión y demanda futura
Para determinar el área de expansión se utilizó un mapa georreferenciado que
obtuvimos del plan de ordenamiento territorial vigente del municipio de Sibaté, el cual
se encuentra con formato del programa AutoCAD y luego se procedió a tomar el área
del perímetro urbano contrastado con el área construida. En el anexo 3 se evidencia la
toma de las áreas construidas y en la tabla No.18 se muestra el total, se halla el
porcentaje de expansión para proceder a determinar la demanda que se tendrá a futuro.
Ilustración 11. Área construida Fuente: Autores
Tabla 18. Área total
AREA TOTAL
204235,03 𝑴𝟐
20,42 Ha
Fuente: Autores
Tabla 19. Área construida
AREA CONTRUIDA
52111,09 𝑴𝟐
5,21 Ha
Fuente: Autores
Al relacionar el área construida respecto al área total del barrio La Paz, se determina
un porcentaje de ocupación actual del 25.52 %.
Tabla 20. Porcentaje habitado
Porcentaje habitado
(%)
Área (ha)
25,52 5,21
100 20,42
Fuente: Autores
En el gráfico No. 4 se muestra el porcentaje que está ocupado actualmente y el que
falta por ocupar. Igualmente, en gráfico No. 4 se muestra el área ocupada en el año 2017
y el área que aún puede ser ocupada con por habitantes del barrio La Paz.
Gráfico 4. Porcentaje de expansión Fuente: Autores
En el gráfico anterior se puede observar que el barrio La Paz tiene bastante
posibilidad de expandirse para el futuro, ya que el porcentaje que se muestra para la
actualidad es de un 25,52% y para el futuro se estima en un 74,48% para ocupar.
Luego de saber qué porcentaje está habitado actualmente se puede determinar que el
porcentaje de expansión es de 74,48% y con ayuda de los habitantes que se tendrá a
futuro se analiza la rata de crecimiento que tendrá el barrio La Paz en los siguientes
años, esto se realizó con ayuda de los censos realizado en los años 1993 y 2005 del
municipio de Sibaté y así se hace una relación con el crecimiento que se tendrá a futuro.
Luego se obtiene la rata de crecimiento y de esta manera como se muestra en la tabla
No. 21 se halla el crecimiento de habitantes con ayuda del método exponencial y los
años en los que va sucediendo tal crecimiento, finalmente se realizó la tabla No. 24
donde se muestra el número de habitantes en cada año por 55 años y el caudal necesario
para que el acueducto pueda suplir la necesidad conforme el barrio va creciendo.
Según el titulo B y J del RAS 2000 especifican en sus tablas B.4.2 y J.2.1 que el
periodo de diseño es de 30 años, sin embargo, en este proyecto se realiza a 45 años ya
que se quiere mirar la saturación es decir cuando se estima que el barrio tenga el 100%
de ocupación así se analiza cuanta demanda se tiene para este momento.
25,52%
74,48%
Porcentaje Habitado
Porcentaje por Ocupar
Tabla 21. Método exponencial para el crecimiento de la población barrio La Paz
METODO EXPONENCIAL
P2017 909
P2032 1475
P2022 1068
P2037 1734
P2027 1255
P2042 2038
P2047 2395
P2062 3888
P2052 2815
P2067 4569
P2057 3308
P2072 5370
r 0,323
Fuente: Autores
El crecimiento exponencial puede ocurrir durante un tiempo, si hay pocos habitantes y
muchos recursos, pero cuando el número de habitantes es lo suficientemente grande, los
recursos (agua) empiezan a agotarse, lo que desacelera la tasa de crecimiento.
Finalmente, el tamaño de la población se nivelará, o formará una meseta, lo que produce
una gráfica con forma de S. El tamaño de la población en el que el crecimiento
poblacional se nivela representa el tamaño poblacional máximo que puede soportar un
medio ambiente en particular y se conoce como capacidad de carga o K.
El estudio inicial de crecimiento es aproximadamente exponencial; al cabo de un
tiempo, aparece la competencia entre algunos miembros de P por algún recurso
crítico K y la tasa de crecimiento disminuye; finalmente, en la madurez, el crecimiento
se detiene.
Gráfico 5. Crecimiento logístico Fuente: “Los limites ambientales del crecimiento poblacional” Tabla 22.
Método lineal para el crecimiento de la población del barrio La Paz
AÑO HABITANTES
1993 477
2005 662
METODO LINEAL
P2017 909
P2032 1307
P2022 1042
P2037 1439
P2027 1174
P2042 1571
P2047 1703
P2062 2100
P2052 1835
P2067 2232
P2057 1968
P2072 2364
Fuente: Autores
Tabla 23. Método lineal para el crecimiento de la población del barrio La Paz
METODO GEOMETRICO
P2017 909
P2032 1515
P2022 1078
P2037 1796
P2027 1278
P2042 2129
P2047 2524
P2062 4204
P2052 2992
P2067 4984
P2057 3546
P2072 5908
Fuente: Autores
En el gráfico No. 4 se muestran tres métodos de proyección de población, en el cual
se muestra que el método lineal es poco confiable ya que sus datos son más dispersos,
cosa que no sucede en los métodos geométrico y exponencial, se escoge el método
exponencial ya que es el más confiable porque los datos que proporciona el acueducto
de los censos no son datos confiables 100%.
Gráfico 6. Habitantes por año Fuente: Autores Tabla 24. Caudal necesario para abastecer la población
POBLACION AÑO Qmd (L/s)
909 2017 1,41
1068 2022 1,65
1255 2027 1,94
1475 2032 2,28
1734 2037 2,68
2038 2042 3,15
2395 2047 3,71
2815 2052 4,36
3308 2057 5,12
3888 2062 6,02
4569 2067 7,07
5370 2072 8,31
Fuente: Autores
Según la tabla No. 24 se muestra la población el año y el caudal necesario para
abastecer dicha población, como se puede observar en la franja roja se muestra que para
el año 2027 con una población de 1255 la concesión alcanza a cubrir la demanda, pero a
partir de esta tendría que cambiar la concesión ya que esta no podría cubrir la demanda.
En la franja verde se puede observar que aproximadamente para el año 2062 se
tendrá ocupado el 100% del barrio La Paz, aquí se puede ver que el caudal necesario
para esto sería 6,02 l/s, pero con lo analizado en el aforo tanto de la bocatoma como de
la fuente abastecedora se puede decir que estas dos serían capaces de suplir la demanda
para ese año.
La población se proyecta para un periodo de 45 años, sin embargo, como lo indica el
Titulo B del RAS 200 el periodo de diseño debe ser de 30 años; este se realizó para un
periodo de 45 años, ya que para el año 2062 se estima que se tenga ocupado el 100% del
barrio.
En el gráfico No. 7 se muestra el número de habitantes respecto al caudal que es
necesario para abastecer dicha población.
Gráfico 7. Caudal por habitantes Fuente: Autores
Luego de realizar la proyección de la población y de encontrar los caudales
respectivos se realiza una distribución de la población para ver esta como va
aumentando a medida del tiempo, esto también se hace con el fin de encontrar los
caudales para la modelación en EPANET. En la tabla 25 se muestra la distribución de la
población para el nudo 3 a lo largo de los años, hasta llegar al año donde se estima que
el barrio tendrá una ocupación del 100% mostrando el área, el porcentaje de ocupación
y la población que tendrá en cada año.
Tabla 25. Distribución de población para nudo 60
Año Área (Ha) Ocupación (%) Población (hab)
2017 1,50 47% 69
2022 1,66 51% 77
2027 1,82 56% 84
2032 2,02 63% 93
2037 2,26 70% 105
2042 2,52 78% 117
2047 2,88 89% 133
2052 3,27 100% 151
2057 3,27 100% 151
2062 3,27 100% 151
Fuente: Autores
5.1.5 Condiciones de la red de distribución y especificaciones de la planta de
tratamiento
Para las condiciones de la red de distribución se tuvieron en cuenta, las
características de la tubería como lo son diámetros, longitudes, materiales y cotas,
como se evidencia en los planos realizados (estos se encuentran en los anexos),la edad
de los diferentes ramales de la tubería es de aproximadamente 24 años, ya que fue
necesario el cambio de tubería en el año 1994 de asbesto- cemento a PVC(policloruro
de vinilo); todos estos datos anteriormente mencionados también fueron necesarios para
realizar el modelamiento en EPANET en el anexo 11 se muestra una entrevista realizada
al expresidente de la junta de acción comunal el cual nos proporciona información
acerca de la edad de la tubería y diferentes aspectos que dan constancia lo descrito
anteriormente, igualmente en el anexo 12 se adjunta fragmento de cartilla de la empresa
PAVCO denominado manual técnico tubosistemas sanitaria.
Ilustración 12. Tubería de aducción diámetro 3” Fuente: Autores
Tabla 26. Diámetros, materiales y longitud red de distribución
Diámetro y material
(pulgadas)
Longitud (m)
3 PVC 1091
2 PVC 1466
½ PVC 407
Fuente: Autores
En la tabla No. 27 se muestra la ficha técnica donde están las características con las
que cuenta la planta de tratamiento compacta Valrex, con la que cuenta el acueducto
comunitario “Acopaz”.
Tabla 27. Características planta de tratamiento
FICHA TECNICA PLANTAS DE TRATAMIENTO
Sitio: Vereda La Paz-Municipio de Sibaté-Cundinamarca
Capacidad: 2.5 Litros por Segundo
Fecha Instalación: Enero del 2000
Primera Etapa: 4 Unidades x 50
Segunda Etapa: 3 Unidades x 50
Tanque Floculación: 250 Lts, ColEmpaques
Tanque Cloración: 250 Lts, ColEmpaques
Diámetro Entrada: 2"
Diámetro Salida: 2"
Controlador: NO TIENE
Bombas Dosificadoras: ChemFeed
Solenoide: NO TIENE
Medidor de Caudal: TurboBar 2"
Válvula Ventosa: PRV 1"
Dosificación Cloro: 2 ppm
Dosificación Floculante: 2 ppm
Válvula reguladora Q: Cortina 2"(retrolavado)
Kit de Cloro y Ph: Incluidos
Químicos: Hipoclorito de Calcio y Sulfato de Aluminio
Fuente: Acueducto comunitario “Acopaz”
Ilustración 13. Planta de tratamiento Valrex Fuente: Autores
Ilustración 14. Planta de tratamiento Valrex Fuente: Autores
Ilustración 15. Planta de tratamiento Valrex Fuente: Autores
Ilustración 16. Macromedidor Fuente: Autores
Para tener claridad del servicio que presta el acueducto se realiza la siguiente tabla
para los indicadores del servicio, donde se puede encontrar la cobertura tanto de
micromedidores como su eficiencia, las pérdidas que presenta el acueducto, la cobertura
de servicios y el índice de riesgo para la calidad del agua.
INDICADORES DE CALIDAD DE SERVICIO
1. Cobertura de micromedición
=# 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠
# 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑢𝑠𝑐𝑟𝑖𝑝𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 =
241
241= 100%
2. Eficiencia de micromedición
=# 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
# 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠=
241
241= 100%
3. Perdidas
=(𝑚𝑎𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟 − 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟)
𝑚𝑎𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜𝑟∗ 100
=(3403𝑚3/𝑚𝑒𝑠 − 3143𝑚3/𝑚𝑒𝑠)
3403 𝑚3/𝑚𝑒𝑠∗ 100 = 7,64%
4. Cobertura de servicios
=# 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑐𝑟𝑖𝑝𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠
# 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑣𝑖𝑒𝑛𝑑𝑎𝑠 =
241
241= 100%
5. Índice de Riesgo para la calidad del Agua (IRCA)
𝐼𝑅𝐶𝐴𝐵𝑎𝑠𝑖𝑐𝑜 = 0,00% 𝐼𝑅𝐶𝐴𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑎𝑙 = 0,00 𝐼𝑅𝐶𝐴 = 0,00%
Tabla 28. Indicadores de Calidad de servicio Fuente: Autores.
En la tabla No. 28 se puede ver que el servicio es bueno, ya que tanto la cobertura de
micromedion, eficiencia de micromedicion y cobertura de servicios es del 100%; las
pérdidas son menores a lo permitido en el Titulo B del RAS 200 y para el índice de
riesgo para la calidad se puede ver que el nivel de riesgo es de 0,00% por lo tanto el
agua de este acueducto es apta para el consumo humano desde el punto de vista
microbiológico.
5.1.5 Modelación de la red en EPANET
Para la modelación en EPANET inicialmente se construyó una geometría base,
conformada por la red matriz y tres ramales secundarios (ver ilustración No 15),
incluyendo en cada tramo de tubería el diámetro y material, así como las válvulas
existentes. Como nodo inicial se tomó la planta de tratamiento identificada como N1.
Ilustración 17. Modelación en EPANET con sus respectivos ramales Fuente: Autores
En la ilustración No. 15 se muestra la red de distribución la cual tiene cuatro ramales
los cuales se distribuyen de la siguiente manera: el ramal principal el cual va desde la
PTAP (N1) hasta el Nudo 3 todo este siendo de una tubería de diámetro de 3”, el
segundo ramal va desde el Nudo 23 hasta el Nudo 47 toda esta tubería tiene un diámetro
de 2”, el tercer ramal va desde el Nudo 16 hasta el Nudo 60 toda esta tubería con un
diámetro de 2” al igual que el ultimo ramal que va desde el Nudo 9 hasta el Nudo 60.
A continuación, se muestra la modelación en EPANET para los años 2017 (escenario
base), 2022, 2027, 2037, 2042 y 2062 para todos se realizó tanto la modelación para la
hora de menor consumo (0:00h) y para la hora de mayor consumo (5:00h) de acuerdo
con la curva de modulación, en cada año se muestran las inconsistencias que presenta y
su posible solución.
Escenario base 2017
Para el año 2017 la población es de 909 habitantes, con un caudal medio diario de
1,41 L/s, y un caudal máximo horario de 2,36 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 1,62L/s.
Ilustración 18. Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de menor consumo Fuente: Autores
Ilustración 19 . Modelamiento en EPANET para el año 2017 en la hora de mayor consumo Fuente: Autores
Para la hora de menor (0:00h) se aprecia en la ilustración No. 16 que las presiones en
los nudos 52, 58, 59 y 60 son muy altas, superando los 50 m.c.a en más del 5% de la
red. Al respecto en el 7.4.6 presiones en la red de distribución del RAS se restringe la
presión máxima a m.c.a, permitiéndose que en un 5% de la misma se manejen presiones
entre 55 m.c.a. y 60 m.c.a, sin superar 60 mc.a. en ningún punto. Así mismo se observan
velocidades bajas en toda la red con valores del orden de 0,01 a 0,09 m/s.
Para la hora de máximo consumo (5:00h) como se aprecia en la ilustración No. 17,
las presiones siguen siendo altas para los nudos 58, 59 y 60 (80,65 a 82,51 m.c.a) y las
velocidades, aunque aumentan al rango de 0,01a 0,38 m/s, siguen siendo muy bajas y no
son aceptables por la norma.
En el perfil longitudinal mostrado en la ilustración No. 18 se observa un fuerte
descenso en la elevación de la red de distribución, lo que ocasiona el incremento de las
presiones por encima de los 50 mc.a.
Ilustración 20. Perfil longitudinal de la red de distribución entre nodos 16 y 60 Fuente: Autores
Como alternativa de solución para que estas presiones bajen se propone instalar una
válvula reguladora entre los nudos 16 y 17 como se muestra en la ilustración No. 19. El
resultado de la instalación de dicha válvula es el cumplimiento de los límites
establecidos en el RAS en toda la red de distribución.
Ilustración 21. Válvula reguladora para disminuir presiones Fuente: Autores
Escenario futuro 2022 a 2062
Para el año 2022 la población es de 1068 habitantes, con un caudal medio diario de
1,65 L/s, y un caudal máximo horario de 2,78 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 1,90 L/s.
Ilustración 22. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de menor consumo Fuente: Autores
Ilustración 23. Modelamiento en EPANET para el año 2022 en la hora de mayor consumo Fuente: Autores
Para el menor consumo (0:00h) se ve que las presiones son altas y no son aceptadas
por la norma (RAS 2000) ya que son mayores de 60 m.c.a las velocidades son muy
bajas, para el mayor consumo (5:00h) las presiones disminuyen sin embargo estas
siguen siendo altas y no son aceptabas por la norma (RAS 2000) , para esto se coloca
una válvula entre los nudos 16 y 17 para que las presiones disminuyan y sean aceptadas
por la norma como se muestra en la Ilustración No. 22.
Ilustración 24. Válvula reguladora para disminuir presiones Fuente: Autores
Para el año 2027 la población es de 1255 habitantes, con un caudal medio diario de
1,94 L/s, y un caudal máximo horario de 3,26 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 2,23 L/s.
Ilustración 25. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de menor consumo Fuente: Autores
Ilustración 26. Modelamiento en EPANET para el año 2027 en la hora de mayor consumo (5:00 am) Fuente: Autores
Para el menor consumo (0:00h) se ve que las presiones son altas y no son aceptadas
por la norma (RAS 2000) ya que son mayores de 60 m.c.a las velocidades son muy
bajas, para el mayor consumo (5:00h) las presiones disminuyen sin embargo estas
siguen siendo altas y no son aceptabas por la norma (RAS 2000) , para esto se coloca
una válvula entre los nudos 16 y 17 para que las presiones disminuyan y sean aceptadas
por la norma como se muestra en la Ilustración No. 25.
Ilustración 27. Válvula reguladora para disminuir presiones Fuente: Autores
Para el año 2037 la población es de 1734 habitantes, con un caudal medio diario de
2,68 L/s, y un caudal máximo horario de 4,51 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 3,09 L/s.
Ilustración 28. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de menor consumo Fuente: Autores
Ilustración 29. Modelamiento en EPANET para el año 2037 en la hora de mayor consumo Fuente: Autores
Para el menor consumo (0:00h) se ve que las presiones son altas y no son aceptadas
por la norma (RAS 2000) ya que son mayores de 60 m.c.a las velocidades son muy
bajas, para el mayor consumo (5:00h) las presiones disminuyen sin embargo estas
siguen siendo altas y no son aceptabas por la norma (RAS 2000) , para esto se coloca
una válvula entre los nudos 16 y 17 para que las presiones disminuyan y sean aceptadas
por la norma como se muestra en la Ilustración No. 28.
Ilustración 30. Válvula reguladora para disminuir presiones Fuente: Autores
Para el año 2047 la población es de 2395 habitantes, con un caudal medio diario de
3,71 L/s, y un caudal máximo horario de 6,23 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 4,26 L/s.
Ilustración 31. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de menor consumo Fuente: Autores
Ilustración 32. Modelamiento en EPANET para el año 2047 en la hora de mayor consumo Fuente: Autores
Para el menor consumo (0:00h) se ve que las presiones son altas y no son aceptadas
por la norma (RAS 2000) ya que son mayores de 60 m.c.a las velocidades son muy
bajas, para el mayor consumo (5:00h) las presiones disminuyen sin embargo estas
siguen siendo altas y no son aceptabas por la norma (RAS 2000) , para esto se coloca
una válvula entre los nudos 16 y 17 para que las presiones disminuyan y sean aceptadas
por la norma como se muestra en la Ilustración No. 31.
Ilustración 33. Válvula reguladora para disminuir presiones Fuente: Autores
Para el año 2062 la población es de 3888 habitantes, con un caudal medio diario de
6,02 L/s, y un caudal máximo horario de 10,11 L/s, mientras que en la hora valle el
consumo es de 6,92 L/s.
Para el año 2062 que es el año donde se espera que el barrio este ocupado en
prácticamente su 100% se realiza la modelación y se puede ver que para este año la red
no funciona con estos parámetros la red tendría que tener algunos cambios, se tendrían
que cambiar diámetros en el ramal PTAP- Nudo 37 el diámetro cambia de 3” a 6”, Nudo
37 – Nudo 23 el diámetro cambia de 3” a 4” y el Nudo 23 – Nudo 6 el diámetro sigue
siendo de 3”, los demás diámetros quedan igual a los anteriores y se coloca una válvula
entre el nudo 16 y 17.
Ilustración 34. Modelación en EPANET año 2062 Fuente: Autores
En la ilustración 32 se puede ver cómo queda la modelación a partir de los cambios
realizados, donde muestra que las presiones están en el rango permitido del Título B del
RAS 2000
Operaciones de lavado de la red
Revisando los distintos escenarios simulados, puede advertirse que las velocidades en
la mayor parte de la red son inferiores a lo establecido en el Titulo B del RAS 2000,
según el cual la velocidad mínima debe ser de 0,5 m/s. Para solucionar esta condición
recomienda en el corto plazo la instalación de 6 purgas localizadas en los extremos de
cada ramal, estas pueden ser operadas en tres grupos, con lo cual se logra aumentar la
velocidad por encima de los 0,5 m/s, según se muestra en las siguientes modelaciones
de EPANET. En la ilustración 32 a 34 puede identificarse la localización de las purgas
propuestas.
Ilustración 35. Purga Nudo 60 Fuente: Autores
La primera purga se coloca en el nudo 60. Su operación requiere el cierre de la
válvula que se encuentra entre el nudo 14 y 16 de esta manera, es posible direccionar
hacia el nodo 60 un caudal de 1,5L/s, ocasionando con ello un aumento de las
velocidades para el ramal Nudo 16- Nudo 60 desde 0,57 m/s hasta 1,02 m/s, así mismo
en el ramal PTAP - Nudo 16 las velocidades superan los 0,6m/s, cumpliendo de esta
manera con las condiciones de operación permitidas según el Titulo B del RAS 2000.
Ilustración 36. Purgas Nudo 3 y Nudo 50 Fuente: Autores
Las siguientes purgas se colocan en los nodos 3 y 50, para su operación debe cerrase
la válvula que se encuentra entre los nudos 53 y 54, de esta manera las velocidades
aumentan para los ramales PTAP – Nudo 3 en el rango 0,56 m/s hasta 1,62m/s, de
forma similar en el ramal Nudo 9- Nudo 50 la velocidad aumenta en el rango 0,56 m/s
hasta 1,01 m/s, cumpliendo de esta manera con las velocidades recomendadas por el
Titulo B del RAS 2000.
Ilustración 37. Purgas nudos 28, 29 y 47 Fuente: Autores
Las últimas tres purgas se instalan en los nodos 28, 29 y 47, para su operación es
necesario el cierre de la válvula que se encuentra entre el nudo 19 y 17, de esta manera
las velocidades aumentan para el ramal PTAP – Nudo 23 en el rango desde 1,14 m/s
hasta 1,18 m/s, igualmente en el ramal Nudo 23- Nudo 47 las velocidades pasan a
valores entre 0,53 m/s y 0,92 m/s, de esta manera se cumple con las velocidades
aceptadas por el Titulo B del RAS 2000.
A continuación, se delimitan las zonas de servicio, tanto para la presión máxima
como para la presión mínima, donde muestra cuales son los nudos con las presiones más
altas en el caso de la presión máxima y las más bajas en el caso de las presiones
mínimas.
Ilustración 38. Presión Mínima Fuente: Autores
En la ilustración 36, se puede observar como cerca de la PTAP aproximadamente a
80 metros, la presión esta por debajo de 10 m.c.a, este valor no esta en el rango de
presiones que establece el Titulo B RAS 2000.
Por lo expuesto, se puede decir que no se puede construir en esta zona ya que la
presión es muy baja en este punto, de resto en la red la presión mínima esta en los
rangos establecidos por el Titulo B del RAS 200.
Ilustración 39. Presión Máxima Fuente: Autores
En la ilustración 37 se observan las presiones máximas en la red de distribución, sin
embargo, estas cerca de la PTAP son muy bajas no están en el rango permitido por el
Titulo B del RAS 200, pero ninguna supera el rango de las presiones máximas.
5.1.6 Articulación con la comunidad barrio La Paz
Para articular a la comunidad del barrio La Paz con el desarrollo de este proyecto, se
realizaron cuatro actividades:
• Inicialmente se presentó el alcance a las directivas del acueducto, quienes
suministraron información sobre la infraestructura existente, historia del
acueducto y registros de macro y micro medición. Por otro lado, se facilitó
acompañamiento por parte del fontanero para la identificación de los elementos
que conforman en acueducto.
• Seguidamente se realizó un censo de usuarios, para lo cual se visitó cada
vivienda indagando sobre el número de personas.
• Se realizó una entrevista al señor RAFAEL HERNANDEZ habitante del sector y
expresidente de la JAC (junta de acción comunal) del barrio la Paz, Sibaté,
Cundinamarca.
• Finalmente, se socializaron los resultados por medio de un folleto, se encuentra
en el anexo 8.
La entrega del folleto que contenía información acerca de la importancia, el sentido de
pertenencia, cuidado y mantenimiento del agua fue acompañado con información verbal
resaltando el buen estado del acueducto y las perspectivas de ampliación. Este fue
entregado aproximadamente a 50 personas que hacen parte de la comunidad
caracterizándose por ser líderes dentro de ella y se sitúan en diferentes sectores a los que
llega el suministro la constancia de dicha información entregada se puede ver en el
anexo 9 , arrojándonos como resultado el interés y sentido de pertenencia por parte de
los habitantes hacia el acueducto y su recurso hídrico, lo anterior teniendo en cuenta la
buena calidad del agua, la disponibilidad de la fuente abastecedora para suplir la
demanda futura y una ocupación actual de tan solo el 25,5%.
Ilustración 40. Articulación comunidad barrio La Paz Fuente: Autores
Ilustración 41. Articulación comunidad barrio La Paz Fuente: Autores
Ilustración 42. Articulación comunidad barrio La Paz Fuente: Autores
Ilustración 43. Articulación comunidad barrio La Paz Fuente: Autores
Ilustración 44. Articulación comunidad barrio La Paz Fuente: Autores
5.2 Plan de optimización y expansión para el acueducto comunitario del barrio
La Paz del municipio Sibaté
Se puede ver que el acueducto “Acopaz”, ubicado en el municipio de Sibaté en el
barrio La Paz, cuenta con un buen servicio, suministro y calidad de agua dichos
resultados se evidencian primero en la satisfacción de la comunidad en cuanto al
servicio y en los resultados que arroja el informe de análisis de la calidad del agua para
consumo humano autoridad de Cundinamarca por medio del laboratorio de salud
pública de Cundinamarca IRCA por muestra el cual se encuentra en el anexo 10,
Hoy en día el caudal necesario para suplir la necesidad de los 909 habitantes es de
1,41 L/s, como se muestra en la tabla No. 29 se puede apreciar que la concesión con la
que cuenta hoy en día es de 2L/s y esta muestra que alcanza para una población de1292
habitantes cuyo número de habitantes con que cuenta hoy en día el barrio La Paz es
inferior por lo se puede ver que si cuenta con un buen suministro para toda la población.
Tabla 28. Población que cubre la concesión
CONCESION
CAUDAL MEDIO DIARIO
POBLACION 1292
DBRUTA 133,71
Qmd 2 L/s
Fuente: Autores
En cuanto a la calidad de agua se puede decir que esta es apta y óptima para
consumir por los habitantes ya que se toman muestras mensuales para garantizar la
calidad de esta; la encargada de esto es la secretaria de salud de Cundinamarca.
Según lo analizado se espera una notoria expansión del barrio La Paz, ya que
actualmente cuenta con una ocupación poblacional de un 25,52% y de acuerdo con los
censos la tasa de crecimiento de Sibate es del 0,0323, de manera que la población del
barrio pasó de 477 habitantes a 662 en un lapso de 12 años. Esta dinámica está
influenciada por la proximidad con Bogotá.
Ilustración 45. Área ocupada en 2017 Fuente: Autores
En la imagen se puede ver el área que se encuentra ocupada actualmente (año 2017)
y lo que podría ocuparse en un futuro sin embargo en la parte superior se ve que
prácticamente el área ocupada es del orden del 75%.
Tabla 29. Población hasta el año 2062
POBLACION AÑO
909 2017
1068 2022
1255 2027
1475 2032
1734 2037
2038 2042
2395 2047
2815 2052
3308 2057
3888 2062
Fuente: Autores
En la tabla No. 29 se evidencia la población para cada año proyectado, donde se
puede ver cómo va creciendo la población a lo largo de los años hasta el año 2062
donde se estima que el barrio tenga una ocupación del 100%.
Las proyecciones realizadas indican que para el año 2062 se podría alcanzar una
ocupación del 100%, equivalente a 3888 habitantes, momento en el cual se requiere un
caudal de 6,02 L/s, suponiendo que el consumo por habitante continúe en
123,49L/hab*día.
Considerando el caudal aforado en la bocatoma de 8,84 L/s, se puede afirmar que no
existe limitación en cuanto a oferta de agua de la fuente abastecedora, cumpliendo con
los requerimientos incluso hasta el año 2062. Sin embargo, la concesión otorgada por la
CAR de Cundinamarca permite el aprovechamiento de tan solo 2 L/s, que según las
proyecciones corresponde al consumo para el año 2027, momento en el cual es
necesario realizar el trámite para ampliación de la misma.
La PTAP del barrio La Paz es una planta compacta Valrex fue instalada en el año
2000 cuenta con una capacidad de 2,5 L/s, tiene un diámetro de entrada de 2” al igual
que el diámetro de la salida; su tanque de floculación es de 250 lts y el tanque de
cloración también es de 250 lts, los químicos que maneja son hipoclorito de calcio y
sulfato de aluminio.Para estabilizar el pH del agua se usa cal e hipoclorito de calcio,
también usan anticoagulante y sulfato de aluminio tipo B las dosificaciones de estos van
de acuerdo con los resultados de los análisis in situ.
Para analizar el comportamiento de la red de distribución en la condición actual y
futura, se realizaron modelaciones en el software EPANET incrementando los caudales
cada 10 años (2017, 2027, 2037, 2047, 2057 y 2062 – año a saturación). De acuerdo con
los resultados obtenidos se identifican las siguientes condiciones de operación y
recomendaciones:
• En el año 2047 se recomienda el aumento de diámetro de tubería en el ramal
PTAP-Nudo 37, pasando de 3” a 6”, para lograr que las presiones no sean tan
bajas ya que en los nudos 37 y 28 para la hora de mayor consumo son
negativas.
• Se realizó la modelación aumentando la concesión para determinar qué
cambios deberá tener la red para que esta funcione y pueda suplir la demanda
que tendrá para el año 2062 que es cuando se estima que el barrio tenga su
ocupación al 100%, de esta manera se tendría que cambiar los diámetros En
el año 2062 se recomienda el aumento de diámetro de tubería en el ramal
PTAP- Nudo 37, pasando el diámetro cambia de 3” a 6”, lo anterior con el
propósito de aumentar las presiones ya que estas son negativas en el ramal
PTAP- Nudo 32 y en los Nudos 25, 26, 27, 28, 29 y 30.
• En el año 2062 se recomienda el aumento de diámetro de tubería en el ramal,
Nudo 37 – Nudo 23, pasando el diámetro cambia de 3” a 4”, esto buscando
que las presiones aumenten, debido a que están por debajo de lo mínimo
establecido en el Titulo B del RAS 2000 en los nudos 27, 28 y 29.
• En el año 2062 se recomienda que no es necesario cambiar el diámetro de las
tuberías de los ramales Nudo 9- Nudo 52, Nudo 23- Nudo 3, Nudo 23- Nudo
47, Nudo 16- Nudo 60, ya que estas funcionan sin problema alguno.
• En la red principal cerca de la PTAP, se presentan problemas de baja presión,
encontrándose por debajo del rango establecido por el Titulo B del RAS
2000. Esta condición se agrava con el cambio de diámetro propuesto en el
tramo PTAP- Nudo 37, por lo se recomienda a la administración del
acueducto y a la junta de acción comunal del barrio La Paz que no se urbanice
en una distancia inferior a 80m de la planta de tratamiento, distancia a partir
de la cual se puede asegurar un servicio con presión superior a 15 m.c.a según
el numeral 7.4.6 Presiones en la red de distribución del Título B RAS 2000.
• Actualmente los tramos más distantes operan con presión superior a 60 m.c.a,
una vez se aumenten los diámetros indicados anteriormente, la presión en los
ramales más distantes continuaran por encima del límite establecido en el
RAS. Para solucionar esta condición, se recomienda la instalación de una
válvula reguladora de presión entre los nudos 16 y 17, la cual debe disminuir
la presión hasta los 56,86 mca.
• En la mayor parte de la red las velocidades son inferiores a 0,5m/s,
incumpliendo con el límite mínimo dispuesto en el Título B del RAS. En
consecuencia se recomienda colocar 6 purgas operadas así: i) purga en el
nodo 60 con cierre simultaneo de la válvula que se encuentra entre el nudo 14
y 16; ii) purgas en los nodos 3 y 50, con cierre simultaneo de la válvula que
se encuentra entre los nudos 53 y 54; iii) purgas se instalan en los nodos 28,
29 y 47, para su operación es necesario el cierre de la válvula que se
encuentra entre el nudo 19 y 17. De esta manera se asegura una velocidad
superior a 0,50 m/s en toda la red, permitiendo la remoción de las arenas que
tienden a sedimentarse al interior de las tuberías.
Para facilitar el desarrollo de las actividades descritas se diseñó un cronograma,
diferenciando entre aquellas de corto plazo (a realizarse en los próximos 2 años),
mediano plazo (a realizarse entre 2 y 10 años) y largo plazo (a realizarse entre los años
2027 y 2062).
Tabla 30. Cronograma
CRONOGRAMA
Corto plazo(próximos
2 años)
Se coloca una
válvula reguladora
entre los nudos 16 y
17
Manual de
maniobras y
operaciones.
Realizar
construcción de un
sistema de aforo.
Se recomienda por parte del operario del acueducto
realizar una limpieza periódica en la captación ya que por
su localización se encuentra muy propensa al
taponamiento por parte de hojas y ramas dificultando el
paso de agua, continuar con la articulación a la
comunidad con el fin de que adquieran responsabilidad
ambiental en el uso racional del agua
Mediano plazo (entre 2 y 10
años)
Ampliar la
concesión para el
año 2027
Se coloca una
válvula entre los
nudos 16 y 17 para
que las presiones
disminuyan y sean
aceptadas por la
norma
Manual de
maniobras y
operaciones.
Instalar 6 purgas las cuales se van a operar de 3
maneras:(1) se coloca en el nudo 60, cerrando la válvula
que se encuentra entre el nudo 14 y 16 de esta manera las
velocidades aumentan para el ramal Nudo 16- Nudo 60 (2
y 3) se colocan en el nudo 3 y 50 de esta manera se cierra
la válvula que se encuentra entre los nudos 53 y 54 (4,5 y
6) se encuentra entre el nudo 19 y 17
Se le recomienda tramitar la concesión para que de esta
manera pueda suplir la demanda cuando el barrio cuente
con la ocupación completa que se tiene estimada que
suceda para el año 2062
Largo plazo (2027- 2062)
Cambiar los diámetros entre los ramales PTAP-Nodo 37 y Nodo 37- Nodo 23
para el año 2062 para que esta pueda seguir supliendo la demanda sin ningún
problema y como lo viene realizando el acueducto.
Ampliar la planta de tratamiento en 3,52 L/s para el año 2037, ya que para este
año el caudal necesario para suplir la población es de 2,68 L/s con este caudal se
puede garantizar que la planta funcione hasta el año 2062 donde el caudal
necesario será de 6,02 L/s.
La vida útil de la tubería de PVC según las cartillas de pavco(Manual técnico
turbo sistema presión PVC) es de aproximadamente 50 años, para el año 2044
esta tubería tendría que ser reemplazada por una nueva gracias a su deterioro.
Fuente: Autores
Tabla 31. Presupuesto
PRESUPUESTO
Tubo 6” (30 m) $ 1.230.750
Tubo 4” (575m) $ 11.138.991,7
VRP 4” $ 3.527.300
TOTAL $ 15.897.041,7
Fuente: Autores
Ilustración 46. Mapa de ubicación de posibles soluciones para la red Fuente: Autores
Entrevista realizada a el Sr. RAFAEL HERNANDEZ habitante del sector y
expresidente de la JAC (junta de acción comunal) del barrio la Paz, Sibaté,
Cundinamarca.
Muy Buenos Días
Referenciando la situación del acueducto comunal del bario la paz ACOPAZ, a
mediados del año 1964 nos dimos en la necesidad de organizarnos en acción comunal
para poder traer a nuestro barrio el agua potable, ya que la planta de tratamiento que
tenía el municipio, no nos podía cubrir por la altura que estaba nuestro barrio. los
señores que en esa época mayores de edad y vecinos del municipio comenzaron a
investigar y lograron a través de las diferentes entes como es el municipio y la CAR a
obtener una concepción de aguas que comenzó a funcionar a mediados de 1971, con una
tubería de asbesto cemento que teníamos ubicada del nacedero a la planta y de la planta
ya como distribución hasta la casa del señor Julio Gantivar, nos vimos la necesidad de
cambiar la bocatoma porque en esa época los señores Gómez dueños de las fincas
vendieron al señor Jesús Ochoa y esta finca se contamino con el ganado por todas partes
por donde nosotros traíamos el agua por la quebrada las Rosas se contamino al 60%,
esto fue a mediados del año 1994, cuando estaba Don Luis Vásquez de presidente de la
junta, hubo un verano de 12 meses donde el agua se escaseo arto al 50% en todo el
territorio no fue solo en este caudal nos vimos en la necesidad de tomarla directamente
del nacedero de la quebrada las Rosas para evitar la contaminación de ahí tuvimos
bastantes tropiezos pero logramos superar ya en esa época estaba yo Rafael Hernández
de presidente dure tres periodos cuando las juntas de acción comunal estaban en la peor
decaída que querían exterminarlas pero logramos subsistir, yo personalmente cambie las
tuberías de asbesto cemento por PVC que está funcionando de 1994 a la fecha y están
en perfecto estado porque nosotros tenemos una tubería de capacidad, lógico que hay
que hacer el mantenimiento que se necesita cuando la tubería tiene alguna falla tenemos
también las válvulas ubicadas en diferentes sitios donde se necesitan pero están tapadas
para protección de las mismas válvulas de ahí que la vida útil de una tubería de PVC
puede ser de 30 o más años.
6. Conclusiones
Se tienen en cuenta la cantidad de usuarios adscritos y números de habitantes para
poder llegar a la dotación donde se refleja que esta es de 123,49 l/hab*día, guardando
correspondencia con las dotaciones establecidas en el RAS para un nivel de complejidad
medio-alto en clima frío. El consumo por usuario con ayuda de los datos del micro y
macromedidor arrojaron las pérdidas y estas son de 7,64% las cuales son inferiores al
límite permitido en el RAS (25%), con estas pérdidas y con la dotación neta se llega
finalmente a la dotación bruta que es de 133,70 l/hab*día.
Los aforos realizados en la estructura de la bocatoma permiten concluir que esta tiene
capacidad para satisfacer la demanda incluso para condiciones de saturación en el año
2062, momento en el cual se espera una población de 3888 habitantes y un consumo de
6,02 L/s.
Con el incremento de la concesión y cantidad de habitantes que se tendrá en el
futuro, la capacidad de almacenamiento de la planta de tratamiento actual tendría que
ser aumentada en 3,52 L/s para que pueda suplir la necesidad que se tendrá para el año
2062, sin embargo, esta tendría que ser ampliada en el año 2037 ya que su caudal para
abastecer la población es de 2,68 L/s y con la que cuenta actualmente la planta de
tratamiento es de 2,5 L/s.
La concesión otorgada por la CAR de Cundinamarca por 2 l/s, permite el suministro
de agua para el acueducto comunitario “Acopaz” del barrio La Paz del municipio de
Sibaté, hasta el año 2027, momento en el cual la ocupación sería del 35,22%. Para suplir
la demanda futura y asegurar el desarrollo del restante 64,78% del barrio, se recomienda
tramitar la ampliación de la concesión hacia el año 2025.
A pesar de esto se tendría que evaluar si la fuente para el año 2045 aun suple la
demanda, para esto se deben realizar unos aforos en la fuente, sino se deberá buscar una
fuente alterna (3,5 l/s)
Sin embargo, se realiza la modelación para el año 2062 donde se estima que el barrio
este ocupado en su totalidad y ahí se demuestra que los diámetros para dicha época
tendrían que cambiar en los ramales PTAP- Nudo 37 el diámetro cambia de 3” a 6”,
Nudo 37 – Nudo 23 el diámetro cambia de 3” a 4” y el Nudo 23 – Nudo 6 el diámetro
sigue siendo de 3”, para las demás tuberías siguen teniendo los mismos diámetros.
También se pudo ver como las velocidades son tan bajas que no cumplen con los
parámetros establecidos en el Titulo B del RAS 2000 para esto se recomienda colocar 6
purgas operadas de tres distintas maneras, para que las velocidades aumenten y en el
caso de las presiones muy altas se decide colocar una válvula reguladora que hace que
estas presiones disminuyan y así conseguir que estas se encuentren en el rango
establecido del Título B del RAS 2000.
Se evidencia en la modelación del programa EPANET que las presiones a una
longitud de 80 metros de la planta de tratamiento son mínimas las cuales no cumplen
con lo escrito en el Título B del RAS 2000, lo que se podría decir que no se debería
construir muy cerca de esta, para que la población no tenga problemas con dicha presión
para el suministro de agua.
Las válvulas como se encuentran enterradas, es difícil mantener un constante
mantenimiento de estas por eso a futuro podría afectar el suministro de agua ya que no
se cuenta con el mantenimiento adecuado.
7. Recomendaciones
Según lo analizado en el modelamiento en el programa EPANET se evidencia como
la red hoy en día puede suplir la demanda sin embargo esta cuenta con presiones muy
altas debido a que la altura es menor en estos puntos para esto se recomienda colocar
una válvula reguladora y así poder tener las presiones dentro del rango establecido por
el Titulo B del RAS 2000.
Sin embargo se puede ver que las velocidades no están en el rango establecido para
esto se le recomiendo al acueducto comunitario “Acopaz” colocar seis purgas en los
nudos 60, 50, 3, 47, 28 y 29, operados de tres distintas maneras de acuerdo con las
válvulas que se encuentran en este momento para así poder avisar a los usuarios al
momento de realizar el lavado de las tuberías que no todo el barrio quede sin el
suministro de agua, de esta manera se consigue obtener que las velocidades se
encuentren en el rango establecido por el Titulo B del RAS 2000.
Como el acueducto cuenta con buen suministro de agua y según lo visto a largo plazo
puede suministrar el agua suficiente al barrio, se le recomienda tramitar la concesión
para que de esta manera pueda suplir la demanda cuando el barrio cuente con la
ocupación completa que se tiene estimada que suceda para el año 2062, aunque en este
año tendrían que cambiar los diámetros para que esta pueda seguir supliendo la
demanda sin ningún problema y como lo viene realizando el acueducto.
Teniendo en cuenta que los predios colindantes o muy cercanos a la planta de
tratamiento de agua potable poseen presiones demasiado bajas, no permitidas en la
normatividad vigente, establecer una restricción para la construcción de vivienda.
Por otro lado se recomienda por parte del operario del acueducto realizar una
limpieza periódica en la captación ya que por su localización se encuentra muy propensa
al taponamiento por parte de hojas y ramas dificultando el paso de agua, igualmente con
el desarenador revisar constantemente las compuertas con el fin de evitar la
acumulación excesiva de sedimentos igualmente inspeccionar el estado y condiciones
de funcionamiento de todas las estructuras a lo largo del acueducto para tomar acciones
correctivas.
Se recomienda que para el año 2045 se realice un monitoreo en los caudales de la
bocatoma, en caso de que estos no suplan la demanda que se tenga en este año se deberá
evaluar otra fuente cercana como lo es la Quebrada Chorreras afluente Quebrada Aguas
claras, para esto se debe entrar a realizar muestras de calidad para conocer el estado del
agua en ese momento.
Así mismo se le recomienda al acueducto se realice una verificación en el momento
en que se evalué la posibilidad de cambiar de fuente, tener en cuenta la capacidad de
almacenamiento de los tanques de la PTAP.
Continuar con la articulación a la comunidad con el fin de que adquieran
responsabilidad ambiental en el uso racional del agua, por parte del operario del
acueducto tener a punto la totalidad de las válvulas ya que el conocimiento de su
localización no es garantía de que puedan ser manipuladas de inmediato en caso de
presentar un daño en algún tramo de la tubería.
BIBLIOGRAFIA
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Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados, Ricardo Alfredo López Cualla. 1995
Acueductos, cloacas y drenajes. Criterios para el diseño hidráulico de instalaciones sanitarias
en desarrollos urbanos. Universidad católica Andrés bello. 2004
Acueductos, Cloacas y Drenajes. Introducción a los sistemas de abastecimiento de agua
potable. 2008
Modelo optimo del sistema interconectado de acueducto de empresas públicas de Medellín.
Alejandra Henao R.
Asociación municipal de acueductos comunitarios (AMAC)
Revista Acueductos comunitarios alternativos para el manejo sostenible del agua y la sequía
edición 57/58 Semillas. 2014
Alcaldía de Bogotá
Titulo B RAS 2000
Plan de gestión del proyecto para la remodelación y ampliación del acueducto rural de pijije, Bagaces, Guanacaste. WALTER MIRANDA JAÉN. San José, Costa Rica. 2009 Optimización del acueducto por gravedad del municipio de Timaná (Huila). DAVID LEONARDO BENAVIDES GARZÓN MILDRED YOHANA CASTRO MOLANO HERNAN MAURICIO VIZCAÍNO CAGÜEÑO. Bogotá, Colombia. 2006 PROPUESTA DE DISEÑO DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO PARA LA VEREDA EL MORTIÑO DEL MUNICIPIO DE OCAÑA NORTE DE SANTANDER. BAYONA ROBLES, CRISTIAN ANDRES JACOME SANCHEZ, SERGIO FABIAN. Ocaña, Colombia. 2013 ESTUDIO DE CASO PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DEL MUNICIPIO DE PAIPA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ Y BUSQUEDA DE FUENTES ALTERNATIVAS PARA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA. OLGA ISLENA CRUZ LASSO. Bogotá, Colombia. 2015 MATERIAL DIDACTICO PARA LA ASIGNATURA DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS. Julio Cesar
Torres Camargo. Bucaramanga, Colombia. 2008. Universidad Industrial de Santander. GUIA METODOLOGICA PARA LA FORMULACION DE LOS PLANES DE SANEAMIENTO Y MANEJO
DE VERTIMIENTOS-PSMV. Hernando Medellin Jr. Bogota, Colombia. 2004. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial
Kingsland, S. E. (1995) Modeling nature
ANEXOS
Anexo 1. Registros macromedición
Anexo 2. Registros micromedición
Anexo 3. Área construida por predio y total
Anexo 4. Coordenadas y cotas de la conducción y red principal
Anexo 5. Elevación de los nodos de la red principal
Anexo 6. Consumo base para los años 2017, 2022 y 2027
Anexo 7. Presiones en la red de distribución según escenarios simulados
Anexo 8. Folleto de articulación a la comunidad
Anexo 9. Constancia repartición folleto divulgativo
Anexo 10. Informe de análisis de la calidad del agua para consumo humano.
Anexo 11. Entrevista realizada Ex presidente junta de acción comunal
Anexo 12. Cartilla PAVCO “Manual Técnico Tubositemas Sanitaria”
Anexo 1. Registros macromedición
MAÑANA TARDE CONSUMO
84645 84860 215
84860 84860 0
84860 84999 139
84999 85239 240
85239 85239 0
85239 85443 204
85443 85554 111
85554 85659 105
85659 85766 107
85766 85890 124
85934 86125 191
86170 86231 61
82741 82908 167
82908 83030 122
83030 83201 171
83201 83201 0
83201 83375 174
83375 83537 162
83537 83584 47
83584 83687 103
83687 83822 135
83822 83952 130
83952 84126 174
84126 84126 0
84126 84237 111
84235 84440 205
84440 84645 205
84645 84645 0
3403
MACROMEDIDOR 2017
m3/dia
TOTAL
Anexo 2. Registros micromedición
MICROMEDIDOR 2017
m3/usuario*mes
ENE-FEB
12
35
6
57
6
20
12
10
12
24
7
9
17
20
70
9
15
11
16
9
100
19
20
6
13
8
13
23
21
4
6
4
8
43
33
0
10
41
143
112
11
9
28
9
11
17
10
8
7
0
10
0
8
2
17
12
7
4
25
7
8
11
13
14
21
9
0
10
8
18
0
5
9
12
11
15
10
9
8
1
7
7
5
0
129
156
7
13
3
5
8
33
10
6
5
6
0
18
0
11
4
27
7
17
9
9
1
3
3
10
15
5
1
6
13
17
39
3
3
0
0
9
19
11
5
9
38
0
1
7
4
10
2
16
4
9
10
25
17
13
8
7
5
8
32
5
16
11
12
0
2
27
19
12
12
44
17
0
15
8
7
20
0
64
0
6
1
4
7
8
7
16
9
6
19
11
3
9
7
5
1
11
3
40
6
12
22
7
12
3
10
3
16
5
12
14
9
14
7
8
15
2
0
1
1
3
4
4
10
8
7
8
5
2
0
14
2
3
8
10
12
6
4
3
5
1
5
7
13
4
2
5
5
7
0
11
4
11
6
10
3
3143
Anexo 3. Área construida por predio y total
Total m252111,0915
Total ha 5,21110915
1168,0152
63,7746
148,682
59,0815
1168,5882
572,9786
93,2857
87,4928
110,2817
55,1077
70,2301
149,587
240,744
246,753
176,6211
460,1481
125,0258
107,5898
376,2582
2245,9698
1763,0267
1657,5595
708,5849
952,6171
167,8666
1243,0506
285,1599
234,3921
635,3778
1524,9559
908,6801
494,9509
1706,701
677,7845
438,3386
161,6167
Area construida (m2)
6210,958
15105,5296
1320,0364
1552,2414
1483,7288
276,6127
954,8441
3635,1984
285,0643
Anexo 4. Coordenadas y cotas de la conducción y red principal
ESTE NORTE
Nacedero 0 2892 980956 985690
Bocatoma 5 2878 980940 985727
Desarenador 8 2872 980926 985734
10 2865 980911 985747
20 2860 980902 985759
30 2857 980899 985771
40 2850 980895 985793
50 2849 980885 985798
60 2846 980878 985806
70 2840 980869 985816
80 2839 980859 985823
90 2837 980850 985831
100 2834 980843 985839
Broche 110 2832 980831 985843
120 2830 980829 985859
130 2826 980820 985873
140 2824 980816 985879
150 2822 980806 985889
160 2819 980801 985895
170 2819 980791 985903
180 2819 980785 985009
190 2819 980777 985915
200 2818 980769 985921
210 2816 980760 985926
220 2815 980753 985932
230 2815 980746 985937
240 2814 980739 985942
250 2813 980728 985948
260 2812 980721 985954
270 2811 980713 985959
280 2810 980704 985965
290 2809 980693 985970
300 2808 980687 985977
310 2807 980680 985983
320 2806 980672 985989
330 2805 980663 985997
340 2804 980656 986003
350 2803 980649 986010
360 2802 980641 986017
370 2802 980631 986024
380 2801 980624 986030
COORDENADASPUNTO COTA(MSNM)
390 2801 980615 986038
400 2800 980606 986043
410 2799 980598 986051
420 2799 980589 986058
430 2799 980581 986062
440 2799 980574 986064
450 2798 980564 986069
460 2796 980555 986074
470 2794 980547 986076
480 2791 980539 986083
490 2788 980528 986088
500 2785 980518 986092
510 2782 980508 986096
520 2780 980497 986103
530 2776 980485 986112
540 2775 980475 986119
550 2773 980468 986124
560 2771 980460 986130
570 2769 980447 986137
580 2767 980439 986140
590 2764 980432 986145
710 2710 980208 986300
720 2710 980200 986297
730 2709 980193 986294
740 2709 980180 986292
750 2709 980166 986288
760 2708 980158 986288
770 2708 980147 986283
780 2708 980137 986279
790 2708 980128 986275
800 2704 980118 986287
810 2705 980104 986296
820 2708 980095 986298
830 2710 980088 986300
840 2711 980077 986300
850 2713 980064 986300
860 2714 980052 986308
Antiguo desarenador 870 2715 980045 986311
880 2715 980029 986314
890 2713 980000 986299
900 2711 979967 986313
910 2708 979953 986321
920 2704 979931 986332
930 2700 979915 986346
940 2700 979901 986360
950 2700 979887 986377
960 2699 979872 986399
970 2696 979878 986420
PTAP 980 2695 979901 986455
990 2692 979914 986473
1000 2689 979929 986494
1010 2689 979944 986512
1020 2688 979955 986529
1030 2688 979964 986542
1080 2685 979990 986574
1130 2685 980010 986610
1180 2684 980035 986621
1230 2683 980065 986649
1280 2682 980062 986688
1330 2679 980054 986728
1380 2674 980055 986765
1430 2670 980084 986783
1480 2669 980119 986792
1530 2667 980138 986832
1540 2666 980136 986841
1550 2664 980130 986850
1560 2663 980123 986858
1570 2662 980114 986866
1580 2662 980109 986872
1590 2661 980100 986880
1600 2661 980091 986890
1610 2659 980085 986897
1620 2658 980076 986898
1630 2656 980063 986900
1640 2655 980055 986902
1650 2655 980044 986904
1660 2655 980034 986909
1670 2654 980022 986914
1680 2653 980012 986917
1690 2652 980003 986924
1700 2651 979998 986933
1710 2649 979995 986943
1720 2648 979993 986956
1730 2648 979994 986970
1740 2645 979991 986980
1750 2641 979986 986992
1760 2640 979985 987003
1770 2638 979983 987013
1780 2637 979983 987025
1790 2634 979984 987036
1800 2630 979988 987048
1810 2626 979988 987060
1820 2626 979984 987072
1830 2626 979978 987084
1840 2626 979972 987095
1850 2625 979964 987103
1860 2623 979960 987110
1870 2620 979955 987119
1880 2619 979950 987128
1890 2619 979943 987137
1900 2619 979942 987148
1910 2619 979943 987160
1920 2619 979941 987172
1930 2619 979939 987184
1940 2619 979936 987197
1950 2618 979931 987208
1960 2618 979927 987218
1970 2618 979922 987230
1980 2618 979916 987240
1990 2618 979912 987251
2000 2618 979907 987262
2010 2618 979901 987272
2020 2617 979892 987284
2030 2616 979888 987294
2040 2615 979882 987302
2050 2614 979878 987311
2060 2613 979872 987322
2070 2613 979868 987330
2080 2613 979865 987339
2090 2613 979861 987348
2100 2613 979850 987366
2110 2613 979848 987371
2120 2613 979842 987379
2130 2613 979834 987390
2140 2613 979830 987402
2150 2613 979825 987412
2160 2613 979819 987421
2170 2612 979815 987429
Anexo 5. Elevación de los nodos de la red principal
CONEXIÓN COTA (MSNM)
1 2644
2 2644
3 2640
4 2635
5 2632
6 2632
7 2632
8 2626
9 2634
10 2628
11 2640
12 2645
13 2650
14 2653
16 2648
17 2652
19 2655
20 2656
21 2657
22 2658
23 2662
25 2674
26 2679
27 2683
28 2689
29 2684
30 2676
31 2663
32 2669
33 2674
34 2683
35 2683
36 2686
37 2692
39 2695
40 2665
41 2662
42 2656
43 2649
44 2642
45 2640
46 2646
47 2655
48 2625
49 2629
50 2631
51 2617
52 2616
53 2690
54 2626
55 2619
56 2618
57 2617
58 2614
59 2613
60 2612
Anexo 6. Consumo base para los años 2017, 2022 y 2027
Anexo 7. Presiones en la red de distribución según escenarios simulados
Presión para año 2017 sin válvula reguladora de presiones
Presión para año 2017 con válvula reguladora de presión
Presión para el año 2022 sin válvula reguladora de presión
Presión para el año 2022 con válvula reguladora de presión
Para el año 2027 sin válvula reguladora de presión
Para el año 2027 con válvula reguladora de presión
Para el año 2062
Anexo 8. Folleto de articulación a la comunidad
Anexo 9. Constancia repartición folleto divulgativo
Anexo 10. Informe de análisis de la calidad del agua para consumo humano.
Anexo 11. Entrevista realizada Ex presidente junta de acción comunal
Entrevista realizada al Sr. RAFAEL HERNANDEZ habitante del sector y expresidente de la JAC (junta de acción
comunal) barrio la Paz, Sibaté, Cundinamarca.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
Nombre RAFAEL HERNANDEZ
Muy Buenos Días
Referenciando la situación del acueducto comunal del bario la paz ACOPAZ, a
mediados del año 1964 nos dimos en la necesidad de organizarnos en acción comunal
para poder traer a nuestro barrio el agua potable, ya que la planta de tratamiento que
tenía el municipio, no nos podía cubrir por la altura que estaba nuestro barrio. los
señores que en esa época mayores de edad y vecinos del municipio comenzaron a
investigar y lograron a través de las diferentes entes como es el municipio y la CAR a
obtener una concepción de aguas que comenzó a funcionar a mediados de 1971, con una
tubería de asbesto cemento que teníamos ubicada del nacedero a la planta y de la planta
ya como distribución hasta la casa del señor Julio Gantivar, nos vimos la necesidad de
cambiar la bocatoma porque en esa época los señores Gómez dueños de las fincas
vendieron al señor Jesús Ochoa y esta finca se contamino con el ganado por todas partes
por donde nosotros traíamos el agua por la quebrada las Rosas se contamino al 60%,
esto fue a mediados del año 1994, cuando estaba Don Luis Vásquez de presidente de la
junta, hubo un verano de 12 meses donde el agua se escaseo arto al 50% en todo el
territorio no fue solo en este caudal nos vimos en la necesidad de tomarla directamente
del nacedero de la quebrada las Rosas para evitar la contaminación de ahí tuvimos
bastantes tropiezos pero logramos superar ya en esa época estaba yo Rafael Hernández
de presidente dure tres periodos cuando las juntas de acción comunal estaban en la peor
decaída que querían exterminarlas pero logramos subsistir, yo personalmente cambie las
tuberías de asbesto cemento por PVC que está funcionando de 1994 a la fecha y están
en perfecto estado porque nosotros tenemos una tubería de capacidad, lógico que hay
que hacer el mantenimiento que se necesita cuando la tubería tiene alguna falla tenemos
también las válvulas ubicadas en diferentes sitios donde se necesitan pero están tapadas
para protección de las mismas válvulas de ahí que la vida útil de una tubería de PVC
puede ser de 30 o más años.
Anexo 12. Cartilla PAVCO “Manual Técnico Tubositemas Sanitaria”
