PRODUCTO 2: ANÁLISIS DE CAUDALES …orarbo.gov.co/apc-aa-files/57c59a889ca266ee6533c26f970cb14a/... · Tabla 2-19. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas

CONVENIO No. 9-07-26100-1060-2008 APOYO Y DESARROLLO DE LOS LINEAMIENTOS PARA LA AMPLIACIÓN

Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL SALITRE, Y ESTUDIO Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE MANEJO DE LAS AGUAS LLUVIAS EN LA CUENCA DEL SALITRE

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APOYO Y DESARROLLO DE LOS LINEAMIENTOS PARA LA AMPLIACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL SALITRE, Y ESTUDIO Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE MANEJO DE LAS AGUAS LLUVIAS EN LA CUENCA DEL SALITRE

PRODUCTO 2: ANÁLISIS DE CAUDALES SANITARIOS Y CONDICIONES DE LLUVIA ESCORRENTÍA

CONTENIDO

2. PRODUCTO 2: ANÁLISIS DE CAUDALES SANITARIOS Y CONDICIONES DE LLUVIA ESCORRENTÍA .............................................................................................. 2-9

2.1 ANÁLISIS DE POBLACIÓN ...................................................................................... 2-10

2.1.1 ANTECEDENTES............................................................................................................. 2-10 2.1.2 METODOLOGÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE POBLACIÓN ..................................................... 2-10

2.1.2.1 Información Recopilada .................................................................................... 2-10

2.1.2.2 Población en La Cuenca El Salitre ...................................................................... 2-11

2.1.3 LOS ESCENARIOS DE POBLACIÓN ................................................................................... 2-22 2.1.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................................................ 2-23

2.2 ANÁLISIS DE INFORMACIÓN DE CAMPO ................................................................. 2-24

2.2.1 ANÁLISIS CALIDAD – DATOS DE CALIDAD DEL AGUA AFLUENTE A LA ESTACIÓN ELEVADORA SALITRE 2-24

2.2.1.1 Estadísticos de cantidad y calidad de agua ......................................................... 2-25

2.2.1.2 Estadísticos de calidad bajo diferentes condiciones de precipitación ..................... 2-40

2.2.2 ANÁLISIS CALIDAD – DATOS DE CALIDAD DEL AGUA AFLUENTE A LA ESTACIÓN ELEVADORA SALITRE 2-40

2.2.2.1 Incidencia de la precipitación en la calidad de agua afluente a la PTAR ............... 2-40

2.2.2.2 Análisis de Frecuencias ..................................................................................... 2-41



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2.2.2.3 Relaciones entre Parámetros ............................................................................. 2-44

2.2.3 ANÁLISIS EXPLORATORIO DE DATOS DE LAS CAMPAÑAS DE MONITOREO REALIZADAS POR LA EAAB. 2-49

2.2.3.1 Estimación de la Precipitación ............................................................................ 2-52

2.2.3.2 Datos Atípicos .................................................................................................. 2-55

2.2.3.3 Datos en Tiempo Seco ...................................................................................... 2-58

2.2.3.4 Datos en Tiempo Húmedo ................................................................................. 2-64

2.3 CAUDALES ............................................................................................................ 2-67

2.3.1 ESTIMACIÓN DE CAUDAL RESIDENCIAL .......................................................................... 2-67 2.3.2 CÁLCULO DEL CAUDAL MEDIO SANITARIO ...................................................................... 2-77 2.3.3 DISTRIBUCIÓN TEMPORAL DE CAUDALES EN TIEMPO SECO ............................................. 2-81

2.3.3.1 Definición Subcuencas de Modelación ................................................................ 2-81

2.3.3.2 Distribución Temporal del Caudal en Tiempo Seco .............................................. 2-83

2.4 IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO DE CAUDALES Y CARGAS AFERENTES A LA PLANTA EL SALITRE .......................................................................................................................... 2-89

2.4.1 ANTECEDENTES DE LA MODELACIÓN .............................................................................. 2-89 2.4.2 ALCANCE DE LA MODELACIÓN ........................................................................................ 2-89 2.4.3 MODELACIÓN HIDROLÓGICA .......................................................................................... 2-90

2.4.3.1 Definición de la Tormenta de Diseño y Posibles Escenarios.................................. 2-90

2.4.3.2 Insumos para la modelación hidrológica ............................................................. 2-98

2.4.3.3 Estimación de parámetros en la modelación ....................................................... 2-99

2.4.3.4 Resultados de la modelación hidrológica por subcuencas .................................. 2-100

2.4.4 CONSIDERACIONES SOBRE LA MODELACIÓN ................................................................. 2-101 2.4.5 CAUDALES MÁXIMOS ESPERADOS POR SUBCUENCAS ...................................................... 2-104

2.4.5.1 Estimación de caudales en cuencas monitoreadas ............................................ 2-105

2.4.5.2 Estimación de caudales en cuencas no monitoreadas ........................................ 2-105

2.4.5.3 Hidrograma resultante sobre el Interceptor izquierdo Salitre ............................ 2-106



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2.4.6 MODELACIÓN HIDRÁULICA ........................................................................................... 2-108

2.4.6.1 Insumos y condiciones para la modelación hidráulica ........................................ 2-109

2.4.7 RESULTADOS DE LA MODELACIÓN HIDRÁULICA ............................................................. 2-113

2.5 ANALISIS DE OBRAS COMPLEMENTARIAS PROPUESTAS PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL MANEJO DEL AFLUENTE A LA PTAR ................................................................................ 2-121

2.5.1 PREMISAS GENERALES .................................................................................................. 2-121 2.5.2 CONSIDERACIONES SOBRE LA OPERACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA ................................... 2-122 2.5.3 CONCEPTUALIZACIÓN DE ALTERNATIVAS DISPONIBLES PARA EL MANEJO DE AGUAS LLUVIAS EN EL SISTEMA SANITARIO AFLUENTE A LA PTAR ........................................................................ 2-122 2.5.4 CONDICIONES DE OPERACIÓN EN TIEMPO SECO ........................................................... 2-124 2.5.5 CONDICIONES DE OPERACIÓN EN TIEMPO DE LLUVIAS .................................................. 2-125

2.6 ASPECTOS A TENER EN CUENTA DE LOS RESULTADOS PRELIMINARES ................. 2-125

2.6.1.1 Aspectos de Calidad. ....................................................................................... 2-126

2.6.2 CONDICIONES DE OPERACIÓN EN TIEMPO SECO ........................................................... 2-129 2.6.3 CONDICIONES DE OPERACIÓN EN TIEMPO DE LLUVIAS .................................................. 2-129

2.7 CONCLUSIONES .................................................................................................. 2-129 2.8 RECOMENDACIONES ........................................................................................... 2-131 2.9 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 2-131



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INDICE DE TABLAS

Tabla 2-1. Población Cuenca El Salitre ........................................................................................... 2-15

Tabla 2-2. Totales de Población por UGAS ..................................................................................... 2-19

Tabla 2-3. Población en Subcuencas de Modelación ........................................................................ 2-21

Tabla 2-4. Estadísticos de los parámetros diarios de calidad de agua en la EES Tiempo Seco periodo 2004 -2008 ......................................................................................................................................... 2-26

Tabla 2-5. Estadísticos de los parámetros de calidad de agua de días secos sin lluvia en 1 día antecedente periodo 2004 -2008 ................................................................................................... 2-28

Tabla 2-6. Estadísticos de calidad de agua en la estación elevadora Salitre para días con lluvia. Periodo 2004 -2008. ................................................................................................................................ 2-30

Tabla 2-7. Estadísticos de calidad del agua afluente para día con lluvia y día antecedente sin precipitación .................................................................................................................................................. 2-40

Tabla 2-8. Relaciones promedio de Parámetros diarios de calidad en la Estación Elevadora Salitre periodo 2004-2008 .................................................................................................................................. 2-45

Tabla 2-9. Relaciones entre parámetros para diferentes condiciones de precipitación ......................... 2-47

Tabla 2-10. Relaciones entre parámetros de calidad para valores extremos de SST y DBO5 ............... 2-48

Tabla 2-11. Estaciones de Precipitación EAAB ................................................................................. 2-53

Tabla 2-12. Total Precipitación Diaria ............................................................................................ 2-54

Tabla 2-13. Datos Atípicos ............................................................................................................ 2-56

Tabla 2-14. Demanda neta per cápita por subcuencas (l/hab/día) estimada a partir de consumos por cuenta contrato. .......................................................................................................................... 2-68

Tabla 2-15. Proyección de la demanda neta per cápita por subcuencas (l/hab/día) ............................ 2-70

Tabla 2-16. Proyecciones de la demanda neta total ajustada por subcuencas (l/s) ............................. 2-71

Tabla 2-17. Índice de agua no contabilizada................................................................................... 2-72

Tabla 2-18. Proyecciones de la demanda bruta total ajustada por subcuencas (l/s) ........................... 2-72

Tabla 2-19. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas (l/s) .................... 2-74

Tabla 2-20. Caudal medio de aguas residuales no residenciales (l/s), ............................................... 2-75



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Tabla 2-21. Caudales de extracción de aguas subterráneas, Hidroestudios 2.001 ............................... 2-76

Tabla 2-22. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas (l/s). Incluyendo caudal de agua no residencial y caudal de aporte por pozos ...................................................................... 2-77

Tabla 2-23. Caudal por interceptor asumiendo toda el área de drenaje actual (m3/s) ....................... 2-79

Tabla 2-24. Caudal por interceptor asumiendo toda el área de drenaje futura (m3/s) ....................... 2-80

Tabla 2-25. Distribución de Caudales en Tiempo Seco para Subcuencas de Modelación ..................... 2-84

Tabla 2-26. Características geométricas de las isoyetas elípticas ...................................................... 2-92

Tabla 2-27. Duraciones de Tormentas ........................................................................................... 2-95

Tabla 2-28. Componentes básicos de los escenarios de obras propuestos para el manejo de aguas lluvias en el sistema Salitre .................................................................................................................... 2-123

Tabla 2-29. Estimación de Cargas esperadas Aferente a la PTAR a Saturación .................................. 2-126



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INDICE DE FIGURAS

Figura 2-1. Diagrama tipo box para los datos de caudal medio diario bombeado. .............................. 2-31

Figura 2-2. Diagrama tipo box para los datos de DBO5 y DQO en la estación elevadora. ..................... 2-32

Figura 2-3. Diagrama tipo box para los datos de sólidos reportados en la EES. .................................. 2-33

Figura 2-4. Diagrama tipo box para los datos de turbiedad y alcalinidad reportados en la EES. ........... 2-34

Figura 2-5. Curva rango de precipitación media vs Caudal medio bombeado ..................................... 2-35

Figura 2-6. Comportamiento medio de la concentración de sólidos con relación a la precipitación media en la cuenca El Salitre ...................................................................................................................... 2-36

Figura 2-7. Comportamiento medio de la DBO5 y DQO con relación a la precipitación media en la cuenca El Salitre ..................................................................................................................................... 2-37

Figura 2-8. Comportamiento medio de la Conductividad y Turbiedad con relación al a precipitación media en la cuenca El Salitre .................................................................................................................. 2-38

Figura 2-9. Comportamiento medio de la carga de SST y DBO5 con relación al a precipitación media en la cuenca El Salitre .......................................................................................................................... 2-39

Figura 2-10. Histograma de Frecuencias SST .................................................................................. 2-42

Figura 2-11. Histograma de Frecuencias DBO5 ................................................................................ 2-42

Figura 2-12. Curva de Duración de Concentraciones – SST .............................................................. 2-43

Figura 2-13. Curva de Duración de Concentraciones DBO5 ............................................................... 2-44

Figura 2-14. Puntos de Monitoreo 2 Campaña – Subcuencas de los Puntos monitoreados .................. 2-51

Figura 2-15. Dato atípico – SST – P7 ............................................................................................. 2-56

Figura 2-16. Intervalo de variación de SST para el punto 7 .............................................................. 2-58

Figura 2-17. Serie de DBO y SST para la primera y segunda campaña .............................................. 2-60

Figura 2-18. Concentraciones Promedio de DBO para los puntos 5 – 6 y Pontevedra ......................... 2-61

Figura 2-19. Concentraciones promedio de Sólidos Suspendidos Totales para los puntos 5 – 6 y Pontevedra. ................................................................................................................................ 2-63

Figura 2-20. DBO5 – Punto 7 con lluvia. ......................................................................................... 2-65



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Figura 2-21. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor San Marcos ................... 2-85

Figura 2-22. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Juan Amarillo Derecho. .. 2-85

Figura 2-23. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Carrera 86. .................. 2-86

Figura 2-24. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Galerias. ...................... 2-86

Figura 2-25. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Salitre Sur. ................................... 2-87

Figura 2-26. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Punto 5, Pontevedra, (Cuenca Córdoba) .................................................................................................................................................. 2-87

Figura 2-27. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Pozo 51 ........................................ 2-88

Figura 2-28. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Luis Carlos Galan ........................... 2-88

Figura 2-29. Histograma de Frecuencias para las Estaciones Cuenca Salitre ...................................... 2-96

Figura 2-30. Hidrogramas de caudal por interceptor para el evento del 19 de enero. ........................ 2-103

Figura 2-31. Comparación entre la suma de aportes de los interceptores afluentes al ISS y los datos monitoreados en el punto 7 de la primera campaña. ...................................................................... 2-104

Figura 2-32. Hidrogramas de aporte de cada interceptor para un periodo de retorno de 3 años con patrón espacial elíptico. ......................................................................................................................... 2-107

Figura 2-33. Caudales máximos y volúmenes de agua esperados en el IIS para la condición de Saturación (Sin transitar) ............................................................................................................................. 2-108

Figura 2-34. Curva de duración de niveles en el Río Bogotá, aguas abajo de la confluencia del Río Salitre. ................................................................................................................................................. 2-111

Figura 2-35. Topología de la modelación en SEWER GEMS ............................................................. 2-112

Figura 2-36. Hidrogramas y condiciones hidráulicas obtenidos en la condición hipotética de descarga libre. ................................................................................................................................................. 2-113

Figura 2-37. Superación de la capacidad hidráulica del último tramo del IIS para la creciente de TR 100 . 2-114

Figura 2-38. Hidrograma afluente a la estación de bombeo propuesta. Caudal de saturación condición en tiempo seco ............................................................................................................................... 2-115

Figura 2-39. Caudal bombeado para tiempo seco hacia la PTAR ...................................................... 2-116

Figura 2-40. Velocidad en el IIS para la condición en tiempo seco. .................................................. 2-116



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Figura 2-41. Caudal Bombeado para la condición con lluvias ........................................................... 2-119

Figura 2-42. Hidrogramas y velocidades afluentes a los sistemas de bombeo ................................... 2-120

Figura 2-43. Comportamiento de la velocidad en el IIS, para condición con lluvia para un TR para un TR de 100 años ............................................................................................................................... 2-121

Figura 2-44. Estimativo de Cargas afluentes a la PTAR para la condición de Saturación ..................... 2-128

LISTADO DE ANEXOS

Anexo 2.1. Población

Anexo 2.2 Calidad

Anexo 2.3 Resultados Modelación HEC – HMS

Anexo 2.4 Modelos HEC – HMS

Anexo 2.5 Modelación Hidráulica



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2. PRODUCTO 2: ANÁLISIS DE CAUDALES SANITARIOS Y CONDICIONES DE LLUVIA ESCORRENTÍA

Este documento hace parte del informe 8 informe final, dentro del convenio No. 9-07-26100-1060-2008 celebrado entre la Empresa de Acueducto de Bogotá y la Pontificia Universidad Javeriana en Diciembre de 2008, que tiene el objeto de realizar el “Apoyo y desarrollo de los lineamientos para la ampliación y optimización de la planta de tratamiento del Salitre, y estudio y evaluación de alternativas de manejo de las aguas lluvias en la cuenca del Salitre”.

El producto 2, tiene por objeto adelantar un análisis de la población, caudales y cargas contaminantes de la cuenca del Salitre con el fin de definir valores esperados en la PTAR el Salitre en cuanto a concentración y caudal, así como de analizar la información correspondiente a la zona de estudio.

En este informe se presentan los resultados consolidados de los análisis realizados a lo largo del convenio.

Se presentan las proyecciones de población para la cuenca Salitre y la comparación con las empleadas en estudios anteriores.

Se presentan los estimativos de consumos para la cuenca salitre.

Se presentan los estadísticos de calidad de agua en la estación elevadora para diferentes condiciones de lluvia dentro de la cuenca y la tendencia de comportamiento anual de SST y DBO5.

Se presentan algunas consideraciones de calidad de agua relacionadas con la primera campaña de monitoreo elaborada por la Empresa de Acueducto en 2009 en diferentes puntos de la red.

Se presenta la metodología empleada en los análisis hidrológicos para estimar los caudales afluentes a la Estación elevadora. Se presentan resultados parciales de la modelación hidrológica.

Se presenta la metodología empleada en la modelación hidráulica efectuada para estimar los caudales aferentes a la Estación elevadora. Se presentan resultados parciales de la modelación hidráulica.

Se presenta el análisis de las obras complementarias en la red para la optimización del manejo del afluente a la PTAR.

Se presentan las consideraciones y conclusiones obtenidas como resultado de las actividades con el experto internacional en hidrología urbana.



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2.1 ANÁLISIS DE POBLACIÓN

2.1.1 ANTECEDENTES

Como se explicó en el informes anteriores, para el desarrollo del capítulo de población se realizó la revisión de varios estudios, en los cuales se presentaban proyecciones de población que permitían estimar la población aferente de la cuenca El Salitre, adicionalmente en el pasado informe se describieron las diferencias entre cada uno de éstos y la razón de escogencia del estudio en el cual se baso la proyección de la población en la cuenca El Salitre.

Dentro de los estudios revisados se encuentran:

ESTUDIO, REVISIÓN Y AJUSTE DEL MODELO DE PROYECCIÓN DE DEMANDA DE AGUA PARA LA CIUDAD DE BOGOTÁ Y LOS MUNICIPIOS VECINOS. DANE, Cubillos, Carlos. Abril 2005.

EVALUACIÓN DE LOS CAUDALES Y NIVELES DE OPERACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIA DE LA CUENCA SALITRE E INGENIERÍA CONCEPTUAL DE LA NUEVA ESTACIÓN ELEVADORA DE AGUAS RESIDUALES SALITRE Y OBRAS ANEXAS. Castrellón Sánchez, Fabio. 2007.

DESARROLLO METODOLÓGICO DE LAS ESTIMACIONES REALIZADAS A NIVEL DE LOCALIDAD, UPZ Y MUNICIPIO, Y LAS DESAGREGACIONES POR GRUPOS DE EDAD Y SEXO. DANE, Secretaria de Planeación Distrital. 2008.

El estudio empleado para la estimación de la población en la Cuenca El Salitre fue el realizado por el DANE y la Secretaría de Planeación Distrital, DESARROLLO METODOLÓGICO DE LAS ESTIMACIONES REALIZADAS A NIVEL DE LOCALIDAD, UPZ Y MUNICIPIO, Y LAS DESAGREGACIONES POR GRUPOS DE EDAD Y SEXO.

2.1.2 Metodología para la Estimación de Población

2.1.2.1 Información Recopilada

La principal fuente de información para la estimación de población en la cuenca son las estimaciones a nivel de UPZ para la ciudad de Bogotá, desde el año 2005 hasta el año 2015 y condición de saturación a nivel de localidades.

Para este informe la Secretaría de Planeación Distrital proporcionó la última versión de estas proyecciones de población. Las cuales fueron actualizadas por la SDP para lograr la concordancia entre Localidades y UPZ, en el Anexo 2.1.1 se puede observar la memoria de las proyecciones de población enviadas por la Secretaria de Planeación Distrital, las cuales contienen las proyecciones por UPZ para el periodo 2005 – 2015 y por localidad para la condición de saturación.



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La población a Saturación a nivel de localidades no tuvo modificaciones, ya que de acuerdo con el criterio de la SDP el uso del suelo y las densidades máximas no cambian; pero debido a que cambiaron las poblaciones en las UPZ para el año 2015, la saturación a nivel de UPZ cambió, ya que el cálculo de estas se basa en la proporción de la distribución de población en cada UPZ respecto a las localidades con base al año 2015.

La población a saturación para cada UPZ se obtuvo a partir de la información de saturación a nivel de localidad y la distribución de población en las UPZ según los totales de cada localidad, para lo proyectado en el año 2015. Por ejemplo, si para una UPZi la población en el año 2015 es 1.000 habitantes y ésta pertenece a la localidad 1 que tiene un total de población en el año 2015 de 10.000, según esto el porcentaje de distribución de población de ésta UPZ para el año 2015 es de 10%, y si se estima que la localidad 1 tiene una población a saturación de 18.000 habitantes, entonces la población a saturación de la UPZi será de 1.800 habitantes, como se indica a continuación.

Se escogió la distribución de población según los valores del año 2015, porque es el último año proyectado y adicionalmente, para éste año muchas de las UPZ ya habrán entrado a saturación, por lo cual se considera como la mejor estimación para hallar la población de saturación de cada una de las UPZ.

Desde el Informe Mensual 4 se cuenta con la información geográfica consignada en la cobertura de las UPZ para todo Bogotá, también obtenido a través de la Secretaria de Planeación Distrital, dentro de su convenio con el Fondo Rotatorio del DANE – FONDANE, además de la cobertura de subcuencas de la Cuenca el Salitre entregado por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

Adicionalmente se utilizó la cobertura de UGAS de la Universidad de los Andes, para la definición de las subcuencas de modelación y para el cálculo de población a nivel de UGAS. Esta información corresponde al convenio de investigación entre la Universidad de los Andes y la Empresa de Acueducto de Bogotá.

En el Anexo 2.1.2 se presentará los archivos geográficos creados y utilizados para la estimación de población en la Cuenca el Salitre, en formato vectorial de SIG.

2.1.2.2 Población en La Cuenca El Salitre

La población dentro de la cuenca el Salitre se determinó en tres niveles geográficos, de los cuales se cuenta con las coberturas correspondientes:

Subcuencas Sanitarias

Unidades de Gestión de Alcantarillado – UGA (Universidad de los Andes)



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Subcuencas de Modelación por interceptor

La población en cada una de las cobertura se halló haciendo uso del software de manejo de información geográfica ARCGIS.

Para el cálculo de la población, se realizó un cruce entre las coberturas bases (Cuenca Sanitaria y UGAS) y la cobertura de UPZ, y mediante la densidad poblacional de cada UPZ, hallada previamente con base al área y la población reportada para en cada año, se estimó la población para cada una de las subcuencas sanitarias, para las UGAS y cuencas de modelación.

La población calculada se dividió en dos, la población actualmente aferente a la PTAR, la cual no incluye a Sears, Arzobispo, Río Bogotá, Jaboque, Torca; y la población futura aferente a la PTAR, las cuales no incluyen ni Sears ni Arzobispo y tiene en cuenta la conexión del ENCOR y la adición de Torca a la red aferente a la PTAR. Actualmente las aguas que recoge el ENCOR pertenecen a las subcuencas sanitarias de Jaboque y Río Bogotá, las cuales vierten hoy en día (a septiembre de 2009) sus aguas al Río Bogotá.

Adicionalmente las UPZ cuentan con un área adicional por fuera de la delimitación de la Cuenca el Salitre y que se ubica en la zona de los cerros orientales, la cual es llamada San Isidro Patios, fue incluida dentro del cálculo debido a que se encuentra incluida en la población para la zona de Salitre, pero debido a que no presenta ninguna conexión, no se incluyó dentro de los cálculos de población aferente y futura a la PTAR.

A continuación se muestra el proceso para cada una de las estimaciones

1. Cuencas Sanitarias

Para la Cuenca El Salitre las subcuencas definidas son:

San Marcos

Juan Amarillo Derecho

Juan Amarillo Izquierdo

Colsubsidio

Jaboque

Río Bogotá

Norte

Cedro



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Delicias

Salitre

Sears

Bonanza

Calle 74

Pinos

Rio Negro

Rio Nuevo

La Vieja

Molinos

Britalia

Callejas

Córdoba

Tabora

Chico Norte

Arzobispo

Como se mencionó en el Informe Mensual 4 el límite definido de la cuenca sanitaria El Salitre en el SIG de la empresa no abarca la totalidad de ciertas UPZ que se encuentran en la parte oriental, norte y occidental, teniendo en cuenta que corresponden a Unidades de Planeación Zonal, y puesto que se tiene una cobertura alta del sistema de alcantarillado la diferencia obedece a que no hay correspondencia geográfica entre los vectores que definen las UPZ y las subcuencas Sanitarias, situación que se recomienda corregir a futuro.

Por lo tanto la cobertura correspondiente a las subcuencas sanitarias se redefinió para que incluyera toda la población dentro de las UPZ de la Cuenca El Salitre, este ejercicio solo se realizó para las siguientes subcuencas, la cobertura correspondiente a la cuenca redefinida se adjunta en el Anexo 2.1.3

Juan Amarillo Izquierdo



10/09/2009 2-14 V0


San Marcos

Colsubsidio

Rio Bogotá

Norte

Cedro

Delicias

Sears

Rio Negro

La Vieja

Molinos

Callejas

Tabora

Chico Norte

Arzobispo

La población entre los años 2005 – 2015 y Saturación para cada una de las cuencas sanitarias se observa en la tabla Tabla 2-1. En el Anexo 2.1.4 se adjunta la memoria de cálculo.

CONVENIO No. 9-07-26100-1060-2008 APOYO Y DESARROLLO DE LOS LINEAMIENTOS PARA LA AMPLIACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

DEL SALITRE, Y ESTUDIO Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE MANEJO DE LAS AGUAS LLUVIAS EN LA CUENCA DEL SALITRE

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Tabla 2-1. Población Cuenca El Salitre

Subcuencas Área (Ha) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturació

n

Arzobispo 617,42 65.170 65.288 65.440 65.594 65.752 65.878 65.988 66.084 66.108 66.052 65.919 62.366

Bonanza 137,67 36.106 36.087 36.091 36.079 36.050 36.010 35.938 35.864 35.787 35.711 35.639 34.568

Britalia 811,31 80.035 82.188 84.385 86.610 88.875 91.142 93.396 95.677 98.009 100.439 102.975 98.557

Calle 74 58,04 11.762 11.861 11.938 11.999 12.051 12.102 12.133 12.174 12.230 12.311 12.424 11.653

Callejas 218,23 22.866 22.985 23.104 23.215 23.318 23.416 23.498 23.572 23.634 23.685 23.733 23.576

Cedro 743,88 136.588 137.659 138.725 139.767 140.795 141.789 142.814 143.778 144.682 145.506 146.241 147.911

Chico Norte 231,19 17.169 17.075 17.010 16.950 16.888 16.828 16.794 16.738 16.663 16.558 16.414 15.174

Colsubsidio 173,04 36.060 36.869 37.641 38.404 39.165 39.921 40.663 41.403 42.152 42.916 43.693 42.349

Córdoba 1252,81 169.995 171.307 172.658 173.916 175.107 176.215 177.113 177.952 178.785 179.637 180.584 172.878

Delicias 174,11 25.529 25.778 26.011 26.232 26.452 26.663 26.883 27.097 27.298 27.494 27.670 25.734

Jaboque 306,38 45.931 47.266 48.568 49.869 51.178 52.493 53.810 55.139 56.486 57.859 59.272 57.489 Juan Amarillo

Derecho 2158,25 540.409 559.656 579.201 598.978 618.940 639.133 659.373 679.900 700.786 722.327 744.653 712.712

Juan Amarillo Izquierdo 629,60 141.914 144.819 147.632 150.419 153.175 155.921 158.607 161.293 164.011 166.784 169.632 163.829

La Vieja 287,24 38.630 38.988 39.307 39.608 39.897 40.178 40.460 40.742 41.022 41.316 41.610 38.603

Molinos 1022,95 108.317 107.966 107.732 107.493 107.212 106.909 106.561 106.182 105.760 105.291 104.817 104.710

Norte 643,18 81.108 81.471 81.804 82.112 82.418 82.695 82.989 83.235 83.444 83.614 83.724 84.681

Pinos 187,15 59.288 59.192 59.119 59.016 58.885 58.737 58.537 58.331 58.122 57.911 57.709 55.975

Rio Bogotá 945,55 162.786 167.493 172.083 176.669 181.282 185.917 190.557 195.244 199.994 204.833 209.806 203.503

Rio Negro 878,20 103.501 103.860 104.141 104.333 104.452 104.566 104.626 104.676 104.772 104.921 105.157 97.893

Rio Nuevo 396,15 74.021 74.558 75.085 75.557 75.984 76.384 76.696 77.029 77.401 77.833 78.345 74.998

Salitre 725,27 131.106 132.286 133.334 134.248 135.077 135.877 136.484 137.166 137.974 138.960 140.199 132.512

San Marcos 610,32 143.622 144.593 145.544 146.439 147.280 148.089 148.797 149.482 150.177 150.885 151.622 147.023

Sears 261,26 33.727 34.054 34.381 34.708 35.044 35.364 35.723 36.056 36.337 36.567 36.717 34.007



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Tabla 2-1. Población Cuenca El Salitre

Subcuencas Área (Ha) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturació

n

Tabora 175,00 47.870 47.823 47.795 47.745 47.671 47.581 47.449 47.310 47.168 47.025 46.890 45.457

Torca 2938,01 167.178 171.342 175.330 179.385 183.507 187.677 191.916 196.206 200.569 204.899 209.219 209.071 San Isidro

Patios 113,02 13.769 14.335 14.935 15.559 16.201 16.858 17.616 18.383 19.134 19.842 20.540 18.812

Total 16.695 2.494.457 2.536.799 2.578.994 2.620.904 2.662.656 2.704.343 2.745.421 2.786.7132.828.50

5 2.871.17

6 2.915.20

4 2.816.041 Población Actual

Aferente a la PTAR 2.005.896 2.037.021 2.068.257 2.099.120 2.129.692 2.160.156 2.189.811 2.219.601 2.249.877

2.281.124

2.313.731 2.230.793

Población Futura Aferente a la PTAR 2.381.791 2.423.122 2.464.238 2.505.043 2.545.659 2.586.243 2.626.094 2.666.190 2.706.92

6 2.748.71

5 2.792.02

8 2.700.856

Nota: El área reportada para cada una de las subcuencas corresponde a la de la cuenca El Salitre redefinida para la inclusión de la población de las UPZ.



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Una vez realizado este ejercicio se encontró que para la Cuenca El Salitre a nivel de cuencas sanitarias la población en el año 2005 aferente a la PTAR, es de 2.005.896 habitantes, y a saturación de 2.230.793 habitantes.

En el caso de la zona de Torca se tomó la población encerrada en las áreas ubicadas en la zona norte de la cuenca, las cuales incluyen partes de las siguientes UPZ:

Guaymaral

La Academia

Pase de los Libertadores

San Jose de Bavaria

Britalia

Casa Blanca Suba

Verbenal

La Uribe

Toberin

Para la zona de Torca la población total al año 2005 es de 167.178 habitantes y para Saturación es de 209.071 habitantes.

En el Anexo 2.1.3 se puede observar la cobertura correspondiente a la zona de Torca.

1. Población por Unidades de Gestión de Alcantarillado – UGAS

Para el cálculo de la población por UGAS se utilizó la cobertura entregada por el convenio entre la facultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes y la Empresa de Acueducto el día 7 de Septiembre de 2009 y la cobertura de las UPZ de la SPD.

La cobertura de las UGAS no abarca totalmente la cobertura de las UPZ, debido a la no concordancia geográfica entre ellas, por lo cual para efectos operativos se crearon nuevas áreas para abarcar las zonas de UPZ faltantes, de tal forma que toda la población quedara incluida dentro del cálculo de población de la Cuenca El Salitre a nivel de UGAS. La cobertura redefinida de las UGAS se incluye en el Anexo 2.3.

El cálculo de la población de la Cuenca El Salitre a nivel de UGAS se realizó de la misma forma que a nivel de subcuencas, se realizó el cruce de coberturas entre la cobertura de UGAS redefinidas y la cobertura de UPZ en el programa ARCGIS y se determinó la población con base



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en las densidades poblacionales de las UPZ, previamente calculadas. La población total para todas las UGAS entre 2005 a 2015 y a Saturación, se presentan en la Tabla 2-2, y en el Anexo 2.4 se encuentra la memoria de cálculo, donde se diferencia la población por UGA.



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Tabla 2-2. Totales de Población por UGAS Subcuenca de Modelación 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Población Actual Aferente a la PTAR 1.978.877 2.009.335 2.039.949 2.070.207 2.100.189 2.130.056 2.159.114 2.188.330 2.217.978 2.248.599 2.280.545 2.198.429

Población Futura Aferente a la PTAR 2.393.025 2.434.393 2.475.534 2.516.375 2.557.036 2.597.651 2.637.523 2.677.667 2.718.407 2.760.208 2.803.514 2.711.725



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La población futura esperada en la PTAR a nivel de UGAS para saturación es de 2.711.725 habitantes.

La zona de Torca también se tuvo en cuenta, y se definió a partir de las UGAS identificadas como pertenecientes a las subcuencas sanitaria de Torca, además de la zona sobresaliente de las UPZ anteriormente identificadas en el cálculo de la población a nivel de cuencas sanitarias.

La población de Torca para los años entre 2005 – 2015 y saturación se presentan en la tabla Tabla 2-3.



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Tabla 2-3. Población en Subcuencas de Modelación

Subcuenca de Modelación 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Córdoba 605.405 610.022 614.809 619.473 624.044 628.429 632.567 636.523 640.388 644.213 648.102 637.176 Encor 250.602 257.513 264.221 270.916 277.641 284.390 291.132 297.939 304.839 311.870 319.097 309.184

Garces Navas 71.607 73.021 74.384 75.728 77.052 78.363 79.635 80.901 82.168 83.457 84.769 82.087 IRB 62.662 65.182 67.740 70.335 72.972 75.645 78.344 81.095 83.898 86.798 89.807 86.010

Occidente 12.736 12.982 13.209 13.434 13.655 13.875 14.090 14.305 14.522 14.742 14.970 14.445 Oriente 12.735 12.982 13.208 13.434 13.654 13.874 14.089 14.304 14.522 14.742 14.970 14.445

Pinos Serena 67.032 67.053 67.090 67.094 67.069 67.022 66.912 66.798 66.676 66.553 66.438 64.438 Salitre Sur 479.779 482.706 485.420 487.782 489.887 491.900 493.528 495.216 497.061 499.196 501.711 474.303 San Marcos 146.291 147.282 148.248 149.156 150.014 150.843 151.564 152.268 152.983 153.713 154.479 149.795

Suba Tibabuyes 371.985 385.192 398.574 412.115 425.737 439.500 453.253 467.191 481.325 495.879 510.926 489.064 Tabora Lorena 44.621 44.584 44.564 44.521 44.459 44.381 44.266 44.145 44.020 43.895 43.774 42.462

Tibabuyes Occidental 104.024 108.329 112.703 117.135 121.646 126.224 130.866 135.584 140.415 145.411 150.599 144.204 Torca 163.546 167.545 171.364 175.252 179.206 183.205 187.277 191.398 195.590 199.739 203.872 204.112 Total 2.393.025 2.434.393 2.475.534 2.516.375 2.557.036 2.597.651 2.637.523 2.677.667 2.718.407 2.760.208 2.803.514 2.711.725

Población Actual Aferente a la PTAR 1.978.877 2.009.335 2.039.949 2.070.207 2.100.189 2.130.056 2.159.114 2.188.330 2.217.978 2.248.599 2.280.545 2.198.429

Población Futura Aferente a la PTAR 2.393.025 2.434.393 2.475.534 2.516.375 2.557.036 2.597.651 2.637.523 2.677.667 2.718.407 2.760.208 2.803.514 2.711.725



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2. Población por Subcuencas de Modelación

Las subcuencas de modelación se definieron para cada uno de los interceptores afluentes al IIS antes de la confluencia de los interceptores Córdoba e Interceptor Izquierdo Salitre, estas subcuencas fueron definidas a partir de las UGAS (Convenio Universidad de los Andes – Empresa de Acueducto).

La población para las subcuencas de Modelación fue basado en el cálculo previo de la población por UGAS.

Las subcuencas de modelación definidas bajo el criterio de representar el aporte de los principales interceptores afluentes al Interceptor izquierdo Salitre son:

Interceptor Engativa – Cortijo (ENCOR)

Interceptor Córdoba

Interceptor Garcés – Navas

Interceptor San Marcos

Interceptor Pinos – Serena

Interceptor Tabora – Lorena

Interceptor Tibabuyes Occidental

Interceptor Suba – Tibabuyes

Interceptor Río Bogotá (IRB)

Interceptor Salitre Sur

Se identificaron las UGAS correspondientes a cada subcuenca de modelación, y se totalizó la población para cada subcuenca.

La población de los años entre el 2005 – 2015 y saturación, de cada subcuenca de modelación se puede ver en la Tabla 2-3.

2.1.3 Los escenarios de población

Los escenarios tomados para la proyección de la Cuenca El Salitre fueron los mismos que tuvo en cuenta FONDANE – SDP, los cuales realizaron proyección a partir de los datos del censo del 2005, año a año hasta el 2015 y para la condición de Saturación.



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En ese estudio se realizó la proyección del borde norte, aunque aún continua en trámite el proyecto decreto “Por el cual se adopta la Operación Estratégica “Eje de Integración Norte”, el Plan de Ordenamiento Zonal (POZ) del Norte y las Unidades de Planeamiento Zonal (UPZ) 01 Paseo de los Libertadores, 02 Academia y 03 Guaymaral y se dictan otras disposiciones”, teniendo en cuenta que eventualmente la EAAB extienda la cobertura de interceptores a ésta zona, se debe considerar en estudios posteriores las disposiciones finales sobre la densidad habitacional de las UPZ reglamentadas en este decreto. Sin embargo puesto que la mayoría de las disposiciones previstas consideran los planteamientos del POT, no se espera una variación considerable en el caudal del interceptor correspondiente.

2.1.4 Análisis de resultados

Los totales de población para la Cuenca El Salitre fueron calculados mediante la unión de la cobertura de UPZ entregada por la Secretaría de Planeación Distrital con las siguientes coberturas:

Subcuencas Sanitarias, información entregada por la EAAB

Unidades de Gestión de Alcantarillado – UGAS, entregado por el convenio de la Universidad de los Andes y la Empresa de Acueducto de Bogotá

Subcuencas de Modelación, definidas a partir de las UGAS

A continuación se presentan los totales de población en la condición de saturación para la Cuenca El Salitre sin incluir Arzobispo ni Sears, en las tres coberturas.

Coberturas Población Saturación

Cuencas Sanitarias 2.700.856 UGAS 2.711.725

Subc. de Modelación 2.711.725

Se puede apreciar que para las UGAS y las subcuencas de modelación el total de población es el mismo, debido a que las subcuencas de modelación son definidas a partir de las UGAS.

Se observa una diferencia de población entre la cobertura de cuencas sanitarias y UGAS de 10.869 habitantes, esta diferencia se explica debido a las no concordancias geográficas presentadas entre la cobertura de las cuencas sanitarias de la EAAB y las UGAS definidas por la Universidad de Los Andes.

Las UGAS son definidas a partir de redes actuales, mientras que las subcuencas sanitarias incluyen las zonas dotadas y no dotadas aún de redes, por lo cual existe una no concordancia entre los límites de éstas dos coberturas, internamente en los límites entre subcuencas y en la delimitación del polígono externo.



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Adicionalmente se debe tener en cuenta que la cobertura de UGAS presenta una resolución geográfica mayor a la cobertura de la subcuencas sanitarias, esta diferencias en la resolución también originan diferencias en el estimativo de la población, que está basado en el criterio de densidad poblacional por UPZ, ya que no se cuenta con estimativos de población a nivel de manzana.

2.2 ANÁLISIS DE INFORMACIÓN DE CAMPO

Este informe presenta una caracterización de los datos de calidad y cantidad de agua afluente a la PTAR Salitre.

2.2.1 Análisis Calidad – Datos de calidad del agua Afluente a la Estación elevadora Salitre

Para poder delimitar el alcance de la modelación a efectuar se analizó la información de cantidad y calidad de agua disponible. A partir de la información de campo de cantidad y calidad de agua tanto en el sitio de la estación elevadora, disponible a nivel diario en el periodo 2004 – 2009 y de la campañas de monitoreo realizada en 2009 en la cuales se tomaron datos sobre 7 puntos de la red, en interceptores sanitarios o combinados, se elaboró un análisis exploratorio de datos con el fin de identificar los parámetros y condiciones más relevantes a la cantidad y calidad de agua en la Estación Elevadora Salitre, este análisis se concentró en los siguientes aspectos:

Estadísticos básicos de cantidad y calidad de agua en la Estación Elevadora Salitre para el periodo disponible.

Evaluación de los estadísticos básicos de cantidad y calidad de agua en la Estación Elevadora Salitre para días sin lluvia sobre la cuenca aferente.

Evaluación de la incidencia de la lluvia en los estadísticos de cantidad y calidad de agua en la Estación Elevadora Salitre.

Evaluación de la incidencia de la lluvia en la calidad de agua en diferentes puntos monitoreados en el sistema de alcantarillado.

La información presenta en términos generales una gran dispersión en los valores de los diferentes parámetros. Sin embargo, y teniendo en cuenta que la concentración de los determinantes de calidad es altamente dependiente de la cantidad de agua se pretendió analizar la tendencia en valores promedio de acuerdo con la cantidad de precipitación media sobre la cuenca.



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2.2.1.1 Estadísticos de cantidad y calidad de agua

A partir de la serie de datos diarios de calidad de agua en la estación elevadora Salitre se obtuvieron los estadísticos principales de la serie completa, la serie de días sin precipitación y la serie de días con lluvia.

Características del agua bombeada en la Estación elevadora para días sin precipitación

El filtro de precipitación se efectuó tomando como día sin lluvia aquel para el cual no se presenta precipitación en ninguna de las 11 estaciones disponibles, buscando de esta forma caracterizar los valores medios de calidad afluente a la PTAR en condiciones sin lluvia.

De los análisis realizados se puede apreciar que los parámetros de calidad que presentan una mayor variación en su media por efecto de la precipitación (escorrentía afluente a la estación elevadora) son sólidos suspendidos (totales y volátiles), DBO5 y DQO.

Para la serie de datos de días sin lluvia se encuentra un caudal bombeado promedio en la Estación Elevadora Salitre de 3,86 m3/s, sin embargo puede apreciarse que el caudal máximo para la serie es de 7,72 m3/s. Lo anterior se explica porque los valores diarios de precipitación tienen registro entre las 7:00 am de un día y las 7:00 am del día siguiente, por tanto lluvias en la noche o la madrugada pueden afectar el caudal bombeado del día siguiente. Puede inferirse que lluvias en la madrugada o en el día anterior ocasionan que se deba operar el sistema de bombeo con caudales hasta de 7,72 m3/s, valores por encima de 4,5 m3/s indican que se supera el criterio para condición de lluvias de operar las 4 bombas en un intervalo de 1 hora.

En cuanto a los parámetros relacionados con calidad se encuentra una concentración media de 247 mg/l de SST y 177 mg/l de SSV. Se obtiene un valor medio de DBO5 de 293 mg/l y una DQO de 601mg/lt. Los estadísticos básicos de la serie de datos en día seco se presentan en la Tabla 2-4.



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Tabla 2-4. Estadísticos de los parámetros diarios de calidad de agua en la EES Tiempo Seco periodo 2004 -2008

Parámetro Q (m³/s)

SST (mg/L)

SSV (mg/L)

ST (mg/L)

SV (mg/L)

Conductividad (S)

Turbiedad (NTU)

DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

pH (Unidades)

Alcalinidad (mg

CaCO3/L)

Carga SST Ton/día

Carga DBO5

Ton/díaMedia 3,87 247 177 657 345 731 183 293 601 7,3 239 84 99 Max 7,72 586 371 979 558 993 319 449 1039 7,6 318 190 145 Min 2,82 95 63 453 170 533 88 108 297 7,1 164 22 23

Desv. Est. 0,40 76 52 88 65 79 37 54 117 0,1 25 26 19 Q1 3,69 195 143 613 305 689 161 266 540 7,3 220 67 88 Q2 3,91 244 177 651 340 724 183 297 599 7,3 240 80 100 Q3 4,06 279 204 700 378 771 205 324 667 7,4 256 94 109 C.V. 0,10 0,31 0,29 0,13 0,19 0,11 0,2 0,19 0,2 0,01 0,1 0,31 0,19

Coef. Asim. 3,55 1,3 0,8 0,5 0,4 0,3 0,3 -0,5 0,2 -0,1 0 1,4 -0,3 Curtosis 37,04 3,2 1,7 1,5 0,5 1,1 0,8 1,3 1,2 -0,3 0 3,4 1,2 # Datos 228 230 229 223 222 214 223 230 168 223 223 196 196



10/09/2009 2-27 V0

En la tabla puede apreciarse la variabilidad asociada los determinantes de calidad de agua, los valores de sólidos suspendidos totales varían por ejemplo de un mínimo de 95 mg/l a un máximo de 586 mg/l, la DBO5 por su parte varía entre 108 mg/l y 449 mg/l (valores diarios ponderados). El pH no presenta una alta variabilidad, manteniéndose en alrededor de 7 unidades. La carga de SST es de 84 ton/día mientras que la carga de DBO5 es de 99 ton/día.

Con el fin de reducir la incidencia de la no correspondencia temporal de la precipitación y el efecto del tiempo de tránsito hasta la estación elevadora, se seleccionaron los valores diarios para los cuales no se reporto registro de precipitación y adicionalmente tenían un día antecedente sin lluvia. El anterior ejercicio permite depurar el rango de caudal bombeado en la estación elevadora para condición sin lluvias.

Bajo la condición descrita, se obtiene un caudal medio bombeado en la estación elevadora salitre de 3,8 m3/s, este valor es un indicador del aporte de agua residual de la cuenca Salitre a la estación elevadora y la infiltración que pueda presentarse durante periodos secos. La variabilidad en el valor del caudal se reduce a valores mínimos de 3,0 m3/s y un máximo de 4,2 m3/s.

La concentración media de SST es de 251 mg/l, se presenta un valor máximo de 459 mg/l y un valor mínimo de 153 mg/lt. Los SSV presentan un valor medio de 183 mg/l, un valor máximo de 312 mg/l y un valor mínimo de 111 mg/l. La DBO5 presenta un valor medio de 434 mg/l, y su variabilidad indica un rango entre 434 mg/l y 220 mg/l en la Tabla 2-5 se presentan los estadísticos básicos de la serie obtenida.



10/09/2009 2-28 V0

Tabla 2-5. Estadísticos de los parámetros de calidad de agua de días secos sin lluvia en 1 día antecedente periodo 2004 -2008

Parámetro Q (m3/s)

SST (mg/L)

SSV (mg/L)

ST (mg/L)

SV (mg/L)

Conductividad (mS)

Turbiedad (NTU)

DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

pH (Unidades)

Alcalinidad (mg

CaCO3/L)

Cargas SST

(Ton/día)

Cargas DBO5

(Ton/día) Media 3.8 251.0 183.5 653.1 358.4 752.2 186.0 313.3 611.9 7.4 249.6 86.3 105.1 Max 4.2 458.9 312.8 877.0 484.6 857.4 270.6 434.3 792.2 7.6 280.0 165.2 142.5 Min 3.0 153.0 111.8 489.3 257.5 600.5 124.4 220.0 469.7 7.2 213.8 42.5 69.5

Desv. Est. 0.2 71.9 48.8 73.6 59.9 62.5 33.9 45.2 87.6 0.1 15.7 26.1 17.7 Q1 3.6 200.1 149.0 621.0 317.5 706.3 170.4 286.5 554.3 7.4 240.0 72.3 95.7 Q2 3.8 240.0 177.4 651.5 361.4 750.4 186.4 317.4 599.3 7.4 250.2 82.2 104.3 Q3 3.9 270.3 204.0 682.2 379.2 793.1 199.8 338.5 648.0 7.4 260.0 92.2 114.7 C.V. 0.07 0.29 0.27 0.11 0.17 0.08 0.18 0.14 0.14 0.01 0.06 0.30 0.17

Coef. Asim -1.2 1.1 0.9 0.6 0.3 -0.2 0.5 0.3 0.6 -0.6 -0.4 1.2 0.3 Curt. 2.1 1.1 0.6 2.2 -0.2 -0.2 0.5 0.6 -0.2 1.4 0.0 2.0 0.2

# Datos 37.0 38.0 38.0 34.0 34.0 32.0 34.0 38.0 30.0 34.0 34.0 30.0 30.0



10/09/2009 2-29 V0

En contraste se estimaron los estadísticos de los parámetros de calidad en la estación elevadora Salitre para los días en que se reporta precipitación en alguna de las estaciones cercana a la cuenca, estos valores se presentan en la Tabla 2-6. En estos resultados puede apreciarse un caudal medio bombeado de 4,08 m3/s, una concentración de sólidos suspendidos de 214 mg/l, la concentración media de sólidos suspendidos volátiles es de 149 mg/l. La DBO5 media es de 249,8 mg/l. La carga diaria de SST alcanza un valor medio de 75,7 ton/día y la carga de DBO5 alcanza un valor de 87,5 ton/día.



10/09/2009 2-30 V0

Tabla 2-6. Estadísticos de calidad de agua en la estación elevadora Salitre para días con lluvia. Periodo 2004 -2008.

Parámetro Q (m3/s)

SST (mg/L)

SSV (mg/L)

ST (mg/L)

SV (mg/L)

Conductividad (mS)

Turbiedad (NTU)

DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

pH (Unidades)

Alcalinidad (mg

CaCO3/L)

Cargas SST

(Ton/día)

Cargas DBO5

(Ton/día)Media 4,09 214.7 148.6 604.0 303.9 683.1 166.6 249.8 515.7 7.3 222.0 75.7 87.5 Max 9,39 533.2 355.6 1574.5 993.1 4136.4 370.0 493.1 1187.4 7.7 1354.1 166.4 171.7 Min 2,26 69.6 43.4 287.1 108.4 305.7 57.3 58.8 95.4 6.9 106.8 6.0 13.8

Desv. Est. 0,61 63.0 47.2 106.6 74.0 147.3 39.7 68.7 137.9 0.1 50.6 21.1 22.0 Q1 3,96 171.4 115.3 539.2 255.4 611.9 139.8 205.9 422.5 7.2 200.5 61.8 74.6 Q2 4,04 210.0 145.9 614.8 306.7 699.5 167.0 254.8 525.0 7.3 221.0 73.3 89.1 Q3 4,10 253.3 178.3 673.4 351.5 751.4 194.5 298.8 611.0 7.4 240.9 87.6 102.2 C.V. 0,15 0.29 0.32 0.18 0.24 0.22 0.24 0.27 0.27 0.02 0.23 0.28 0.25 Coef. Asim 4,26 0.6 0.4 0.3 0.9 8.2 0.1 -0.2 0.0 0.1 12.1 0.7 -0.2

Curt. 23,97 0.9 0.3 4.2 7.8 197.4 0.2 -0.1 0.3 0.1 257.9 1.0 0.2 # Datos 1594 1620 1588 1581 1580 1527 1586 1621 1165 1586 1587 1478 1478



10/09/2009 2-31 V0

Se puede apreciar mediante este análisis que el caudal medio aumenta un 5,8% en promedio en días con lluvia respecto a días secos, los SST se reducen entre un 9% y un 26% en días con lluvia, mientras que el valor medio se reduce en un 13%. Para los SSV se presenta una reducción entre el 4% y el 31%, con una reducción media debido al efecto de la lluvia de 15,9%. La DBO5 tiene una reducción media de 14,7% mientras que la DQO presenta una reducción media del 14,2%.

Otros parámetros de calidad como los ST, SV, conductividad, turbiedad y alcalinidad presentan reducciones promedio inferiores al 10%. Sin embargo para algunos eventos la concentración de ST puede reducirse hasta un 60%, la de sólidos totales hasta en un 78% y la turbiedad puede reducirse hasta en el 9%. La alcalinidad y la conductividad máximas pueden presentar grandes variaciones respecto a los valores máximos en tiempo seco.

En la Figura 2-1 se presenta el diagrama tipo box con los datos de caudal de toda la serie, para la serie de días sin lluvia y para la serie de días que registran precipitación. Puede apreciarse la variabilidad que le introduce la lluvia a la operación de la estación elevadora, para la cual se reportan valores diarios hasta de 9,4 m3/s.

Figura 2-1. Diagrama tipo box para los datos de caudal medio diario bombeado.

Los valores corresponden al el periodo ene 2004 – ene 2009.

En la Figura 2-2 se presenta el diagrama tipo box para los datos de DBO5 y DQO, puede apreciarse la variabilidad de los valores tanto días sin lluvias como en los días con lluvia, siendo más amplio el rango en días con lluvia, se presentan valores por encima y por debajo de la media. Con los datos de SST, SSV, ST y SV se presenta una reducción en la media para la

0

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3

4

5

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7

8

9

Serie completa

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3

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5

6

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8

días sin lluvia (m³/s)

Caudal diario Bombeado en la EES (m³/s)

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1

2

3

4

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6

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8

9

días con lluvia (m³/s)



10/09/2009 2-32 V0

condición con lluvia, pero a la vez se presenta una mayor variabilidad en las concentraciones máximas para días particulares, esto puede apreciarse en la Figura 2-3.

Figura 2-2. Diagrama tipo box para los datos de DBO5 y DQO en la estación elevadora.

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200

250

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350

400

450

500

Serie completa

100

150

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300

350

400

450

días sin lluvia

DBO5 (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia

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Serie completa

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días sin lluvia

DQO (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

200

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600

800

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días con lluvia



10/09/2009 2-33 V0

Figura 2-3. Diagrama tipo box para los datos de sólidos reportados en la EES.

Los valores promedio de turbiedad presentan una reducción cuando se analizan los datos con lluvias, los datos de alcalinidad por su parte presentan un par de datos atípicos en el rango de 1200 a 1400 mg CaCO3/l para la condición con lluvia. Los diagramas tipo box para estos parámetros se presentan en la Figura 2-4.

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Serie completa

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días sin lluvia

SST (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia

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Serie completa50

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días sin lluvia

SSV (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia

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Serie completa

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días sin lluvia

ST (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia

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Serie completa

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días sin lluvia

SV (mg/L) en la Estación elevadora Salitre

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700

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días con lluvia



10/09/2009 2-34 V0

Figura 2-4. Diagrama tipo box para los datos de turbiedad y alcalinidad reportados en la EES.

Con el fin de evaluar de forma más clara la variación de las concentraciones de los principales determinantes de calidad bajo el efecto de la precipitación, se clasificó la serie de datos diaria en función de la precipitación media diaria caída sobre la cuenca El Salitre, para lo cual se separaron los datos de cada parámetro de calidad y caudal en rangos de precipitación media sobre la cuenca (Pm) con un incremento de 2 mm en 11 rangos de clase. Para cada conjunto de datos obtenido se estimaron los estadísticos básicos, con el fin de identificar sobre la tendencia media, el efecto de la cantidad de precipitación sobre la calidad del agua que llega a la estación elevadora.

Se obtuvo una tendencia inicial de incremento de caudal hasta precipitaciones medias en la cuenca de 8 mm, rango por encima del cual se debe operar la estación de bombeo bajo la condición crítica de más de dos bombas simultaneas. La situación crítica el funcionamiento de 4 bombas en un tiempo máximo de 1 hora al día, esta situación corresponde a un caudal medio de 4,4 m3/s, después de este valor el nivel en el IIS obliga a abrir la compuerta de descarga, lo que explica el comportamiento irregular de la curva Q bombeado vs Pm que se presenta en la Figura 2-5 para precipitaciones medias en la cuenca superiores a 10 mm.

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Serie completa

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días sin lluvia

TURBIEDAD (NTU) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia

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Serie completa

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días sin lluvia

ALCALINIDAD (mg CaCO3/L) en la Estación elevadora Salitre

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días con lluvia



10/09/2009 2-35 V0

Figura 2-5. Curva rango de precipitación media vs Caudal medio bombeado

Para los SST se presenta una tendencia de decrecimiento de la concentración en función de la precipitación hasta el rango de valores de precipitación de 6 a 8 mm, después del cual se tiene un comportamiento no regular con el incremento de la precipitación y que está directamente influido por la operación de la compuerta y el número de bombas en operación. La tendencia de comportamiento es similar para, SSV, ST, SV, DBO5, DQO, conductividad y turbiedad, lo que indica una tendencia de decrecimiento en la concentración promedio en función de la precipitación sobre la cuenca aferente particularmente en el rango de precipitación entre 0 y 8 mm. En la Figura 2-6 se presenta el comportamiento medio de los sólidos suspendidos totales, sólidos suspendidos volátiles y sólidos volátiles en términos de la precipitación media en la cuenca.



10/09/2009 2-36 V0

Figura 2-6. Comportamiento medio de la concentración de sólidos con relación a la precipitación media en la cuenca El Salitre

En la Figura 2-7 se presenta la variación de la DBO5 y la DQO con respecto a rangos de precipitación media en la cuenca el salitre. Se presenta una tendencia decreciente de la concentración de estos dos determinantes hasta el rango de 6-8 mm de precipitación media en la cuenca El Salitre, valor a partir del cual el comportamiento se torna atípico debido al cambio en la operación de la estación de bombeo y la apertura de la compuerta de entrega al río Bogotá.

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190

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

SST(mg/l)

Rango de Precipitación media (mm)

Precipitación media vs SST(mg/l)

110

115

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135

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145

150

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

SSV (m

g/l)


Precipitación media vs SSV (mg/l)

y = ‐33.1ln(x) + 630.4R² = 0.820

450

470

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530

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

ST (m

g/l)


Precipitación media vs ST(mg/l)

y = ‐18.9ln(x) + 317.6R² = 0.826

220

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

SV (m

g/l)


Precipitación media vs SV (mg/l)



10/09/2009 2-37 V0

Figura 2-7. Comportamiento medio de la DBO5 y DQO con relación a la precipitación media en la cuenca El Salitre

Para lluvias medias sobre la cuenca El Salitre inferiores a 8 mm se presentan tendencias decrecientes con reducciones promedio hasta del 18% de SST, 23,6% de SSV, 13,9% para ST, 19% para SV, la turbiedad por su parte alcanza una reducción media de 13,4. La DBO5 por su parte presenta para este rango de precipitación una reducción hasta de 24,9% y la DQO una reducción de 23,7% respecto al promedio de las concentraciones en tiempo seco.

La conductividad presenta una reducción en la concentración hasta un 13% para lluvias medias hasta de 8 mm, para precipitaciones superiores a este valor se presenta una mayor variabilidad pero se mantiene la tendencia decreciente en el valor promedio de concentración, por ejemplo para lluvias medias en el rango de 18 a 20 mm la reducción en el valor medio de conductividad puede alcanzar hasta 26% de reducción sobre el valor promedio en tiempo seco.

La turbiedad presenta una reducción del 13.3% para el rango de precipitación entre 6 – 8 mm, el comportamiento de la conductividad y la turbiedad en función de los rangos de precipitación media definidos se presenta en la Figura 2-8.

y = ‐23.7ln(x) + 268.3R² = 0.854

160

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240

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280

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

DBO

(mg/l)


Precipitación media vs DBO5 (mg/l)

y = ‐36.6ln(x) + 540.8R² = 0.740

400

420

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DQO (m

g/l)


Precipitación media vs DQO (mg/l)



10/09/2009 2-38 V0

Figura 2-8. Comportamiento medio de la Conductividad y Turbiedad con relación al a precipitación media en la cuenca El Salitre

La alcalinidad presenta un porcentaje de reducción de 14,9% para lluvias hasta de 8 m en la cuenca, por encima de esta magnitud de precipitación se incrementa la variabilidad en la concentración aunque manteniendo una tendencia decreciente, para lluvias en el rango de 18-20 mm se presenta una reducción hasta del 24,6% en la concentración.

El pH no presenta una variabilidad mayor al 0,9% en relación con los diferentes intervalos de precipitación analizados.

El comportamiento de la carga de SST y DBO5 con relación a los rangos de precipitación se presenta en la Figura 2-9

y = 0.283x2 ‐14.22x + 722.1R² = 0.942

500

550

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700

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Cond

uctividad (

S)


Precipitación media vs Conductividad

130

135

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145

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155

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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Turbiedad


Precipitación media vs Turbiedad



10/09/2009 2-39 V0

Figura 2-9. Comportamiento medio de la carga de SST y DBO5 con relación al a precipitación media en la cuenca El Salitre

La carga promedio de SST presenta una tendencia de decrecimiento en función de los rangos de precipitación hasta 6 mm donde presenta un porcentaje de reducción respecto a los valores medios en tiempo seco de 13,7%, en este rango la carga diaria promedio se reduce de 83 ton/día a 72,4 ton/día. Por encima de este rango de precipitación la carga no tiene un comportamiento proporcional a la lluvia pero se presentan valores promedio máximo de 833 ton/día y mínimos promedio de 66 ton/día.

La carga promedio de DBO5 presenta una tendencia de decrecimiento hasta el rango de precipitación de 10 a 12 mm, donde se presenta una carga promedio de 74 ton/día respecto a los 99 ton/día de carga media en tiempo seco (25,4 % de reducción). Por encima de 12 mm de precipitación se incrementa la variabilidad de la carga de DBO5 afluente a la estación elevadora.

La carga mínima de SST diaria reportada para tiempo seco es de 21,9 ton/día, para el rango de lluvias medias entre 0-2mm el valor mínimo reportado es de 14 ton/día, mientras que en el rango de 2-8 mm se el mínimo reportado se encuentra por encima de los 30 ton/día. Se puede indicar que para lluvias por encima del rango de 0 -2 mm las cargas mínimas son superiores a la carga mínima promedio en tiempo seco.

La carga mínima de DBO en tiempo seco es de 22,7 ton/día. Solo se presenta una carga mínima promedio para el intervalo de precipitación entre 0-2 mm, para el intervalo de precipitación entre 2 y 8 mm se presentan cargas mínimas promedio superiores a 27 ton/día.

En términos generales las concentraciones promedio de SST, SSV, ST, SV, Conductividad, turbiedad, alcalinidad, DBO5, DQO presentan una tendencia decreciente para caudales entre el valor medio y 4,1 m3/s, donde se presentan los valores más bajos de las concentraciones, por encima de este caudal las concentraciones pueden subir nuevamente.

60

65

70

75

80

85

90

95

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Carga DBO

5 (ton

/día)

Rango Precipitación media (mm)

Precipitación media vs Carga DBO5 (ton/día)

60

65

70

75

80

85

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Carga SST (ton

/día)

Rango Precipitación media (mm)

Precipitación media vs Carga SST (ton/día)



10/09/2009 2-40 V0

En el Anexo 2.2 se presentan los cuadros con los valores estadísticos para cada rango de precipitación y gráficas que muestran una tendencia de comportamiento similar en los diferentes parámetros, tanto para la variación de la precipitación como del caudal bombeado en términos de valores medios.

2.2.1.2 Estadísticos de calidad bajo diferentes condiciones de precipitación

2.2.2 Análisis Calidad – Datos de calidad del agua Afluente a la Estación elevadora Salitre

2.2.2.1 Incidencia de la precipitación en la calidad de agua afluente a la PTAR

Para complementar los análisis presentados en posteriores informes se analizó en esta oportunidad la incidencia de la precipitación en las características de calidad del agua bombeada en la estación elevadora.

Análisis de condiciones de primer lavado

Se efectuó un ejercicio de análisis de la influencia de las condiciones antecedentes de precipitación en la calidad de agua afluente a la PTAR, el primer caso considerado fue el de días con precipitación y días antecedentes sin lluvia, los estadísticos básicos se presentan en la Tabla 2-7. Para seleccionar un día antecedente sin lluvia se tomo como criterio que no se presentara precipitación en toda la cuenca.

Los resultados indican, al comparar los valores de Concentración en tiempo seco con los de día húmedo con condición antecedente sin lluvia, que en términos de valores medios los SST por ejemplo se reducen de 246.8 mg/L a 232,2 mg/L, los SSV de 176mg/L a 165,9 mg/L. La DBO5 por su parte se reduce de 292,8 mg/L a 288,3 y la DQO promedio de 601,2 mg/L a 576,7 mg/L. Mientras los valores medios de turbiedad y conductividad presentan cambios muy bajos.

Tabla 2-7. Estadísticos de calidad del agua afluente para día con lluvia y día antecedente sin precipitación

Estadístico Q (m3/s)

SST (mg/L)

SSV (mg/L) Conductividad (mS)TURBIEDAD

(NTU) DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

Media 4,0 232,2 165,9 730,7 181,6 288,3 576,7

Max 7,7 360,5 256,7 860,9 268,0 441,4 815,4

Min 3,2 98,6 60,5 566,6 88,5 126,5 295,4

Desv. Est. 0,6 59,2 44,0 71,7 36,5 55,1 118,6

Q1 3,9 198,3 142,3 688,8 162,4 260,1 515,1

Q2 4,0 232,7 163,3 735,2 184,3 295,9 583,2

Q3 4,1 261,5 188,6 775,8 210,3 313,7 654,2

C.V. 0,1 0,3 0,3 0,1 0,2 0,2 0,2

# datos 57,0 57,0 57,0 57,0 57,0 57,0 47,0



10/09/2009 2-41 V0

Se puede apreciar que no se presentan reducciones significativas en los valores promedio, ni del rango de variabilidad de las concentraciones bajo esas condiciones, por lo que se puede inferir que no es evidente un efecto de primer lavado que explique las concentraciones por encima de la media en tiempo seco durante días con precipitaciones, que generarán un incremento en los caudales afluentes a la PTAR Salitre.

Para complementar esta justificación se realizaron otros análisis para más de un día antecedente sin lluvia en toda la cuenca y por estaciones, con el fin de buscar identificar cuencas con mayores aportes de sólidos suspendidos o asociar la variabilidad de la calidad de agua con condiciones de primer lavado en alguna subcuenca del sistema Salitre.

Para datos analizados de 1 a 15 días sin lluvia antecedente, por ejemplo en la subcuenca Salitre sur la lluvia subsecuente no se puede considera causal de aporte de SST, ya que las concentraciones promedio de SST no superan los 250 mg/lt.

Debe existir una condición antecedente seca en por lo menos 8 estaciones para que se presente un incremento en el promedio en 20 mg/lt sobre la media de SST.

Con base en lo anterior no se considera que a partir de la información medida en la estación elevadora y las lluvias registradas en las estaciones pluviográficas que exista evidencia de carácter estadístico que sugiera un efecto de incremento de la concentración debido a carga de primer lavado.

Deberán efectuarse otros análisis más profundos para descartar el efecto de carga de primer lavado, teniendo en cuenta que puede tratarse de efectos hidráulicos en la red de alcantarillado.

2.2.2.2 Análisis de Frecuencias

A partir de la serie de datos diarios de calidad de agua en la estación elevadora Salitre se obtuvieron las frecuencias de ocurrencia de los parámetros medidos, esto con el fin de lograr identificar la distribución de frecuencias de concentraciones altas, medias y bajas en la Estación Elevadora.

La escogencia de los rangos de clase se realizó mediante la ley de Sturges cuya ecuación viene dada por:

El análisis de frecuencia se realizó con 20 rangos de clase, en el Anexo 2-1 se pueden ver los resultados encontrados para cada uno de los parámetros analizados.

Los resultados para DBO5 y SST se presentan en la Figura 2-10 y Figura 2-11, se puede apreciar que para el caso de SST la concentración que presenta mayor ocurrencia es de 208.18 mg/L, la cual se presenta 37 de los 365 días de un año, y para DBO5 255.48 mg/L, la cual ocurre 37 de los 365 días del año.



10/09/2009 2-42 V0

Figura 2-10. Histograma de Frecuencias SST

Figura 2-11. Histograma de Frecuencias DBO5

En el Anexo 2.2 se presenta el análisis para los demás parámetros de calidad y los valores de mayor ocurrencia según los datos monitoreados en la EES, además se puede observar que para la mayoría de los histogramas de los parámetros la tendencia sugiere que se acercan a la distribución normal de probabilidad.

100 150 200 250 300 3500

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1Histograma de SST

Rango

Fre

cuen

cia

100 150 200 250 300 3500

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12Histograma de DBO5

Rango

Fre

cuen

cia



10/09/2009 2-43 V0

Adicionalmente se calculó la curva de duración de concentraciones, para los años disponibles de análisis, en la Figura 2-12 y Figura 2-13se presentan este ejercicio para Sólidos Suspendidos Totales y DBO5

Figura 2-12. Curva de Duración de Concentraciones – SST

A partir de la curva de duración de concentración de Sólidos Suspendidos Totales (curva de probabilidad de excedencia) se puede apreciar que concentraciones inferiores a 100 mg/l, se presentan en un porcentaje de tiempo inferior al 2%. Concentraciones inferiores a 150 mg/l, se presentan en un porcentaje de tiempo inferior al 15%. En cuanto a concentraciones altas de SST (mg/l), valores superiores a 270 mg/l podrían producir cargas elevadas sostenidas por intervalos de tiempo entre 12 y 24 horas. La probabilidad de excedencia de valores de SST superiores a 270 mg/l es de 16% de tiempo.

Un análisis similar puede efectuarse a partir de la curva de probabilidad de excedencia de DBO5 que se presentan en la siguiente figura.

0

100

200

300

400

500

600

700

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

SST(mg/lt)

Probabilidad de excedencia

Curva de duración de concentración de SST

2007

Media

2008

2006

2005

2004



10/09/2009 2-44 V0

Figura 2-13. Curva de Duración de Concentraciones DBO5

En el diseño de la ampliación de la PTAR Salitre se deberá considerar el rango de valores de concentración y la probabilidad de excedencia correspondiente, teniendo en cuenta la capacidad de tratamiento y su eficiencia para diferente rangos de concentración media diaria o instantánea. Las anteriores consideraciones implican que las líneas de proceso de la planta deban tener en cuenta cierta flexibilidad en las cargas y concentraciones admisibles, o incluir la infraestructura que permita efectuar un by-pass en algún punto del proceso.

Se sugiere para el diseño indicar un margen de maniobrabilidad de operación dentro del rango de concentraciones presentado, puesto que para las condiciones actuales de operación de la Planta se tienen dos condiciones críticas, concentraciones de SST bajas, que de acuerdo con la información analizada para este convenio se pueden tener inconvenientes operativos para concentraciones afluentes cercanas a 100 mg/l, problemas que radican en la cantidad de cloruro férrico y polímero requeridos para acercarse a los porcentajes de remoción vigentes para la operación de la planta. La segunda condición crítica se refiere a concentraciones de SST elevadas que pueden generar cargas altas por periodos de más de un día. Para un análisis más detallado se pueden revisar los anexos donde se encuentran las concentraciones medias en la mañana o tarde dentro de los reportes de calidad de datos.

2.2.2.3 Relaciones entre Parámetros

En este ítem se busco identificar las relaciones entre las magnitudes medias diarias de los parámetros de calidad medidos, con el fin de establecer si las relaciones se mantienen estables, ya sea en tiempo húmedo o seco. El objeto de estos estimativos es identificar determinantes de fácil medición que puedan servir de referencia para inferir condiciones operativas.

Estas relaciones permiten sugerir un orden de magnitud para parámetros no medidos en campañas a partir de los parámetros de fácil medición que tengan relaciones estables.

0

100

200

300

400

500

600

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

SST(mg/lt)

Probabilidad de excedencia

Curva de duración de concentración de DBO5

2007

Media

2008

2006

2005

2004



10/09/2009 2-45 V0

Las relaciones entre estos parámetros se estimaron a partir de las magnitudes diarias. En la Tabla 2-8 se puede ver los valores encontrados. Se indican los coeficientes de variación de las relaciones, como un indicativo de la variabilidad de los cocientes independiente de la magnitud del parámetro.

A cada una de la lista de relaciones se le calculó la desviación estándar y el coeficiente de variación. Se identificaron las relaciones que tienen menor variabilidad, esto se determinó a partir del coeficiente de variación, se sugieren como estables las que reportaran un coeficiente de variación por debajo de 1.5, por ejemplo:

SST/SSV

SST/Turbiedad

SST/DQO

SST/DBO5

SST/ST

STT/Turbiedad

SSV/Turbiedad

DBO5/DQO

Tabla 2-8. Relaciones promedio de Parámetros diarios de calidad en la Estación Elevadora Salitre periodo 2004-2008

Parámetro Promedio Máx. min Desv.Est CV SST/SSV 1.46 2.56 0.83 0.14 0.097SST/ST 0.35 0.85 0.20 0.06 0.180SST/SV 0.71 1.25 0.31 0.12 0.164

SST/ Conductividad 0.32 0.89 0.14 0.09 0.286SST/ Turbiedad 1.29 2.02 0.73 0.16 0.121

SST/DBO5 0.87 2.06 0.48 0.17 0.201SST/DQO 0.42 1.01 0.20 0.08 0.193

SST/ alcalinidad 0.99 2.50 0.31 0.28 0.282SSV/ST 0.25 0.61 0.12 0.05 0.197SSV/SV 0.49 0.87 0.22 0.08 0.159

SSV/ Conduct. 0.22 0.57 0.09 0.06 0.287SSV/ Turbiedad 0.89 1.51 0.44 0.13 0.144



10/09/2009 2-46 V0

Tabla 2-8. Relaciones promedio de Parámetros diarios de calidad en la Estación Elevadora Salitre periodo 2004-2008

Parámetro Promedio Máx. min Desv.Est CV SSV/ DBO5 0.60 1.22 0.29 0.10 0.163SSV/ DQO 0.29 0.56 0.16 0.05 0.173

SSV/ Alcalinidad 0.68 1.59 0.19 0.20 0.288ST/ SV 2.01 3.52 1.07 0.21 0.103

ST/ Conductividad 0.90 2.17 0.60 0.13 0.145

ST/ Turbiedad 3.70 6.70 1.81 0.50 0.135ST/ DBO5 2.49 5.68 1.13 0.47 0.190ST/ DQO 1.21 3.17 0.62 0.22 0.181

ST/ Alcalinidad 2.75 5.84 1.35 0.39 0.142SV/ Conductividad 0.45 1.37 0.26 0.09 0.196

SV/ Turbiedad 1.85 4.43 0.82 0.27 0.144SV/ DBO5 1.24 2.74 0.76 0.19 0.152

SV/ DQO 0.60 1.35 0.35 0.10 0.161SV/ Alcalinidad 1.39 3.69 0.52 0.27 0.193

Conduct./ Turbiedad 4.22 7.61 1.82 0.89 0.211Conduct./ DBO5 2.83 6.61 1.30 0.68 0.240Conduct./ DQO 1.39 3.33 0.62 0.32 0.234

Conduct./ Alcalinidad 3.08 5.31 1.56 0.40 0.129

Turbiedad/ DBO5 0.68 1.47 0.41 0.12 0.174

Turbiedad/ DQO 0.32 0.75 0.18 0.05 0.169Turbiedad/ Alcalinidad 0.76 1.65 0.25 0.16 0.217

DBO5/ DQO 0.48 0.94 0.27 0.07 0.141DBO5/ Alcalinidad 1.14 2.20 0.30 0.25 0.222DQO/ Alcalinidad 2.29 5.29 0.75 0.51 0.224

Para identificar la estabilidad de las relaciones entre los diferentes parámetros de calidad que puedan emplearse, para establecer parámetros índice o determinantes indicadores de fácil medición como por ejemplo la conductividad o la turbiedad, se efectuó un análisis de cómo varían las relaciones de concentraciones para condición seca o con lluvia y para condiciones extremas de dos parámetros representativos de la calidad de agua, la concentración de sólidos suspendidos (SST) y la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5). Los resultados pueden apreciarse en la Tabla 2-9.

Puede apreciarse que las relaciones que mantienen un cociente estable para condiciones con y sin lluvia son SST/Turbiedad, SSV/ DBO5 y Turbiedad/DQO, entre otras. Lo anterior está respaldado por coeficientes de variación inferiores a 0,15 en las diferentes condiciones, lo que indica una variabilidad menor en las relaciones de esos parámetros. Los resultados indican que



10/09/2009 2-47 V0

la turbiedad se podría sugerir como un indicador de rápida medición y obtener valores estimados de otros determinantes de calidad con cierto grado de seguridad, sin embargo se aclara que hay un rango de incertidumbre apreciable al emplear estas relaciones.

Tabla 2-9. Relaciones entre parámetros para diferentes condiciones de precipitación

Parámetro

En tiempo

Seco

Tiem

po seco con

1 día

antecede

nte sin

lluvia

En días con

lluvia sobre la

cuen

ca

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

SST/SSV 1,40 0,07 1,36 0,04 1,47 0,10

SST/ Turbiedad 1,34 0,14 1,33 0,12 1,28 0,12

SSV/SV 0,51 0,15 0,51 0,15 0,48 0,16

SSV/ Conduct. 0,24 0,29 0,25 0,26 0,22 0,29

SSV/ Turbiedad 0,96 0,13 0,98 0,11 0,88 0,14

SSV/ DBO5 0,60 0,16 0,58 0,15 0,60 0,16

SSV/ DQO 0,29 0,16 0,30 0,15 0,28 0,17

ST/ SV 1,93 0,10 1,85 0,14 2,03 0,10

ST/ Conductividad 0,91 0,14 0,87 0,12 0,90 0,15

ST/ Turbiedad 3,67 0,13 3,60 0,17 3,71 0,14

Conduct./ Turbiedad

4,13 0,20 4,17 0,18 4,24 0,24

Conduct./ DBO5 2,56 0,20 2,45 0,16 2,88 0,26

Conduct./ DQO 1,27 0,20 1,26 0,14 1,41 0,24

Conduct./ Alcalinidad

3,06 0,10 3,00 0,09 3,09 0,19

Turbiedad/ DBO5 0,62 0,10 0,59 0,07 0,69 0,18

Turbiedad/ DQO 0,30 0,12 0,30 0,08 0,33 0,17

Turbiedad/ Alcalinidad

0,77 0,19 0,74 0,16 0,76 0,22

DBO5/ DQO 0,49 0,13 0,51 0,08 0,48 0,14

Tomando como parámetros representativo de la calidad de agua los SST y la DBO5, se analizó la variabilidad de las relaciones establecidas anteriormente cuando las concentraciones de estos dos parámetros estuvieran en los límites superiores e inferiores. Los resultados se presentan en la siguiente tabla, (Ver Tabla 2-10), se puede apreciar que se presentan variaciones en las



10/09/2009 2-48 V0

relaciones para diferentes condiciones altas o bajas en la concentración de SST y DBO5. Lo anterior sugiere tomar con precaución las relaciones obtenidas en el ejercicio anterior, ya que se espera una variabilidad considerable al emplear un cociente entre los parámetros presentados para obtener el orden de magnitud de un determinante de calidad, particularmente si se quiere emplear turbiedad y conductividad como indicador de calidad.

Tabla 2-10. Relaciones entre parámetros de calidad para valores extremos de SST y DBO5

Parámetro

Para SST < 50%

Co

ncen

tración

med

ia

Para SST >50

%

Concen

tración

med

ia

Para D

BO<5

0%

Concen

tración

med

ia

Para DBO

>25%

Co

ncen

tración

med

ia

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

SST/SSV 1,55 0,14 1,47 0,06 1,65 0,14 1,40 0,05

SST/ Turbiedad 1,13 0,11 1,66 0,10 1,23 0,13 1,48 0,12

SSV/SV 0,39 0,19 0,64 0,13 0,44 0,18 0,60 0,12

SSV/ Conduct. 0,14 0,28 0,41 0,13 0,17 0,30 0,34 0,18

SSV/ Turbiedad 0,74 0,16 1,13 0,10 0,76 0,17 1,05 0,10

SSV/ DBO5 0,59 0,24 0,77 0,11 0,68 0,19 0,66 0,14

SSV/ DQO 0,25 0,21 0,36 0,09 0,28 0,21 0,34 0,13

ST/ SV 2,32 0,10 1,82 0,09 2,32 0,11 1,82 0,08

ST/ Conductividad 0,82 0,12 1,17 0,19 0,87 0,12 1,06 0,18

ST/ Turbiedad 4,41 0,14 3,28 0,21 4,06 0,17 3,26 0,17

ST/ Alcalinidad 2,32 0,12 3,55 0,17 2,42 0,14 3,28 0,17

SV/ Conductividad 0,36 0,17 0,64 0,21 0,38 0,17 0,58 0,20

SV/ Turbiedad 1,92 0,16 1,81 0,25 1,76 0,18 1,79 0,19

Conduct./ Turbiedad

5,44 0,18 2,82 0,13 4,76 0,23 3,11 0,13

Conduct./ DBO5 4,25 0,20 1,92 0,11 4,20 0,19 1,93 0,10

Conduct./ DQO 1,94 0,21 0,89 0,14 1,80 0,23 1,01 0,20

Conduct./ Alcalinidad

2,85 0,14 3,05 0,11 2,79 0,15 3,11 0,10

Turbiedad/ DBO5 0,80 0,23 0,69 0,12 0,90 0,19 0,63 0,09

Turbiedad/ DQO 0,35 0,23 0,31 0,10 0,38 0,23 0,32 0,12



10/09/2009 2-49 V0

Tabla 2-10. Relaciones entre parámetros de calidad para valores extremos de SST y DBO5

Parámetro

Para SST < 50%

Co

ncen

tración

med

ia

Para SST >50

%

Concen

tración

med

ia

Para D

BO<5

0%

Concen

tración

med

ia

Para DBO

>25%

Co

ncen

tración

med

ia

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Prom

edio

C.V.

Turbiedad/ Alcalinidad

0,54 0,21 1,10 0,16 0,62 0,27 1,01 0,16

DBO5/ DQO 0,44 0,14 0,47 0,10 0,42 0,15 0,52 0,15

2.2.3 Análisis Exploratorio de Datos de las Campañas de Monitoreo realizadas por la EAAB.

En este informe se presenta una caracterización de los datos de calidad y cantidad de agua afluente a la PTAR Salitre y de los datos tomados en la primera y segunda campaña de monitoreo realizada por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá en 2009.

Para cada una de las campañas se conto con medición en 7 puntos, se analizaron los datos de calidad medidos con el fin de obtener conclusiones sobre el agua afluente a la PTAR Salitre en materia de calidad.

En la primera campaña se analizaron los datos de calidad de los puntos 3, 4, 5, 6 y 7. Los puntos 3 y 4 hacen parte de la subcuenca Salitre Sur, y cada uno de ellos se encuentra sobre interceptores afluentes al Interceptor Izquierdo Salitre (IIS) antes de la confluencia del Interceptor Córdoba, por lo cual brindan una idea aproximada de la calidad de agua que puede estar proviniendo de esta subcuenca.

El punto 5: Pontevedra, se encuentra ubicado en el interceptor Córdoba antes de la confluencia con el IIS, por lo que en este punto se puede estimar la concentración de los parámetros de calidad que están siendo aportados por esta zona, que recoge las aguas residuales de la parte Norte y nor-oriental de la cuenca, zona que para efectos de la modelación en este convenio se ha denominado subcuenca Córdoba.

El punto 6: Pozo 51, se ubica en el interceptor Cafam, al lado del Interceptor IRB, aunque hace parte de una cuenca pequeña, es la única medición con la que se cuenta sobre el costado nor occidental de la cuenca y permite estimar las características afluentes a la PTAR Salitre de los parámetros de calidad de este sector de la ciudad.



10/09/2009 2-50 V0

El punto 7: PTAR Salitre, se encuentra ubicado en la transición de box a canal abierto, aproximadamente 500 metros aguas arriba de la PTAR.

En la segunda campaña se realizaron mediciones en 7 puntos, algunos de los cuales correspondían a puntos de la primera campaña, se realizó un análisis del total de los datos en estos puntos en común.

Los datos de la segunda campaña de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado tienen una duración de 21 días con una resolución temporal de medición de caudal de dos horas, abarca desde el 26 de Agosto a las 12:00 hasta el 15 de Septiembre de 2009 a las 10:00.

Para esta campaña fueron definidos 7 puntos sobre la cuenca el Salitre los cuales se pueden observar en la siguiente gráfica (Ver Figura 2-14), junto con la subcuenca definida cada uno de ellos, estos son:



10/09/2009 2-51 V0

Figura 2-14. Puntos de Monitoreo 2 Campaña – Subcuencas de los Puntos monitoreados

Punto 1: Galerías, ubicado sobre el colector Galerías, en la parte sur de la cuenca.

Punto 2: Julio Flórez, corresponde al mismo punto 2 de la primera campaña

Punto 3. Planta Elevadora Salitre: La planta Elevadora que se encuentra detrás del Homecenter de la Av. 68, y antes de la confluencia de los interceptores izquierdo salitre, e interceptor derecho salitre, al IIS.



10/09/2009 2-52 V0

Punto 4: Pontevedra, es el punto 5 de la primera campaña, el cual se encuentra sobre el interceptor Córdoba, antes de la confluencia al IIS. La subcuenca para éste punto de monitoreo es toda la subcuenca de Córdoba.

Punto 5: Luis Carlos Galán, se encuentra sobre el Interceptor San Marcos, antes de la confluencia al IIS. La subcuenca para este punto, corresponde a toda la subcuenca del interceptor San Marcos

Punto 6: Llamado Pozo 51, corresponde al antiguo punto 6 de la primera campaña, ubicado sobre el interceptor Cafam, en la subcuenca del interceptor IRB.

Punto 7. Canal abierto PTAR Salitre, presenta la misma ubicación del punto 7 de la primera campaña, en la descarga del BOX, al canal abierto, aproximadamente 500 metros aguas abajo del foso de bombas de la estación elevadora de la planta.

Los puntos en común corresponden al punto 7 de la PTAR el Salitre, punto 6 en la cuenca IRB, llamado pozo 51, el punto ubicado en el interceptor Córdoba, llamado Pontevedra, identificado con el número 5, en la campaña 1, y con el número 4 en la segunda campaña por último el punto Julio Flórez que corresponde al punto 4 de la primera campaña y al punto 2 en la segunda campaña.

Estos puntos se encuentran en puntos estratégicos de la cuenca, y adicionalmente son los que cuentan con un mayor número de datos, por lo cual sobre estos se decidió realizar el análisis exploratorio con el fin de encontrar conclusiones del comportamiento de los parámetros tanto en tiempo húmedo como seco.

Los parámetros de calidad medidos y que fueron analizados en esta exploración de datos, fueron Sólidos Suspendidos Totales, DBO, DQO y Sólidos Suspendidos Volátiles, pH, Temperatura, Conductividad y Sólidos Sedimentables.

El análisis exploratorio se dividió en tiempo húmedo y en tiempo seco, ya que la calidad del agua es diferente y presenta variaciones en sus concentraciones para los diversos parámetros.

2.2.3.1 Estimación de la Precipitación

Para efectuar la estimación de la precipitación media diaria sobre la cuenca el Salitre la Empresa de Acueducto y Alcantarillado proporcionó los datos de mediciones de diarias precipitación en 11 estaciones que se encuentran sobre la cuenca el Salitre o cercanas a esta, en la Tabla 2-11 se presentan las características de la estaciones empleadas.



10/09/2009 2-53 V0

Tabla 2-11. Estaciones de Precipitación EAAB ESTACION

CAT.

COORDENADAS

ELEVACION SUBCUENCACÓDIGO NOMBRE

LATITUD ORIGEN BOGOTA

LONGITUD ORIGEN BOGOTA

LATITUD ORIGEN

EAAB

LONGITUD ORIGEN

EAAB

P-01 Cerros de Suba PVG 1013 541 999 137 113 543 099 139 2 691 Juan Amarillo

Derecho

P-04 Salitre

Casa de Bombas

PVG 1009 950 999 770 109 951 099 140 2 580 Salitre

P-30 Camavieja CO 1003 580 998 480 103 578 098 483 2 680 Río Bogotá

P-36 El Granizo PVG 1002 200 1002 830 102 198 102 835 3 125 Río Arzobispo

P-40 San Diego PVG 1001 500 1001 390 101 498 101 394 2 700 Río Arzobispo

P-41 San Luis PVG 1005 380 1004 130 105 380 104 135 2 300 Río Teusaca P-48 Fontibón CO 1007 180 992 500 107 179 092 500 2 518 Río Bogotá

P-78 Serrezuela PVG 1018 613 1007 000 107 002 118 624 2 800 Río Bogotá

P-79 La Caro CO 1028 994 1005 739 129 003 105 742 2 560 Río Bogotá

P-95 La Conejera PVG 1019 644 1000 578 119 649 100 580 2 500 Río Bogotá

P-09 Usaquen Santa Ana PVG 1010 242 1005 068 110 246 105 809 2597 Río San

Francisco

Se empleó el polígono que define la cuenca aferente actual a la planta el Salitre, y con cada una de las cuencas de los monitoreos.

Se efectuó la interpolación espacial de los datos de precipitación diaria empleando la metodología de Krigging. El método de interpolación por “kriging” se define como un método basado en medias ponderadas donde el conjunto de los pesos asignados a los puntos de muestreo minimiza la varianza de estimación, que es calculada en función de un modelo de variograma y de los emplazamientos (posiciones) relativos de los puntos, unos con respecto a otros, así como con relación al punto de estimación. Esta técnica de interpolación se basa en la premisa de que la variación espacial continúa con el mismo patrón.

El variograma (o semivariograma) es una herramienta que permite analizar el comportamiento espacial de una variable sobre un área definida, obteniendo como resultado la influencia de los datos a diferentes distancias. Para ArcGIS, la interpolación por Kriging involucra un solo set de datos.



10/09/2009 2-54 V0

Esta metodología se consideró apropiada para espacializar los datos de precipitación, puesto que interpola la superficie de forma apropiada reduciendo los denominados “ojos de buey” que generan múltiples focos en la interpolación y adicionalmente esta metodología obliga a las isolíneas a ajustarse a los valores medidos.

Los días secos para la primera campaña corresponden al 25 de Enero, el 29 de enero, el 2 de Febrero, y el 3 de Febrero.

Para la estimación de la precipitación en la segunda campaña se procesaron los datos de los pluviogramas de las 11 estaciones mencionadas.

A partir de los pluviogramas procesados se estimó la lluvia diaria para identificar los días en los cuales no se registró lluvias, el cuadro resumen se presenta a continuación, (Ver Tabla 2-12).

Tabla 2-12. Total Precipitación Diaria

Fecha

La Conejera

Cam

avieja

Cerros Suba

Salitre CB

Granizo

San Diego

Fontibón

La Caro

Serrezuela

San Luis

Usa

quen

26/08/2009 0 0 0 0 0.5 1.3 0.2 0 0 1 0

27/08/2009 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0.8 0

28/08/2009 0 0 0 0 2.1 0.5 0.5 0 0 0.5 0

29/08/2009 0 0 0 0 3 0.1 1 1.1 1.2 0.8 0

30/08/2009 0 0 0.4 0 1.3 1.6 3.6 2.4 1.6 5 0

31/08/2009 0 0 0 0.6 0 1.5 0 1.5 0.2 5.7 0

01/09/2009 0 0.1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

02/09/2009 0 0 0.4 0.9 0.7 0 0 0.1 0 1.1 0

03/09/2009 0.4 0 0.22 0 1.1 0.2 0 0.3 0 0.2 0.1

04/09/2009 0.8 0.5 0.3 0.2 0 1.7 0.5 2.5 0 1.1 0

05/09/2009 0 0 0 0 0.3 0.4 0 0 0 0 0

06/09/2009 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0.1

07/09/2009 0 0 0.2 0 0 0 0 0 0 0 0

08/09/2009 0 0.2 0.1 0 0.1 0 0 0 0 0 0

09/09/2009 0 0 0 0 2.5 0 0 1.1 0 1.1 0

10/09/2009 0.3 0 0.1 0 0.7 0.4 0 2.2 0 0.2 0

11/09/2009 0 0.6 0.1 0 1.1 0 0.2 0 0 1.4 0

12/09/2009 0.3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0.4

13/09/2009 0 5.2 0 0 1.5 0 2.5 0 0 0 0

14/09/2009 0 2.3 3.7 0 0.4 0 0 0.3 0.3 0.2 0

15/09/2009 0 14.8 18.3 6.7 54.9 0 6.8 7.5 3.2 8.1 5.5



10/09/2009 2-55 V0

Los días en que se presentaron valores de precipitación menores a 2 mm se definieron como tiempo seco. Según la tabla anterior, estos días corresponden a:

1 de Septiembre

5 de Septiembre

6 de Septiembre

7 de Septiembre

8 de Septiembre

12 de Septiembre

2.2.3.2 Datos Atípicos

En la base de los parámetros de calidad medidos y que fueron analizados, se encontraron datos atípicos que se encuentran por encima del máximo de los valores promedios registrados en la PTAR. Tanto en la primera como en la segunda campaña.

Los valores máximos diarios registrados en la PTAR el Salitre entre los años 2004 – 2008, y tomados como referencia son: para SST es de 586 mg/L, para DBO de 493 mg/L, DQO registró un máximo de 1187 mgO2/L, y SSV de 371 mg/L.

Usualmente los datos atípicos se presentaron en el punto 7 entre las horas de la noche y la madrugada. Por ejemplo en la Figura 2-15, se presenta un dato atípico registrado el día 29 de enero a las 22:00 horas en el punto 7, donde el valor registrado fue de 2880 mg/L, cuando el promedio para ese día fue de 133.6 mg/L, estos valores modifican notablemente el promedio diario o por evento de lluvia y por ende la carga estimada afluente a la PTAR Salitre.



10/09/2009 2-56 V0

Figura 2-15. Dato atípico – SST – P7

En la Tabla 2-13 se presentan los datos atípicos de los parámetros analizados, con las fechas de ocurrencia y el valor registrado, para la primera campaña.

Tabla 2-13. Datos Atípicos

Fecha PuntoSST DBO SSV DQO

mg/L mg/L mg/L mg O2/L

18/01/2009 02:00 P7 749 18/01/2009 22:00 P7 3,246 2,180 10,025 19/01/2009 06:00 P4 1,952 804 984 1,713 19/01/2009 10:00 P7 1,560 987 19/01/2009 22:00 P7 1,475 953 940 2,361 20/01/2009 06:00 P7 3,580 1,256 2,360 4,784 21/01/2009 02:00 P7 913 593 22/01/2009 22:00 P7 725 1,242 2,508 23/01/2009 02:00 P7 1,318

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

2750

3000

3250

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

SST (mg/L)

Tiempo (horas)

SST ‐ 29 de Enero

SST ‐ Punto 7



10/09/2009 2-57 V0

Tabla 2-13. Datos Atípicos

Fecha PuntoSST DBO SSV DQO

mg/L mg/L mg/L mg O2/L

23/01/2009 14:00 P7 1,316 24/01/2009 06:00 P7 1,680 24/01/2009 10:00 P6 1,359 25/01/2009 10:00 P6 1,114 25/01/2009 14:00 P6 1,041 25/01/2009 22:00 P6 1,582 26/01/2009 02:00 P7 800 27/01/2009 22:00 P7 1,320 846 830 5,481 28/01/2009 22:00 P7 720 1,203 29/01/2009 22:00 P7 2,880 1,460 1,890 13,370 31/01/2009 10:00 P7 1,842 31/01/2009 14:00 P6 1,186 01/02/2009 22:00 P7 1,930 647 1,300 03/02/2009 22:00 P7 8,300 4,440 5,460 16,620 04/02/2009 02:00 P7 6,910 3,230

Para la eliminación de estos datos atípicos bajo un criterio unificado, se graficaron las series de medición de los parámetros de calidad in - situ (pH – Conductividad – Temperatura – Sólidos Sedimentables) y muestras puntuales (DBO – DQO – SST – SSV) para los puntos en común de las dos campañas.

Después de analizar los datos de la segunda campaña se definió un intervalo de confianza entre el 95% y 5% para describir la variabilidad de los datos de calidad, para lo cual se calcularon los valores que correspondían al percentil del 5%, el del 50% y el del 95%, a partir de toda la serie de medición de las dos campañas, y se eliminaron los valores que quedaran por debajo del 5% y por encima del 95%, con lo cual se lograba la eliminación de los valores más extremos comparados sin reducir la variabilidad del comportamiento de los datos medidos. En la Figura 2-16 se presenta la serie de medición del parámetro de SST para las campañas 1 y 2 del punto 7, con los intervalos de confianza mencionado anteriormente.



10/09/2009 2-58 V0

Figura 2-16. Intervalo de variación de SST para el punto 7

Una vez eliminados los valores que se encontraban por fuera del intervalo de confianza, se realizaron los análisis para tiempo seco y tiempo húmedo.

2.2.3.3 Datos en Tiempo Seco

Para la primera campaña se definió que los días en tiempo seco, según la lluvia analizada e interpolada correspondían a los días del 25 de Enero, el 29 de Enero, el 2 de Febrero y el 3 de Febrero.

Para la segunda campaña con base a los pluviogramas procesados de las 11 estaciones definidas previamente se identificaron como días secos los siguientes:

1 de Septiembre

5 de Septiembre

6 de Septiembre

7 de Septiembre

8 de Septiembre

12 de Septiembre

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

15/01/2009 12:00

16/01/2009 12:00

17/01/2009 12:00

18/01/2009 12:00

19/01/2009 12:00

20/01/2009 12:00

21/01/2009 12:00

22/01/2009 12:00

23/01/2009 12:00

24/01/2009 12:00

25/01/2009 12:00

26/01/2009 12:00

27/01/2009 12:00

28/01/2009 12:00

29/01/2009 12:00

30/01/2009 12:00

31/01/2009 12:00

01/02/2009 12:00

02/02/2009 12:00

03/02/2009 12:00

04/02/2009 12:00

SST (mg/l)

Fecha (Día/Hora)

SST ‐ Punto 7 ‐ Pozo 51 ‐ IRB ‐ 1 Campaña

26/08/2009 12:00

27/08/2009 12:00

28/08/2009 12:00

29/08/2009 12:00

30/08/2009 12:00

31/08/2009 12:00

01/09/2009 12:00

02/09/2009 12:00

03/09/2009 12:00

04/09/2009 12:00

05/09/2009 12:00

06/09/2009 12:00

07/09/2009 12:00

08/09/2009 12:00

09/09/2009 12:00

10/09/2009 12:00

11/09/2009 12:00

12/09/2009 12:00

13/09/2009 12:00

14/09/2009 12:00

Fecha (Día/Hora)

SST ‐ Punto 7 ‐ Pozo 51 ‐ IRB ‐ 2 Campaña

SST

5%

50%

95%



10/09/2009 2-59 V0

El análisis se realizó para el punto 7, 6 y Pontevedra con los datos de las dos campañas, por lo cual para el análisis se contó con un total de 10 días secos (en toda la cuenca salitre), entre las dos campañas.

Se graficaron las series completas de los parámetros in situ como pH – Temperatura – Conductividad y Sólidos Sedimentables y los parámetros de las muestras compuestas como DBO – DQO – SST - SSV, para las dos campañas, junto con toda la serie se graficaron los valores de la banda de confianza anteriormente mencionada.

A continuación se presenta las series completas del punto 7, con los valores de la banda de confianza para DBO y SST.

Los valores que se encuentran por debajo y por encima de 5% y el 95% respectivamente, se eliminaron para el análisis de los datos en tiempo seco.



10/09/2009 2-60 V0

Figura 2-17. Serie de DBO y SST para la primera y segunda campaña

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

15/01/2009 12:00

16/01/2009 12:00

17/01/2009 12:00

18/01/2009 12:00

19/01/2009 12:00

20/01/2009 12:00

21/01/2009 12:00

22/01/2009 12:00

23/01/2009 12:00

24/01/2009 12:00

25/01/2009 12:00

26/01/2009 12:00

27/01/2009 12:00

28/01/2009 12:00

29/01/2009 12:00

30/01/2009 12:00

31/01/2009 12:00

01/02/2009 12:00

02/02/2009 12:00

03/02/2009 12:00

04/02/2009 12:00

DBO (mg/l)

Fecha (Día/Hora)

DBO ‐ Punto 7 ‐ Pozo 51 ‐ IRB ‐ 1 Campaña

26/08/2009 12:00

27/08/2009 12:00

28/08/2009 12:00

29/08/2009 12:00

30/08/2009 12:00

31/08/2009 12:00

01/09/2009 12:00

02/09/2009 12:00

03/09/2009 12:00

04/09/2009 12:00

05/09/2009 12:00

06/09/2009 12:00

07/09/2009 12:00

08/09/2009 12:00

09/09/2009 12:00

10/09/2009 12:00

11/09/2009 12:00

12/09/2009 12:00

13/09/2009 12:00

14/09/2009 12:00

Fecha (Día/Hora)


DBO

5%

50%

95%



10/09/2009 2-61 V0

A partir de los 10 días en tiempo seco se estimó el promedio en el punto 7, punto 6 y Pontevedra, se presentan a continuación las tres gráficas correspondientes a los tres puntos para DBO – SST, en cada gráfica se presentan los valores de la banda de confianza entre el 5% y el 95% en el Anexo 2.2.3 se presentan las gráficas con los parámetros in-situ.

Figura 2-18. Concentraciones Promedio de DBO para los puntos 5 – 6 y Pontevedra

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

00:00

DBO (mg/l)

Hora

DBO ‐ Punto 7

DBO ‐prome5%

95%

150

200

250

300

350

400

450

500

550

60000:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

00:00

DBO (mg/l)

Hora

DBO ‐ Punto 6

Promedio

5%

95%

50

100

150

200

250

300

350

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

00:00

DBO (mg/l)

Hora

DBO ‐ Pontevedra

DBO

5%

95%



10/09/2009 2-62 V0

Para DBO5 se observan en el punto 7 concentraciones promedio entre 650 mg/lt y 400 mg/lt, y se pueden presentar valores extremos máximos de 1200 mg/lt, y extremos mínimos de hasta 400 mg/lt en tiempo seco, los valores máximos y mínimos corresponden a los percentiles del 95% y 5% de los datos originales respectivamente.

Para el punto 6, los valores de concentración promedio pueden estar entre 450 mg/lt y 300 mg/lt, presentando los valores máximos entre las 7:00 de la mañana y 01:00 de la tarde y los mínimos en las horas de la madrugada. Según los percentiles del 95% y 5% los valores extremos máximos y mínimos en este punto pueden ser de 550 mg/lt y 200 mg/lt respectivamente

En el punto 5 los valores promedio de DBO varían entre 130 mg/lt y 260 mg/lt, presentando las concentraciones mínimas en la madrugada y las máximas hacia las 10 a.m.



10/09/2009 2-63 V0

Figura 2-19. Concentraciones promedio de Sólidos Suspendidos Totales para los puntos 5 – 6 y Pontevedra.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

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01:00

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15:00

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23:00

00:00

SST (mg/l)

Hora

SST ‐ Punto 6

SST prome5%

95%

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400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

00:00

01:00

02:00

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07:00

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09:00

10:00

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20:00

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00:00

SST (mg/l)

Hora

SST ‐ Punto 7

Promedio

5%

95%

6.000

56.000

106.000

156.000

206.000

256.000

306.000

00:00

01:00

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16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

00:00

DBO (mg/l)

Hora

SST ‐ Pontevedra

SST

5%

95%



10/09/2009 2-64 V0

En el punto 7 los sólidos suspendidos totales presentan el mismo patrón de concentración promedio que tiene la DBO, en la cual los valores máximos se registran en las horas de la madrugada. El valor máximo promedio esperado para tiempo seco es de 500 mg/lt y puede variar entre 200 y 1400 mg/lt, el valor mínimo promedio de concentración es de 190 mg/lt y puede variar entre 100 mg/lt y 360 mg/lt.

En el punto 5 y 6 se observa que los puntos máximos se encuentran hacia el medio día y los mínimos en las horas de la noche y madrugada.

2.2.3.4 Datos en Tiempo Húmedo

Para el análisis en tiempo húmedo de los parámetros de calidad se grafico toda la serie de medición de los parámetros in situ y parámetros puntuales de los puntos 7, 6 y Pontevedra, y adicionalmente se graficó la serie de precipitación junto con los valores de la banda de confianza entre el 5% y el 95%.

En la campaña 1 y 2 la información sobre la precipitación se tomó a partir de los pluviogramas de las 11 estaciones sobre y cercanas a la cuenca el Salitre.

A continuación se presenta la serie completa para el punto 7, para el parámetro de DBO5.



10/09/2009 2-65 V0

Figura 2-20. DBO5 – Punto 7 con lluvia.

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

15/01/2009 12:00

16/01/2009 12:00

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18/01/2009 12:00

19/01/2009 12:00

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29/01/2009 12:00

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31/01/2009 12:00

01/02/2009 12:00

02/02/2009 12:00

03/02/2009 12:00

04/02/2009 12:00

P (mm)DBO (mg/l)

Fecha (Día/Hora)


0.0

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3000

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4500

26/08/2009 12:00

27/08/2009 12:00

28/08/2009 12:00

29/08/2009 12:00

30/08/2009 12:00

31/08/2009 12:00

01/09/2009 12:00

02/09/2009 12:00

03/09/2009 12:00

04/09/2009 12:00

05/09/2009 12:00

06/09/2009 12:00

07/09/2009 12:00

08/09/2009 12:00

09/09/2009 12:00

10/09/2009 12:00

11/09/2009 12:00

12/09/2009 12:00

13/09/2009 12:00

14/09/2009 12:00

P (mm)DBO (mg/l)

Fecha (Día/Hora)


DBO

5%

Media

95%

Precipi



10/09/2009 2-66 V0

Para el análisis en tiempo húmedo no se eliminaron la totalidad de los valores por fuera de la banda de confianza debido a que podrían corresponder a datos influenciados por la precipitación, sobre todo los que se encontraban por debajo del 5%.

En el punto 7 afluente a la PTAR, se observa que se presentan disminuciones en la concentración de DBO5 en tiempo húmedo. Para la tormenta del 19 de Enero la cual tuvo una duración entre las 00:00 y las 22:00 horas y presentó dos picos de lluvia, uno a las 08:00 horas y otro a las 16:00 horas, tuvo un valor máximo de 4.7 mm, el valor mínimo registrado fue de 128 mg/lt, a las 14 horas, comparado con valores de concentraciones bajas de entre 150 mg/lt y 200 mg/lt igualmente se siguieron registrando valore mínimos desde las 14:00 horas hasta las 10:00 horas del 20 de Enero.

En las tormenta registrada entre el 30 de Enero a las 16:00 y el 31 de Enero a las 10:00, y entre el 31 de Enero a las 16:00 y el 01 de Febrero a las 06:00, se presentaron disminuciones en la concentración de DBO5, con un valor mínimo de 122 mg/lt, el cual es bajo comparado con las concentraciones bajas que usualmente se presentan (mencionadas anteriormente), éste valor fue medido el día 31 de Enero a las 06:00 horas, para la tormenta registrada el 30 de enero, se presentaron dos picos de lluvia, el primero el día 30 de Enero a las 18:00 horas con un valor de 3.8 y el segundo registrado el 31 de Enero a las 00:00 horas, con un pico de 2.59 mm. En la segunda tormenta los valores mínimos registrados fueron de 122 y 66 mg/lt, estos valores fueron medidos el 01 de Febrero a las 02:00 a.m. y a las 06:00 a.m. respectivamente, el valor máximo de lluvia fue de 3.6 mm en dos horas, el 31 de enero a las 22:00.

Para la segunda campaña la tormenta registrada entre el 30 de Agosto a las 10:00 y el 31 de Agosto a las 10:00, ocasionó disminuciones de concentración de hasta 77 mg/lt en el punto 7 el 31 de agosto a las 02:00 a.m., la precipitación máxima en dos horas fue de 5.5 mm y fue registrada en la estación de San Luis el 31 de Agosto a las 05:00 a.m.

Adicionalmente la tormenta registrada entre el 13 de Septiembre a las 00:00 y el 13 de Septiembre a las 20:00 horas con un valor máximo de precipitación en dos horas de 2.5 mm, a las 18:00 horas, medido en la estación de Camavieja, produjo una disminución de concentración de 298 mg/lt registrada el 13 de Septiembre a las 22:00 horas.

En general se observa según lo registrado en los monitoreos que para lluvias mayores a 3 mm sobre la cuenca, se pueden esperar disminuciones de concentración de DBO5 en la PTAR.

Se debe tener en cuenta, que este estimativo debe ser validado con futuros monitoreos, que permitan cuantificar la reducción de la concentración para lluvias de mayor magnitud a las ocurridas durante la campaña.

El parámetro de SST en el punto 7, para la tormenta registrada el 19 de Enero, no registró una disminución considerable, al contrario presentan valores altos de concentración comparados con los registrados en toda la campaña, mientras que para las tormentas registradas los días 30 y 31 de Enero (Ver duraciones y picos máximos en la parte de arriba), se registraron valores de concentración bajos, comparados con los mínimos usualmente registrados.



10/09/2009 2-67 V0

En la tormenta del 30 de enero los valores mínimos registrados estuvieron en un rango entre 80 mg/lt y 128 mg/lt, estos fueron registrados entre el 30 de Enero a las 22:00 horas hasta el 31 de Enero a las 10:00 horas. Se debe tener en cuenta que los valores de concentración de SST para este punto que son considerados bajos usualmente se presentan en un rango entre 110 y 150 mg/lt.

Para la tormenta del 31 de enero, se registraron disminuciones en la concentración de hasta 99 y 86 mg/lt, registrados el 1 de Febrero de 2009 entre las 02:00 y 06:00 de la mañana.

En la segunda campaña para la tormenta del 13 de Septiembre no registró diluciones de concentración, mientas que para la tormenta del 30 de Agosto, en la cual el pico máximo fue de 5.5 mm a las 05:00 del 31 de Agosto, se registró un valor mínimo de concentración de 94 mg/lt el 31 de Agosto a las 06: 00 de la mañana. Se debe tener en cuenta que para esta campaña el tiempo predominante fue seco, por lo cual para esta temporada los valore más bajos de concentración se encontraban alrededor de 200 mg/lt.

Aunque se considera que el número de días de muestreo es escaso para definir un valor de precipitación definitiva que incida en la dilución de concentración, según lo analizado a partir de éstas dos campañas tanto para DBO5 como para SST se pueden registrar disminuciones en la concentración medida en el punto 7, a partir de lluvias mayores a 2.5 mm en la cuenca.

En el punto 6 se aprecia una disminución de la DBO5, en la primera campaña para la lluvia registrada el 19 de enero esta disminución se registró entre las 18:00 y las 02:00 horas del 20 de Enero, con un valor mínimo de 154 mg/lt.

En este punto se puede observar que para lluvias mayores a 2.5 mm se observan disminuciones diferentes a las presentadas en la hora valle, las cuales son alrededor de 260 mg/lt, además de presentarse en horas diferentes a las que normalmente se miden valore bajos de concentración.

Para el punto 6 en la segunda campaña, no se observan precipitaciones mayores a 1 mm por lo cual no se puede notar cambios concluyentes en la serie de medición.

2.3 CAUDALES

Se presenta el estimativo de los caudales medios sanitarios empleando la información de consumos y población analizada a la fecha. En este informe se presenta una revisión a los estimativos de caudal medio diario, por lo tanto los valores presentados en informes parciales anteriores quedan revaluados. Los valores corresponden a una revisión en el estimativo de consumos.

2.3.1 Estimación de Caudal residencial

Se mantiene la metodología de estimación del caudal, para esta entrega se actualiza la demanda neta per cápita por subcuenca y se emplea el IANC reportado para las zona 1 y 2.



10/09/2009 2-68 V0

Actualización de la Demanda Neta y Bruta

A partir de las bases de datos de consumos suministrada por la Empresa de Acueducto, las cuales presentan el consumo por cuenta contrato para el periodo 2005 a 2008, se calculó el volumen anual de las cuenta contrato contenidas en la base de datos georreferenciada, contenidas en cada una de las subcuencas que aportarán aguas residuales a la PTAR Salitre. El volumen anual se dividió por la población actualizada del año correspondiente para determinar la demanda neta per cápita.

Se aclara que la base de datos no presentaba cuenta contratos en la zona de Torca, por lo que no se pudo totalizar el consumo para esta subcuenca, para el estimativo requerido se toma la proyección de la demanda efectuada por HMV en 2002. Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 2-14.

Adicionalmente no se encontró una correspondencia completa entre los usuarios reportados como pertenecientes a las zonas 1 y 2 (que encierran los usuarios de la cuenca Salitre) de la base de datos y los reportados por la cobertura de usuarios georreferenciados entregados por la EAAB. Se estima que esta diferencia introduce una incertidumbre cercana al 8% en los volúmenes de consumo.

No se incluyen los totales de consumo para 2009 puesto que se contaba para el desarrollo de este estudio solo con los consumos hasta junio de 2009 y se encontró que no necesariamente se llega al 50% del consumo a mitad de año.

Una vez efectuada la revisión de los consumos, particularmente para el año 2008, se encontró una tendencia atípica, por lo que los estimativos se efectuaron a partir de los consumos encontrados para los años 2005 a 2007.

Tabla 2-14. Demanda neta per cápita por subcuencas (l/hab/día) estimada a partir de consumos por cuenta contrato.

Subcuenca 2005 2006 2007 2008

Arzobispo 104,7 110,6 111,7 128,5 Bonanza 71,2 64,5 64,1 72,8 Britalia 120,5 127,2 130,3 146,9 Calle 74 55,2 62,3 62,0 70,4 Callejas 208,2 210,8 218,0 248,1 Cedro 89,2 93,6 94,2 104,4 Chicó Norte 195,8 208,9 221,5 267,6 Colsubsidio 117,4 121,8 111,1 115,7 Córdoba 114,8 128,6 133,1 151,8 Delicias 90,4 90,3 92,0 106,9 Jaboque 131,7 129,6 129,2 146,9



10/09/2009 2-69 V0

Tabla 2-14. Demanda neta per cápita por subcuencas (l/hab/día) estimada a partir de consumos por cuenta contrato.

Subcuenca 2005 2006 2007 2008

Juan Amarillo Derecho 71,8 73,6 74,0 84,9 Juan Amarillo Izquierdo 63,8 65,2 66,2 76,6 La Vieja 114,0 112,8 113,7 130,8 Molinos 184,9 169,8 183,0 217,0 Norte 159,7 170,5 171,1 189,0 Pinos 69,5 69,9 72,0 84,7 Río Bogotá 40,6 40,9 43,2 52,2 Río Negro 144,3 148,0 151,7 177,3 Río Nuevo 78,5 76,4 77,0 88,5 Salitre 56,7 57,5 59,0 69,1 San Marcos 82,1 81,7 82,4 94,7 Sears 129,4 131,9 133,6 154,3 Tabora 60,2 61,0 61,2 69,9 Torca * 109,1 105,6 102,1 98,5

PROMEDIO 106,6 108,5 110,3 125,9

* A partir de los datos de Castrellón (2007)

Consumos

Se busco estimar la proyección de la demanda neta per cápita por subcuenca, para lo cual se tuvo en cuenta:

No se incluyó el año 2009 puesto que los registros de consumo estaban solamente hasta junio y se evidencio durante el análisis que hasta el mes de junio no se reporta exactamente la mitad de la demanda anual y esto podría sesgar el estimativo.

Se estimó una tasa de crecimiento promedio, puesto que en un ejercicio preliminar la tendencia de crecimiento de los últimos años para algunas subcuencas implicaría valores muy altos a futuro, lo cual no sería coherente con las políticas de ahorro de agua que se tratan de mantener actualmente.

De acuerdo con el último estimativo se tiene una tendencia creciente de la demanda per cápita entre los años 2005 a 2007, por lo que esta tendencia se proyecto mediante una regresión a una tendencia logarítmica (DN=2,979*ln(diferencia de tiempo en años)+Demanda año base).

Los valores de demanda neta per cápita proyectados entre 2010 y la condición de saturación se presentan en la Tabla 2-15, se aclara que para poder indicar un valor de demanda per cápita



10/09/2009 2-70 V0

para la condición de saturación se supuso esta en un escenario en el año 2015 (la condición de saturación suministrada por la SPD no tiene asociado ningún año específico).

Tabla 2-15. Proyección de la demanda neta per cápita por subcuencas (l/hab/día)

Subcuenca 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2020 Saturación

Arzobispo 133,1 133,3 133,5 133,6 133,7 133,8 133,9 134,0 133,9

Bonanza 77,4 77,5 77,7 77,8 77,9 78,0 78,1 78,2 78,1

Britalia 151,5 151,7 151,8 152,0 152,1 152,2 152,3 152,4 152,3

Calle 74 75,0 75,1 75,3 75,4 75,5 75,7 75,7 75,8 75,7

Callejas 252,7 252,8 253,0 253,1 253,2 253,3 253,4 253,5 253,4

Cedro 109,0 109,1 109,3 109,4 109,5 109,7 109,7 109,8 109,7

Chicó Norte 272,2 272,4 272,6 272,7 272,8 272,9 273,0 273,1 273,0

Colsubsidio 120,2 120,4 120,6 120,7 120,8 120,9 121,0 121,1 121,0

Córdoba 156,4 156,5 156,7 156,8 156,9 157,0 157,1 157,2 157,1

Delicias 111,4 111,6 111,8 111,9 112,0 112,1 112,2 112,3 112,2

Jaboque 151,5 151,7 151,9 152,0 152,1 152,2 152,3 152,4 152,3

Juan Amarillo Derecho 89,5 89,7 89,8 90,0 90,1 90,2 90,3 90,4 90,3

Juan Amarillo Izquierdo 81,1 81,3 81,5 81,6 81,7 81,8 81,9 82,0 81,9

La Vieja 135,4 135,6 135,7 135,9 136,0 136,1 136,2 136,3 136,2

Molinos 221,5 221,7 221,9 222,0 222,1 222,2 222,3 222,4 222,3

Norte 193,6 193,8 193,9 194,1 194,2 194,3 194,4 194,5 194,4

Pinos 89,3 89,5 89,7 89,8 89,9 90,0 90,1 90,2 90,1

Río Bogotá 56,7 56,9 57,1 57,2 57,3 57,4 57,5 57,6 57,5

Río Negro 181,9 182,1 182,3 182,4 182,5 182,6 182,7 182,8 182,7

Río Nuevo 93,1 93,3 93,4 93,5 93,7 93,8 93,9 93,9 93,9

Salitre 73,6 73,8 74,0 74,1 74,2 74,3 74,4 74,5 74,4

San Marcos 99,3 99,5 99,7 99,8 99,9 100,0 100,1 100,2 100,1

Sears 158,9 159,1 159,2 159,4 159,5 159,6 159,7 159,8 159,7

Tabora 74,5 74,7 74,8 74,9 75,1 75,2 75,3 75,3 75,3

Torca 95,0 91,5 91,4 91,5 91,5 91,5 91,0 90,3 90,3

PROMEDIO 130,2 130,2 130,3 130,5 130,6 130,7 130,8 130,8 130,7

El estudio de TEA (1999), proyectó una demanda per cápita sobre los 124,34 lt/hab/día para 2007, 124,39 lt/hab/día para 2008 y 124,24 lt/hab/día para 2009, valores similares a los presentados por UTRB (2002), se puede apreciar como aún en las proyecciones efectuadas en ese estudio se presenta un ligero incremento para 2008, lo cual también se aprecia en los datos obtenidos a partir de los consumos. Por su parte el estudio de Cubillos (2005), presenta valores de demanda neta per cápita de 91.67 lt/hab/día, para 2007, 90.45 lt/hab/día para 2008 y 89.06



10/09/2009 2-71 V0

lt/hab/día para 2009. Cubillos propone una reducción de la demanda neta percápita a 2020 de 89,69 lt/hab/día.

En las proyecciones de demanda de agua efectuadas Hidroestudios (2001) y TEA, (1,999), se indicaba que la demanda de agua residencial presentaría una reducción hasta el año 2010, año a partir del cual el valor de la demanda de agua residencial (total y per cápita) presentaría de nuevo un incremento sostenido hasta la condición de saturación.

Empleando los consumos estimados y las poblaciones correspondientes se obtuvieron los valores de demanda neta para la cuenca Salitre, los valores correspondientes se presentan en la Tabla 2-16.

Tabla 2-16. Proyecciones de la demanda neta total ajustada por subcuencas (l/s)

Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Arzobispo 79 84 85 98 101 102 102 102 102 102 102 97 Bonanza 30 27 27 30 32 32 32 32 32 32 32 31 Britalia 112 121 127 147 156 160 164 168 173 177 181 174 Calle 74 8 9 9 10 10 11 11 11 11 11 11 10 Callejas 55 56 58 67 68 69 69 69 69 69 70 69 Cedro 141 149 151 169 178 179 181 182 183 185 186 188

Chicó Norte 39 41 44 53 53 53 53 53 53 52 52 48 Colsubsidio 49 52 48 51 55 56 57 58 59 60 61 59 Córdoba 226 255 266 305 317 319 321 323 325 327 328 314 Delicias 27 27 28 32 34 34 35 35 35 36 36 33 Jaboque 70 71 73 85 90 92 95 97 99 102 104 101

Juan Amarillo Der. 449 476 496 589 641 663 686 708 731 754 778 745

Juan Amarillo Izq. 105 109 113 133 144 147 150 152 155 158 161 155

La Vieja 51 51 52 60 63 63 64 64 65 65 66 61 Molinos 232 212 228 270 275 274 274 273 272 271 270 269 Norte 150 161 162 180 185 185 186 187 188 188 188 191 Pinos 48 48 49 58 61 61 61 61 60 60 60 58

Río Bogotá 76 79 86 107 119 122 126 129 133 136 140 136 Río Negro 173 178 183 214 220 220 221 221 221 222 222 207 Río Nuevo 67 66 67 77 82 82 83 83 84 84 85 81

Salitre 86 88 91 107 115 116 117 118 119 120 121 114 San Marcos 137 137 139 161 169 171 172 173 174 175 176 170

Sears 51 52 53 62 64 65 66 67 67 68 68 63



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Tabla 2-16. Proyecciones de la demanda neta total ajustada por subcuencas (l/s)


Tabora 33 34 34 39 41 41 41 41 41 41 41 40 Torca 211 209 207 205 202 199 203 208 212 217 220 219 TOTAL 2703 2792 2875 3308 3475 3518 3566 3614 3663 3711 3760 3634

La demanda bruta total ajustada se estima a partir del escenario 2 del índice de agua no contabilizada, propuesto en el estudio de Cubillos (2005), que considera una reducción constante de las pérdidas del sistema de 37,34% en el año 2.004, al 30% en el año 2.020.

Los valores del índice de agua no contabilizada (IANC) para las zonas 1 y 2 suministrado por la Empresa de Acueducto en octubre de 2009 que se presentan en Tabla 2-17 el cual se encuentra estimado hasta 2009, a partir de ese año se considera una reducción constante de las pérdidas del sistema, al 30% en el año 2.020.

Tabla 2-17. Índice de agua no contabilizada

Año 2005 2006 2007 2008 2009 Zona 1 32,5% 34,0% 32,7% 33,4% 35,0%

Zona 2 35,7% 34,4% 34,9% 36,6% 37,3%

La ecuación empleada es:

IANC

netaDemandabrutaDemanda

%1

Los valores de demanda bruta por subcuenca se presentan en la Tabla 2-18, se puede apreciar que la demanda total para la cuenca El Salitre en la condición de saturación es de 5,02 m3/s.

Se estimó una tasa de crecimiento promedio, puesto que en un ejercicio preliminar la tendencia de crecimiento de los últimos años para algunas subcuencas implicaría valores muy altos a futuro, lo cual no sería coherente con las políticas de ahorro de agua que se tratan de mantener actualmente.

Tabla 2-18. Proyecciones de la demanda bruta total ajustada por subcuencas (l/s) Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Sat.Arzobispo 123 127 130 154 162 160 159 158 157 155 153 138 Bonanza 46 41 41 48 51 51 50 50 49 49 48 45 Britalia 165 183 189 221 240 245 249 254 258 263 268 248 Calle 74 12 13 13 15 17 17 17 16 16 16 16 15 Callejas 82 85 87 100 105 105 104 104 104 103 103 99 Cedro 209 226 225 253 273 274 274 274 275 275 274 268



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Tabla 2-18. Proyecciones de la demanda bruta total ajustada por subcuencas (l/s) Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Sat.Chicó Norte 58 63 65 79 82 81 80 80 79 78 77 68 Colsubsidio 76 79 74 81 87 88 89 89 90 91 92 85 Córdoba 335 386 395 459 488 488 487 487 486 485 485 449 Delicias 42 41 43 51 54 54 54 54 54 54 54 48 Jaboque 109 108 112 134 143 146 148 150 152 154 157 145


Juan Amarillo Izq. 163 167 174 210 229 232 234 236 237 239 241 222




Sears 78 79 82 98 103 103 103 103 103 102 102 90 Tabora 52 52 52 61 66 65 64 63 63 62 61 57 Torca 312 317 308 307 311 304 308 313 318 323 325 312

TOTAL 4082 4240 4328 5065 5426 5447 5475 5504 5531 5559 5586 5192

Factor de Retorno (FR)

Para este estudio se mantiene el factor de retorno de 0,85 empleado en estudios anteriores.

Porcentaje de Pérdidas Físicas

Se adopta para este informe el porcentaje de pérdidas físicas empleado por HMV - Hidroestudios (2001)para el Plan Maestro de alcantarillado de las Cuencas Salitre y Jaboque, el cual corresponde al 7,9%. Este valor corresponde al Índice de Agua No Contabilizada, IANC, para 1,998 (Unidad de Desarrollo Comercial de la EAAB. Julio de 1,999).

Al aplicar el factor de retorno y el porcentaje de pérdidas físicas a la demanda bruta se obtiene la proyección de caudales medios de agua residual por subcuencas el cual se presenta en la Tabla 2-19. Vale la pena aclarar de de acuerdo con los nuevos estimativos de proyección de población suministrados por la SPD, la población para el año 2015 sería superior a la esperada en el ejercicio desarrollado para estimar la población de saturación, por lo que se supone a



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partir del análisis de la información suministrada por esta entidad que las estrategias para controlar los incrementos de densidad poblacional serán trascendentales para la planeación de la ciudad. La conclusión más evidente es que el escenario de saturación se dará antes de 2015, bajo las condiciones bajo las cuales la SPD efectuó los estimativos de población máxima para la ciudad.

Tabla 2-19. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas (l/s) Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Arzobispo 96 100 102 120 127 126 125 124 123 121 120 108 Bonanza 36 32 32 38 40 40 40 39 39 38 38 35 Britalia 129 143 148 173 188 191 195 199 202 206 210 194 Calle 74 9 10 10 12 13 13 13 13 13 13 13 11 Callejas 64 67 68 78 82 82 82 81 81 81 80 77 Cedro 164 177 176 198 214 214 215 215 215 215 215 210


Juan Amarillo

Der. 521 565 577 692 772 794 814 835 856 878 899 833

Juan Amarillo

Izq. 128 130 136 164 180 181 183 184 186 187 189 174




Sears 61 62 64 77 80 80 81 80 80 80 80 70 Tabora 41 40 41 48 51 51 50 50 49 49 48 44 Torca 245 248 241 240 243 238 241 245 249 253 255 244

TOTAL 3196 3320 3388 3965 4248 4264 4286 4309 4330 4352 4373 4064



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La diferencia sustancial en el contexto de este proyecto radica en tomar la población a saturación o el año 2015 como escenario de diseño en cuanto a población (puesto que la población a 2015 sería mayor que la propuesta para saturación). Si se toma la condición de saturación descrita, el caudal medio de agua residual residencial de la subcuenca sería de 4,06 m3/s mientras que para la población estimada al año 2015 (suponiendo que no existen controles para mantener las poblaciones máximas estimadas a saturación) sería de 4,37 m3/s, estableciéndose una diferencia de 270 lt/s aproximadamente.

Caudal de Aguas no residenciales

Para estimar el caudal de aguas no residenciales se clasificaron los consumos de las cuenta contrato, obteniendo el consumo anual no residencial por subcuenca para el periodo 2005 a 2009 expresado en m3/s, a este consumo se le aplicó un factor de retorno de 0,85 para obtener el caudal de aguas no residenciales por subcuenca para el periodo 2005 a 2009. Para proyectar el caudal no residencial se toman los valores totales de la cuenca y se ajustan a una curva logarítmica:

Caudal no residencial = 40.16 ln (Año de proyección-año 2009) + 563.8

Los valores obtenidos de caudal no residencial por subcuenca se presentan en la Tabla 2-20. No se considera en este caso un caudal no residencial para la Subcuenca Torca. El valor de caudal medio no residencial obtenido para la condición de saturación es de 1.151 lt/s.

Tabla 2-20. Caudal medio de aguas residuales no residenciales (l/s), Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Bonanza 7,5 6,0 5,4 8,8 9,8 10,2 10,3 10,3 10,4 10,5 10,5 10,7

Britalia 15,5 14,3 17,4 24,3 22,8 23,5 23,8 23,9 24,1 24,3 24,4 24,9

Calle 74 3,6 4,3 4,3 7,4 8,2 8,5 8,6 8,6 8,7 8,8 8,8 9,0

Callejas 11,3 10,8 14,4 18,9 22,2 22,9 23,2 23,4 23,5 23,7 23,8 24,3

Cedro 26,9 29,3 36,2 46,9 55,4 57,2 57,8 58,3 58,7 59,1 59,4 60,5

Chicó Norte 32,8 35,2 40,6 64,5 83,8 86,6 87,4 88,1 88,8 89,4 89,9 91,6

Colsubsidio 2,8 2,8 2,6 3,7 5,2 5,3 5,4 5,4 5,5 5,5 5,5 5,6

Córdoba 31,9 34,8 42,2 55,1 63,0 65,1 65,8 66,3 66,8 67,2 67,6 68,9

Delicias 14,4 14,8 16,0 23,5 26,0 26,9 27,1 27,4 27,6 27,7 27,9 28,4

Jaboque 5,9 6,3 6,4 9,3 11,7 12,0 12,2 12,3 12,4 12,4 12,5 12,7

Juan Amarillo Der. 44,7 45,8 57,2 75,5 88,0 90,9 91,8 92,6 93,2 93,8 94,4 96,2

Juan Amarillo Izq. 10,7 10,2 11,5 15,7 16,3 16,8 17,0 17,1 17,3 17,4 17,5 17,8

La Vieja 29,5 32,0 31,5 50,8 56,6 58,4 59,0 59,5 59,9 60,3 60,7 61,8

Molinos 77,2 64,7 76,8 112,8 122,4 126,4 127,7 128,7 129,7 130,5 131,3 133,8

Norte 14,9 16,1 18,2 23,8 29,8 30,8 31,1 31,3 31,6 31,8 31,9 32,5

Pinos 8,0 8,3 8,1 11,6 14,1 14,5 14,7 14,8 14,9 15,0 15,1 15,4



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Tabla 2-20. Caudal medio de aguas residuales no residenciales (l/s), Subcuenca 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Río Bogotá 7,6 8,6 9,2 12,9 16,2 16,7 16,9 17,0 17,2 17,3 17,4 17,7

Río Negro 90,5 91,9 99,5 162,5 177,3 183,2 185,0 186,5 187,9 189,1 190,2 193,8

Río Nuevo 28,1 29,6 35,2 53,3 56,3 58,2 58,7 59,2 59,6 60,0 60,4 61,5

Salitre 48,5 48,3 52,2 82,6 88,5 91,4 92,3 93,1 93,8 94,4 94,9 96,7

San Marcos 35,2 34,6 36,5 52,1 59,2 61,2 61,8 62,3 62,7 63,1 63,5 64,7

Tabora 7,1 7,1 7,4 10,5 12,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8 22,8

Torca

TOTAL 555 556 629 926 1045 1090 1100 1109 1117 1124 1130 1151

Caudal de Aporte por Pozos

Se toma a partir del caudal de aguas subterráneas extraído por pozos, que fue estimado por HMV - Hidroestudios (2002) para el plan maestro de alcantarillado de las cuencas Salitre y Jaboque. Este caudal se afecta por el factor de retorno FR=0,85 para obtener el caudal de agua residual resultado del aporte por pozos. El valor de los aportes por pozos para las subcuencas se presenta en la Tabla 2-21.

Tabla 2-21. Caudales de extracción de aguas subterráneas, Hidroestudios 2.001 SUBCUENCA Conteo Q ext (l/s) Q medio AR (l/s)

Bonanza 3 2,67 2,27 Britalia 8 7,11 6,05 Calle 74 0 0 0 Callejas 2 1,78 1,51 Cedro, San Cristóbal, Serrezuela 3 2,67 2,27

Chico Norte 0 0 0 Colsubsidio 0 0 0 Córdoba 11 9,78 8,31 Delicias 1 0,89 0,76 Jaboque (Cuenca Jaboque) 4 3,56 3,02 Juan Amarillo Derecho 16 14,2 12,1 Juan Amarillo Izquierdo 0 0 0 La Vieja 1 0,89 0,76 Molinos 6 5,33 4,53 Norte 11 9,78 8,31 Pinos 5 4,45 3,78 Río Bogotá (Cuenca Jaboque) 5 4,45 3,78



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Tabla 2-21. Caudales de extracción de aguas subterráneas, Hidroestudios 2.001 SUBCUENCA Conteo Q ext (l/s) Q medio AR (l/s)

Río Negro 8 7,11 6,05 Río Nuevo 2 1,78 1,51 Salitre 2 1,78 1,51 San Marcos 4 3,56 3,02 Tabora 6 5,33 4,53 TOTAL 98 87,1 74,1

2.3.2 Cálculo del Caudal Medio Sanitario

El caudal medio de agua residual por subcuenca se estimó mediante la siguiente expresión:

pozosPérdidas

dbm QQFísicasFRQQ

lresidencia no agua1

Donde:

Qm es el caudal medio de aguas residuales

Qdb: Caudal de demanda bruta

FR: Factor de retorno

Pérdidas

Físicas=7,9%

El consolidado de aplicar la metodología descrita anteriormente corresponde al caudal medio de aguas residuales por subcuenca el cual se presenta en la Tabla 2-22. Se obtiene que para la condición de saturación el caudal medio de agua residual seria de 5,29 m3/s y el caudal para el año 2015 será 5,56m3/s.

Tabla 2-22. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas (l/s). Incluyendo caudal de agua no residencial y caudal de aporte por pozos


Arzobispo 96 100 102 120 127 126 125 124 123 121 120 108 Bonanza 46 40 40 49 52 52 52 52 51 51 51 48 Britalia 151 164 171 203 217 221 225 229 232 236 240 225



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Tabla 2-22. Proyecciones de caudales medios de aguas residuales por subcuencas (l/s). Incluyendo caudal de agua no residencial y caudal de aporte por pozos


Calle 74 13 15 15 19 21 21 21 21 22 22 22 20 Callejas 77 79 84 99 106 106 106 106 106 106 106 103 Cedro 193 208 214 248 272 274 275 275 276 276 276 273



Juan Amarillo Izq. 138 141 147 180 196 198 200 202 203 205 206 192 La Vieja 92 93 94 126 135 137 137 138 138 138 138 131 Molinos 350 321 347 435 458 459 457 455 453 450 448 440 Norte 197 215 215 243 261 261 261 260 260 259 258 254 Pinos 70 69 71 87 94 94 93 92 91 90 90 84



Sears 66 67 68 81 85 85 85 85 85 85 84 75 Tabora 48 47 48 58 64 74 73 72 72 71 71 67 Torca 245 248 241 240 243 238 241 245 249 253 255 244 Total 3825 3949 4091 4965 5367 5428 5461 5492 5521 5550 5578 5290

Se debe tener precaución en la aplicación e interpretación de los caudales medios diarios obtenidos, ya que al comparar con los valores obtenidos a partir de los aforos de las campañas, se puede apreciar una alta variabilidad en el caudal medio diario (en tiempo seco), por ejemplo si se compara el caudal medio diario obtenido al promediar los caudales de la campaña 1 y de la campaña 2, se puede estimar una diferencia entre lo obtenido para el mes de enero y para el mes de septiembre cercana a 800 lt/s, esto sin contar la variabilidad encontrada

Al asignar los caudales de las subcuencas a los principales interceptores que serán modelados, se obtiene el caudal medio de agua residual para cada uno, estos resultados se presentan el la Tabla 2-13.



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Tabla 2-23. Caudal por interceptor asumiendo toda el área de drenaje actual (m3/s)

Nombre Interceptor ID 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Interceptor Izquierdo Salitre (Salitre Sur) IIS 0,813 0,825 0,866 1,148 1,239 1,252

Interceptor Bonanza 0,046 0,040 0,040 0,049 0,052 0,052

Interceptor Córdoba 1,270 1,332 1,391 1,650 1,766 1,777

Interceptor Tabora ‐ Lorena 0,048 0,047 0,048 0,058 0,064 0,074

Interceptor Pinos ‐ Serena 0,070 0,069 0,071 0,087 0,094 0,094

Interceptor San Marcos 0,204 0,201 0,206 0,253 0,274 0,275

Interceptor Garces Navas Bolívia 0,089 0,091 0,089 0,101 0,110 0,111

Interceptor Colsubsidio Oriental 0,016 0,017 0,017 0,021 0,023 0,023

Interceptor Suba Tibabuyes 0,486 0,523 0,543 0,655 0,733 0,753

Interceptor Colsubsidio Occidental 0,011 0,012 0,012 0,015 0,016 0,016

Interceptor Río Bogotá IRB (actual) 0,051 0,055 0,057 0,068 0,077 0,079

Interceptor Tibabuyes Occidental Lisboa 0,069 0,074 0,076 0,092 0,103 0,105

Total 3,173 3,286 3,417 4,197 4,551 4,611

Los caudales de los interceptores menores Interceptor Potosi, Interceptor Santa Maria del Lago, Manija L.C.F., Interceptor Garces Navas Bolívia, Manija Ciudadela Colsubsidio, Manija el Cortijo se encuentran asignados a los interceptores principales con el fin de simplificar la modelación, algunos de estos corresponden a vertimientos directos al canal Salitre que han sido o serán corregidos de acuerdo con los lineamientos del PSMV. En la Tabla 2-24 se presenta el caudal por interceptor asumiendo que se ha conectado toda el área de drenaje.



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Tabla 2-24. Caudal por interceptor asumiendo toda el área de drenaje futura (m3/s) Nombre Interceptor ID 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Saturación

Interceptor Izquierdo Salitre (Salitre Sur) IIS 0,813 0,825 0,866 1,148 1,239 1,252 1,253 1,253 1,253 1,253 1,253 1,188

Interceptor Bonanza 0,046 0,040 0,040 0,049 0,052 0,052 0,052 0,052 0,051 0,051 0,051 0,048

Interceptor Córdoba 1,270 1,332 1,391 1,650 1,766 1,777 1,780 1,781 1,783 1,783 1,784 1,724

Interceptor Tabora ‐ Lorena 0,048 0,047 0,048 0,058 0,064 0,074 0,073 0,072 0,072 0,071 0,071 0,067

Interceptor Pinos ‐ Serena 0,070 0,069 0,071 0,087 0,094 0,094 0,093 0,092 0,091 0,090 0,090 0,084

Interceptor San Marcos 0,204 0,201 0,206 0,253 0,274 0,275 0,275 0,274 0,274 0,273 0,273 0,258

Interceptor Garcés Navas Bolivia 0,089 0,091 0,089 0,101 0,110 0,111 0,112 0,113 0,114 0,115 0,116 0,108

Interceptor Colsubsidio Oriental 0,016 0,017 0,017 0,021 0,023 0,023 0,024 0,024 0,024 0,024 0,024 0,023

Interceptor Suba Tibabuyes 0,49 0,52 0,54 0,65 0,73 0,75 0,77 0,79 0,81 0,82 0,84 0,788

Interceptor Colsubsidio Occidental 0,011 0,012 0,012 0,015 0,016 0,016 0,016 0,016 0,017 0,017 0,017 0,016

Interceptor Río Bogotá IRB (actual) IRB 0,051 0,055 0,057 0,068 0,077 0,079 0,081 0,083 0,085 0,086 0,088 0,083

Interceptor Río Bogotá Torca IRB 0,245 0,248 0,241 0,240 0,243 0,238 0,241 0,245 0,249 0,253 0,255 0,244

Interceptor Engativa Cortijo ENCOR 0,245 0,249 0,263 0,327 0,362 0,368 0,373 0,378 0,383 0,388 0,394 0,367

Interceptor Tibabuyes Occidental Lisboa 0,069 0,074 0,076 0,092 0,103 0,105 0,108 0,110 0,112 0,114 0,117 0,109

Total 3,66 3,78 3,92 4,76 5,16 5,22 5,25 5,28 5,31 5,34 5,37 5,11



10/09/2009 2-81 V0

2.3.3 Distribución Temporal de Caudales en Tiempo Seco

Se asignará una distribución de caudales en tiempo seco a cada interceptor principal de las subcuencas de modelación, estas subcuencas son definidas con base en las UGAS entregadas por la Universidad de los Andes.

2.3.3.1 Definición Subcuencas de Modelación

Para la delimitación de las subcuencas de modelación se definieron primero los interceptores afluentes al Interceptor Izquierdo Salitre. Los interceptores fueron seleccionados a partir del la cobertura de Interceptores de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

Los interceptores definidos para la cuenca El Salitre según el Shape del Acueducto fueron:











Las Subcuencas de cada uno de estos interceptores fueron definidas a partir del Shape de UGAS para toda Bogotá suministrado por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de la cual se extrajeron las pertenecientes a la Cuenca El Salitre y el Shape de las subcuencas sanitarias de la Subcuencas.

Las subcuencas de los Interceptores Córdoba y Salitre Sur corresponden a la parte norte y sur de la Cuenca El Salitre.

Para la definición de las subcuencas de cada interceptor se revisó la delimitación de las áreas de drenaje de los interceptores definidos en el Estudio realizado por el Consultor Carlos Alberto Giraldo López para la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (2005) que tenía como



10/09/2009 2-82 V0

objeto la Asesoría la Gerencia de Tecnología en temas relacionados con el Saneamiento del Río Bogotá y su relación con el Sistema de Alcantarillado.

En este estudio también se definieron los interceptores principales afluentes al Interceptor Izquierdo Salitre, estos fueron:











Interceptor Manija – Ciudadela Colsubsidio

Interceptor Santa María del Lago

Interceptor Bonanza

Interceptor Potosí

Los interceptores Bonanza, Santa María del Lago y Potosí no fueron incluidos dentro de los interceptores definidos para la modelación en este estudio debido a que, éstos quedan atrás del punto de confluencia de las subcuencas Salitre – Sur (esta subcuenca de modelación incluye las subcuencas sanitarias de: Bonanza, Salitre, Rio Negro, Chico Norte, Calle 74, Delicias, La Vieja, Río Nuevo, Sears y Arzobispo) y la subcuenca del Interceptor Córdoba, por lo cual el caudal que fluye a través de ellos quedará incluido dentro de la entrada de los interceptores Izquierdo Salitre y Córdoba.

En el programa ArcGis se realizó la unión de las UGAS que drenaban a cada uno de los interceptores, como se mencionó antes se tuvo en cuenta la cuenca de drenaje que reporta



10/09/2009 2-83 V0

cada UGA y las redes secundarias de la cuenca El Salitre. En el Anexo 2.1.3 se adjunta la cobertura la delimitación de las subcuencas de los interceptores.

Adicionalmente se realizó un chequeo con la cobertura de redes secundarias de la Cuenca para determinar con mayor exactitud las UGAS pertenecientes o afluentes a cada interceptor.

2.3.3.2 Distribución Temporal del Caudal en Tiempo Seco

Se asignaron distribuciones de caudal en tiempo seco de un día típico, para las subcuencas de modelación anteriormente definidas.

La información para definir estas distribuciones de caudal fue obtenida del estudio de Actualización del Plan Maestro de Alcantarillado de la Cuenca El Salitre, realizado por Hidroestudios – HMV en 2001 y los Monitoreos realizado por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado en Enero de 2009 y Agosto – Septiembre del 2009.

En el producto 4, del estudio de HMV - Hidroestudios (2001), el cual hace referencia al Análisis de la capacidad hidráulica y evaluación ambiental de la red de la Cuenca El Salitre, se encontraron puntos de monitoreo de caudal sobre la cuenca de los cuales los utilizados para la distribución de caudales fueron:



Interceptor Carrera 86, el cual corresponde al interceptor Pinos – Serena

Colector Galerías

La resolución de medición del caudal fue de dos minutos.

En el caso del monitoreo de Enero/2009 realizados por la EAAB, en el informe 5, se presentaron los hidrogramas promedios en tiempo seco para los puntos de muestreo, la resolución de estos es de cada dos horas.

Para la segunda campaña se analizaron los hidrogramas en tiempo seco, y se utilizarón los correspondientes a:

Pozo 51, (Subcuenca IRB)

Luis Carlos Galan (Subcuenca San Marcos)

La asignación de las distribuciones de caudal en tiempo seco se realizó teniendo en cuenta las ubicaciones de los puntos, los interceptores de aforos, y las cuencas de de cada punto de aforo, en la mayoría de subcuencas de modelación definidas no se cuenta con puntos de monitoreo



10/09/2009 2-84 V0

por lo cual se tuvo en cuenta el área de las cuencas en orden de asignarles una distribución de caudal.

En la Tabla 2-25 se presentan las subcuencas de modelación con las distribuciones de caudal en tiempo seco asignadas.

Tabla 2-25. Distribución de Caudales en Tiempo Seco para Subcuencas de Modelación Subcuenca Punto Asignado Fuente

ENCOR Interceptor San Marcos HMV - Hidroestudios Córdoba Punto 5 - Pontevedra Monitoreo EAAB - Enero(2009)

San Marcos Punto Luis Carlos Galan Monitoreo EAAB - Agosto – Septiembre (2009)Garces Navas Interceptor Carr 86 HMV - Hidroestudios Pinos – Serena Interceptor Carr 86 HMV - Hidroestudios

Tabora – Lorena Interceptor Carr 86 HMV - Hidroestudios Suba – Tibabuyes Interc Juan Amarillo Der HMV - Hidroestudios

Tibabuyes Occidental Interceptor Carr 86 HMV - Hidroestudios IRB (Interceptor Río Bogotá) Punto – Pozo 51 Monitoreo EAAB - Agosto – Septiembre (2009)

Interceptor Salitre Sur Hidrograma Tipo 1* Monitoreo EAAB - Enero(2009) Torca Punto – Pozo 51 Monitoreo EAAB - Agosto – Septiembre (2009)

* Hidrograma promedio de los días secos de los Puntos de monitoreo 3 y 4

En la tabla se puede ver que las subcuencas que actualmente están conectados al IIS y que no presentan ningún monitoreo en sus interceptores son:

Tibabuyes Occidental

Tabora Lorena

IRB (Interceptor Río Bogotá)

Garcés Navas

Colsubsidio Oriental

Colsubsidio Occidental

Las gráficas de cada una de las distribuciones temporales en tiempo seco se observan entre la Figura 2-21 hasta la Figura 2-28.



10/09/2009 2-85 V0

Figura 2-21. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor San Marcos

Fuente: Datos de HMV – Hidroestudios(2001)

Figura 2-22. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Juan Amarillo Derecho.

Fuente: Hidroestudios – HMV(2001)

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Distribución Temporal de Caudales ‐ Interc San Marcos ‐ (ENCOR ‐ IRB)

San Marcos

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Curva Adimensional Caudal ‐ Interc Juan Amarillo Derecho ‐ (Subc Suba ‐Tibabuyes)

FM



10/09/2009 2-86 V0

Figura 2-23. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Carrera 86.


Figura 2-24. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Interceptor Galerias.


0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

1.50

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Curva Adimensional Caudal ‐ Interceptor Carre 86 (Pinos Serena ‐ Tibabuyes Occiden ‐ Tabora Lorena ‐ Garces Navas)

FM

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Distribución Temporal de Caudal ‐ Inte Galerias (Colsubsidio Oriental y Occidental)

FM



10/09/2009 2-87 V0

Figura 2-25. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Salitre Sur.

Fuente: Primera Campaña EAAB,(Enero – 2009)

Figura 2-26. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Punto 5, Pontevedra, (Cuenca Córdoba)

Fuente: Primera Campaña EAAB,(Enero – 2009)

0.80

0.82

0.84

0.86

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

1.02

1.04

1.06

1.08

1.10

1.12

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Distribución Temporal de Caudal ‐ Salitre Sur

FM

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Tiempo (horas)

Hidrograma Adimensional ‐ Pontevedra



10/09/2009 2-88 V0

Figura 2-27. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Pozo 51

Fuente: Primera Campaña EAAB,(Agosto/Septiembre – 2009) Figura 2-28. Distribución Temporal de Caudal en Tiempo Seco – Luis Carlos Galan

Fuente: Primera Campaña EAAB,(Agosto/Septiembre – 2009)

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Distribución Temporal de Caudal ‐ Pozo 51 (IRB)

FM

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

F. M. (adim

ensonal)

Tiempo (horas)

Distribución Temporal de Caudal ‐ Luis Carlos Galan (San Marcos)

FM



10/09/2009 2-89 V0

2.4 IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO DE CAUDALES Y CARGAS AFERENTES A LA PLANTA EL SALITRE

2.4.1 Antecedentes de la modelación

Se tiene como antecedente el trabajo realizado por HMV en el plan maestro de alcantarillado, el cual fue realizado en SWMM–XP. En este estudio se empleo la modelación hidráulica e hidrológica para evaluar la capacidad del sistema de alcantarillado de la cuenca Salitre, la modelación se realizó por componentes, redes secundarias, principales y troncales. Con este fin se emplearon campañas de medición en algunos puntos de la red (particularmente sobre el sistema pluvial). Dentro de las conclusiones de este estudio se propone la renovación de algunos tramos, la adecuación de estructuras de alivio y la captación de vertimientos directos de colectores sanitarios a los cuerpos de agua.

A continuación se presentan algunas consideraciones que limitan el uso de los resultados de ese estudio:

No se presentan estimativos de conexiones erradas entre el sistema pluvial al sanitario y del sistema sanitario al pluvial.

No toda la red cuenta con información topográfica en el SIG, y en algunos casos se presentan inconsistencias.

La mayoría de mediciones se concentran en el sistema pluvial y los caudales sanitarios están estimados con proyecciones de población anteriores, en las cuales se considera ha sobreestimado la población al ser comparadas con los resultados del censo de 2005.

Debido a lo anterior en este convenio se propone una modelación basada en las campañas de monitoreo y las poblaciones proyectadas a partir del censo de 2005, con el fin de obtener un estimativo de los caudales afluentes a la PTAR Salitre, en condiciones actuales y futuras.

2.4.2 Alcance de la modelación

En el contexto de este convenio se pretende analizar los parámetros más relevantes que afectan las condiciones de calidad del agua afluente a la Estación Elevadora Salitre teniendo en cuenta dos aspectos:

La incidencia de la precipitación en la reducción de la concentración de sólidos suspendidos esperada en la estación elevadora.

Incidencia de las condiciones hidráulicas en el último tramo del Interceptor Izquierdo Salitre en la calidad de agua afluente a la estación elevadora.

Se debe tener en cuenta que ante la complejidad que representa modelar la cuenca con un enfoque hidráulico, se simplificó la modelación al tramo del Interceptor Izquierdo Salitre a partir



10/09/2009 2-90 V0

de la confluencia del Interceptor Córdoba, intentando compensar la incertidumbre en la capacidad de almacenamiento de agua dentro del sistema con un estimativo apropiado de los caudales afluentes. Esta simplificación se debe en buena parte a la carencia de información para calibrar el comportamiento de los caudales en cuencas pequeñas.

Con el fin de lograr el objetivo anterior la modelación de caudales afluentes al sistema de alcantarillado se dividió en dos componentes: estimación hidrológica de los caudales afluentes a cada interceptor y tránsito hidráulico sobre el Interceptor Izquierdo Salitre.

Se planteó una modelación hidrológica de los caudales afluentes a cada interceptor teniendo en cuenta la dificultad de modelar de forma hidráulica toda la red principal del sistema de alcantarillado del sistema Salitre para el alcance previsto en este convenio.

El planteamiento conceptual propuesto del sistema físico de alcantarillado implicó considerar las siguientes hipótesis y simplificaciones:

Para el alcance de este convenio se planteó la modelación del tramo de interceptor izquierdo salitre a partir de la confluencia del Interceptor Córdoba.

A continuación se describen las hipótesis y condiciones bajo las cuales se plantearon las dos etapas.

2.4.3 Modelación hidrológica

La modelación hidrológica se concibió a partir de la división de la cuenca del sistema Salitre en subcuencas definidas a partir de los principales interceptores afluentes al Interceptor Izquierdo Salitre. En este componente se busca estimar el aporte sanitario y la escorrentía debida a conexiones erradas y tramos de alcantarillado combinado de cada uno de estos interceptores.

El objeto de la modelación era el de intentar calibrar las cuencas monitoreadas y estimar los hidrogramas de caudales asociados a lluvias con determinados periodos de retorno.

2.4.3.1 Definición de la Tormenta de Diseño y Posibles Escenarios

Con el fin de evaluar el volumen de agua que entraría al sistema sanitario por efecto de aportes del sistema combinado y conexiones erradas del sistema pluvial, se definirán escenarios de tormentas de diseño.

La tormenta de diseño quedará descrita al definir a) Definir un patrón de distribución espacial (particularmente para tormentas sobre una gran extensión), b) seleccionar un periodo de retorno y c) una duración, con estos parámetros se define una profundidad máxima de precipitación y el volumen de precipitación sobre el área definida. Luego dependiendo del tipo de aplicación se deberá definir d) la variación temporal de la tormenta

En cuanto al patrón espacial de los estudios precedentes pueden tomarse tres posibilidades:



10/09/2009 2-91 V0

Representación de la tormenta de diseño por medio de patrón elíptico.

Emplear las Curvas PADF para establecer la lluvia máxima para un periodo de retorno, un área y una duración determinada.

Emplear un patrón espacial de tormenta basado en la interpolación de un registro horario.

Con fines comparativos es conveniente proponer y evaluar varios escenarios de lluvias. Para definir los escenarios y características de las tormentas de diseño se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

De acuerdo con los estimativos efectuados a partir de las campañas realizadas por HMV para la cuenca del Fucha y por la EAAB sobre la cuenca Salitre, se presentan aportes de aguas lluvias al sistema sanitario aun para eventos con precipitaciones entre 4 y 9 mm, lo que indica que aun para lluvias con periodos de retorno pequeños se producen aportes de escorrentía al caudal que llega a la PTAR.

Puesto que no se puede definir la topología a partir de la cual se produce el aporte de aguas lluvias al sistema sanitario, la estimación de los volúmenes de agua lluvia que llegarán finalmente al sistema de bombeo de la PTAR debe efectuarse a criterio del consultor, ya sea por medio de un modelo lluvia escorrentía adaptado para este fin, o mediante la estimación de una relación directa o funcional entre la precipitación que cae sobre la cuenca (en términos de volumen) y el volumen que es registrado en el sistema sanitario a partir de monitoreos o puntos de medición.

Se debe poder estimar el volumen de escorrentía que deberá ser capaz de manejar la PTAR Salitre y las obras anexas.

Validar a partir de lo anterior las obras y dimensiones propuestas en el estudio de Castrellón (2007), particularmente el tanque de almacenamiento en tiempo de lluvia.

En el estudio de HMV se aceptó que las áreas de hasta aproximadamente 1,000 ha no tendrán variación espacial y la lluvia para diferentes períodos de retorno podrá estimarse directamente a partir de las relaciones IDF, es decir no se aplica ningún factor de reducción por área.

Para la definición de la tormenta de diseño se tendrán en cuenta los resultados de las curvas PAD y los patrones elípticos de eventos de tormenta efectuados por INGETEC (2005), sin embargo se debe tener en cuenta que en este estudio la selección de tormentas tenía como uno de los criterios que la profundidad total del evento fuera mínimo de 10 mm, valor que está por encima de la mayoría de eventos registrados durante las campañas de monitoreo recopiladas.

En el estudio de Ingetec, se efectúan análisis para duraciones de 1, 3, 6, 9, 12 y 15 horas y periodos de retorno de 3, 5, 10, 25, 50 y 100 años.

Representación de la tormenta de diseño mediante patrón elíptico.



10/09/2009 2-92 V0

Teniendo en cuenta la aplicación en estudios anteriores de este criterio (Castrellón, 2007; Hidroestudios, 2003), se emplea en el desarrollo de este proyecto el criterio de representar una tormenta mediante un patrón elíptico de precipitación.

Se establece un escenario de patrón elíptico de precipitación definiendo una duración, un periodo de retorno y un centro de tormenta.

En el estudio de Ingetec se presenta la descripción geométrica del patrón elíptico sugerido, este se presenta en la Tabla 2-26.

Tabla 2-26. Características geométricas de las isoyetas elípticas

Tomado de Ingetec, (2005)

En el análisis espacial de las tormentas consideradas en el estudio de Ingetec, se detectaron eventos con distribuciones espaciales difícilmente representables mediante isoyetas elípticas, debido a su irregularidad y múltiples centros. Del análisis de aplicabilidad de isoyetas con patrón elíptico efectuado en ese mismo estudio se determinó que sólo el 2% de las tormentas presentan un coeficiente de correlación (r2) superior a 0,75. En las conclusiones de ese estudio se sugiere que las isoyetas de patrón elíptico no representan adecuadamente los eventos de tormenta registrados en la Sabana de Bogotá.

Pese a lo anterior se considera su uso como una de las alternativas de representación simplificada de la lluvia en el área de estudio.

Curvas PADF

A partir de las curvas PADF (Precipitación - Área - Duración - Frecuencia), es posible establecer valores de precipitación para proyectos o estructuras que involucren grandes áreas. El análisis espacial de eventos extremos de precipitación sobre áreas extensas, se emplea para establecer las relaciones entre la precipitación máxima anual de un aguacero con cierta duración, que ocurre sobre un área extensa con un período de retorno definido.

ÁREA RELACIÓN (a/b) = 2.0 RELACIÓN (a/b) = 2.5

(ha) a (km) b (km) a (km) b (km)

A 100 7,98 3,99 8,92 3,57

B 1000 25,23 12,62 28,21 11,28

C 5000 56,42 28,21 63,08 25,23

D 10000 79,79 39,89 89,21 35,68

E 30000 138,20 69,10 154,51 61,80

F 50000 178,41 89,21 199,47 79,79

G 100000 252,31 126,16 282,09 112,84

H 200000 356,82 178,41 398,94 159,58

ISOYETA



10/09/2009 2-93 V0

La serie de curvas PADF se ajustó en el estudio de Ingetec a la distribución de Valores Extremos Generalizada (GEV). En este estudio se puede apreciar que existe una tendencia a la reducción en las intensidades para diferentes periodos de retorno y duraciones en las estaciones más representativas, lo que confirma la conveniencia del empleo de las IDF y PADF actualizadas.

Localización del centro de tormenta

Las conclusiones del estudio de Ingetec sobre los centros de tormenta sobre la Sabana de Bogotá indican que se pueden identificar claramente 2 principales centros de tormenta ubicados al piedemonte de los cerros orientales. El primero, localizado al norte de la ciudad, se encuentra delimitado por las calles 106 y 200, y por la autopista norte y los cerros orientales. El segundo, está delimitado por las calles 26 y 90, y por la Avenida Caracas y los cerros orientales, zonas en las que se encuentran las estaciones Contador, la Vieja, San Luis, Usaquen, Serrezuela y Granizo.

Los centros de tormenta no son permanentes y varían de acuerdo con la duración del evento analizado y el periodo de retorno.

Si bien las mayores tormentas tienen su centro en el piedemonte oriental de la ciudad, con el eje mayor paralelo al piedemote, dada la incertidumbre sobre la colocación del centro de la elipse, se puede adoptar el criterio de HMV que considera la primera isoyeta como una precipitación uniforme hasta las 1000 ha y se corrige el segundo anillo para compensar el incremento de valor en la elipse central.

Duración

Para el análisis efectuado en el estudio de tormentas de Ingetec, se estudiaron duraciones de 1, 3, 6, 9, 12 y 15 horas. Para seleccionar entre estas posibles duraciones la(s) más representativas(s) para estimar el aporte de escorrentía al sistema sanitario la duración del evento debe definirse después de estudios de sensibilidad aplicados a la modelación de manera que pueda identificarse la duración y la combinación para la cual se maximiza el caudal de escorrentía, que en este caso llegue a la PTAR.

En el estudio Estudio de Actualización del plan maestro de alcantarillado de la cuenca del Salitre y Jaboque - Informe de determinación de aguas residuales y pluviales, elaborado por HMV en 2003, se seleccionó una duración de 3 horas, a partir de la modelación de diferentes duraciones de la lluvia y diferentes períodos de retorno y la obtención de los respectivos caudales pico en la cuenca de Galerías.

Periodo de retorno

La selección del período de retorno del evento está definido por norma de la EAAB, el criterio es que es proporcional al área servida y depende del tipo de estructura.



10/09/2009 2-94 V0

Para el caso de las obras anexas a la PTAR salitre entre las que se encuentran el box propuesto en el canal de aducción a la planta, el box de derivación hacia la estructura de regulación en tiempo de lluvias y la estación de bombeo correspondiente, conviene considerar los volúmenes de escorrentía para las siguientes situaciones:

Para el canal de aducción periodo de retorno de 25 años para la sección revestida de canal, 10 años para los conductos (box en este caso).

Adicionalmente y teniendo en cuenta que en los estudios presentados por HMV sobre la cuenca del Fucha y las campañas de medición disponibles se han registrado aportes al sistema sanitario para lluvias menores a 10 mm, se propone considerar entre las alternativas un periodo de retorno de 3 años para modelar una situación recurrente en la planta y un periodo de 100 años para evaluar la condición crítica de operación esperada.

Duración Típica de la Lluvia

La primera medida para la definición de la tormenta de diseño fue el de determinar la duración típica de la lluvia.

Para la definición típica de la lluvia se utilizaron las tormentas definidas en el estudio de INGETEC (2005) en el cual se analizaron 68 estaciones, que pertenecían a la EAAB, la CAR y el IDEAM, el periodo de registro analizado fue el procesado para este estudio en cada estación, el promedio de registro de estas estaciones fue de 26 años. De estas 68 estaciones se seleccionaron 167 tormentas, las cuales cumplían con ciertos criterios, INGETEC (2005), como:

Tormentas de más de 10 mm de precipitación y sólo en el caso de que no obtuvieran un número mínimo de 10 tormentas por estación por año, escogían tormentas de menos de 10 mm.

Se seleccionaron tormentas que presentaron intensidades mayores a 3 mm/hora con períodos de precipitación entre 15 y 360 minutos. De las estaciones procesadas por INGETEC(2005) se identificaron 12 estaciones pluviográficas dentro y cercanas a la Cuenca El Salitre.

El cálculo de la duración típica se basó en los archivos del Anexo G del estudio referido, en el cual se presentan para cada una de las 167 tormentas, la duración registrada en cada una de las 68 estaciones. A partir de esta información se halló la frecuencia de ocurrencia de las duraciones de los eventos en las estaciones de la cuenca el Salitre, estas duraciones van entre 1 hora y 19 horas, en la tabla Tabla 2-27 se presenta el resumen de frecuencias para las 12 estaciones escogidas para la Cuenca El Salitre y en la Figura 2-29 el histograma de frecuencia de las duraciones para cada una de las estaciones.

A partir del ejercicio anterior se determinó que la duración más frecuente de los eventos en la Cuenca El Salitre varía entre 2 y 3 horas. Esto condicionará la duración de la tormenta para la modelación por medio del patrón elíptico de la variación espacio – temporal de la lluvia.



10/09/2009 2-95 V0

Tabla 2-27. Duraciones de Tormentas

ESTACIONES SALITRE CÓDIGO ENTIDAD

DURACIONES (hr)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 TOTAL

Escuela de Ingenieros 2120605 IDEAM 11 14 8 14 6 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 55 La Conejera P-95 EAAB 1 2 6 2 7 3 2 4 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 30 Serrezuela P-78 EAAB 3 10 6 10 3 7 2 3 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 47

Usaquén - Santa Ana P-09 EAAB 8 12 15 12 12 16 8 6 2 6 2 1 1 0 0 0 1 0 0 102 Laboratorio La Hormona P-02 EAAB 4 9 9 6 7 2 5 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 46

La Vieja P-38 EAAB 5 4 9 7 5 6 3 2 3 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 49 San Luis P-41 EAAB 3 20 23 16 8 11 5 6 6 2 0 0 1 0 1 0 1 1 1 105

Cerros de Suba P-01 EAAB 8 14 13 13 10 9 4 6 0 0 0 1 0 2 0 0 0 0 0 80 El Granizo P-36 EAAB 4 22 16 9 18 8 6 1 5 1 4 0 1 1 2 1 1 1 0 101

Arrayan - San Francisco P-29 EAAB 6 15 23 21 11 11 6 4 5 0 2 2 0 1 1 0 0 0 0 108 Guaymaral 2120559 CAR 4 19 15 7 5 4 2 1 1 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 62

Jardín Botánico 2120571 IDEAM 10 30 17 16 3 5 2 2 5 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 93 Salitre Casa de Bombas P-04 EAAB 5 6 17 14 11 14 8 2 1 0 2 1 1 0 0 0 0 0 0 82

TOTAL 72 177 177 147 106 97 53 38 31 18 15 6 5 6 5 1 3 2 1



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Figura 2-29. Histograma de Frecuencias para las Estaciones Cuenca Salitre

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Escuela de Ingenieros ‐ 2120605

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

La Conejera ‐ P‐95

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Usaquen Santa Ana ‐ P‐09

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

San Luis ‐ P‐41

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Cerros de Suba‐ P‐01

0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Jardín Botánico‐ 2120571



10/09/2009 2-97 V0

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Serrezuela ‐ P‐78

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Laboratorio La Hormona ‐ P‐02

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

La Vieja ‐ P‐38

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

El Granizo‐ P‐36

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Guaymaral ‐ 2120559

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Frecue

ncia de Ocurren

cia

Duraciones (Horas)

Salitre Casa de Bombas ‐ P‐04



10/09/2009 2-98 V0

2.4.3.2 Insumos para la modelación hidrológica

Los valores preliminares para conceptualizar la modelación de las cuencas se basaron en la información suministrada por la Universidad de los Andes en las denominadas Unidades de gestión de Alcantarillado UGAS.

La información de precipitación para el análisis de los caudales se basó en los registros pluviográficos procesados durante los periodos de las campañas de caudal realizadas. La resolución temporal de estos registros es de 2 horas.

Para las tormentas de diseño se empleo la información contenida en el estudio de actualización de las curvas IDF y PADF realizado por Ingetec S.A., de donde se extrajeron las magnitudes para diferentes periodos de retorno, así como los patrones espaciales y temporales propuestos en ese estudio para eventos de tormenta de gran extensión.

La representación de las cuencas se obtuvo a partir de la consolidación realizada de los archivos de subcuencas sanitarias suministrados originalmente por la empresa de acueducto, las coberturas de las subcuencas definidas por UNIANDES (UGAS) y las características y topología de conexión incluidas en estas coberturas, la red de interceptores y las coberturas de la red de alcantarillado.

Los datos de caudal para la estimación de los parámetros se obtuvieron de las campañas de monitoreo realizadas por la empresa de acueducto en 2009.

La adaptación de la información base para la modelación en el marco de este convenio se efectuó bajo las siguientes consideraciones:

Caudal Sanitario:

La estimación del caudal sanitario se baso en la metodología de la curva de factores multiplicadores, la cual corresponde a una curva de caudal sanitario (supuesta o medida en tiempo seco).

Se asignó una curva de factores multiplicadores a las cuencas definidas para cada uno de los interceptores a modelar.

Para las cuencas definidas con objeto de la modelación que contaron con monitoreo en la primera o segunda campaña (Córdoba, IRB, San Marcos) o a partir de campañas de estudios anteriores, se definieron directamente curvas de factores multiplicadores que representan el comportamiento promedio de las aguas residuales en tiempo seco.

Para las cuencas definidas con objeto de modelación que no cuentan con monitoreos de caudal se adoptaron curvas de factores multiplicadores de otras cuencas con condiciones similares, ya



10/09/2009 2-99 V0

sea de las obtenidas a partir de las campañas realizadas en 2009 por la EAAB o a partir de estudios anteriores (particularmente del plan maestro de HMV y de los trabajos realizados por la Universidad de los Andes).

Estimación de la precipitación efectiva:

Se consideraron dos casos para analizar el mejor ajuste para las cuencas a calibrar. El primero basado en el modelo conceptual de la Universidad de los Andes, considera un coeficiente de escorrentía, pérdidas iníciales y pérdidas permanentes en cada subcuenca de modelación (UGA). El segundo caso asignando un número de curva (basado inicialmente en un valor equivalente de coeficiente de escorrentía), en esta alternativa se empleó el valor de pérdidas iníciales de los atributos de las UGAS.

Transformación de precipitación a caudal:

Para mantener el grado de parsimonia que pretende alcanzar el modelo de la Universidad de los Andes, se mantuvo en el modelo conceptual el modelo de Muskingum de onda cinemática, empleando los valores propuestos para las constantes K y x de cada subcuenca (UGA).

Estimación de escorrentía en el sistema sanitario:

Una vez estimados los caudales pluviales en cada subcuenca (UGA), se adoptaron inicialmente los porcentajes de conexiones erradas del sistema pluvial al sanitario contenidos en la información suministrada por la Universidad de los Andes. Estos porcentajes de conexiones erradas se multiplican por el caudal pluvial obteniendo de esta forma la escorrentía presente en el sistema Sanitario.

La implementación de de este modelo se efectuó en el programa HEC–HMS del cuerpo de ingeniero de los Estados Unidos. En este programa de modelación hidrológica de libre distribución (versión 3.1) se replicó la topología de cada cuenca, alimentada por los insumos previamente descritos.

2.4.3.3 Estimación de parámetros en la modelación

Los parámetros incluidos en la modelación hidrológica de los caudales afluentes al IIS, se adoptaron inicialmente a partir de los atributos de las UGAS, sin embargo debido a que los datos originales no han sido calibrados en términos del caudal de respuesta y que el modelo original fue desarrollado por UNIANDES en la plataforma Simulink de Matlab, fue necesario modificar algunos de los parámetros durante la modelación.

Se estimaron los caudales para las cuencas que contaban con monitoreo a partir de las lluvias registradas. Los resultados iníciales obtenidos en la adaptación efectuada a HEC-HMS, sobreestiman los caudales, al ser comparados con los caudales observados en estos puntos.



10/09/2009 2-100 V0

Para lograr caudales simulados similares a los medidos, se modificaron los valores de pérdidas iníciales, pérdidas permanentes (ó CN), o finalmente el porcentaje de conexiones erradas intentando calibrar la respuesta hidrológica de las cuencas. Teniendo en cuenta que en algunos casos debía modificarse el valor de pérdidas permanentes sin lograr una buena aproximación, se optó por emplear el método del Número de Curva del servicio de conservación de suelos, para reproducir la condición observada de no afectación del caudal para lluvias bajas.

En el caso de la cuenca del Interceptor Córdoba, la respuesta del modelo arrojó valores de caudal muy altos, por lo que el análisis condujo a modificar el porcentaje de conexiones erradas de las UGAS. Esta modificación se efectuó de manera proporcional a todas las UGAS, siendo el valor con el que se logró obtener una respuesta aproximada 2/3 del porcentaje propuesto inicialmente en los atributos de las Unidades de Gestión de Alcantarillado. Se encontraron algunos casos particulares para los que se proponía un porcentaje de conexiones erradas de 40%, valores que no permitieron respuestas hidrológicas satisfactorias, estos valores se redujeron hasta 15%, donde se encontró una respuesta satisfactoria del modelo.

De la misma forma en el modelo se presenta una interdependencia paramétrica entre el valor de pérdidas permanentes (o el CN para el otro caso modelado) y el porcentaje de conexiones erradas.

2.4.3.4 Resultados de la modelación hidrológica por subcuencas

Una vez implementado el modelo hidrológico de acuerdo con lo descrito anteriormente se efectuó la modelación de los hidrogramas esperados por interceptor en dos etapas:

Para días con lluvias importantes durante las campañas de monitoreo:

Se emplearon los días 19 y 23 de enero para efectuar la calibración de los parámetros.

Se emplearon eventos de los días 26 y 30, 31 de enero para efectuar una validación de la respuesta

Una descripción más detallada de la modelación de cada cuenca se puede encontrar en el Anexo 2-3. En él se muestra la topología empleada para la modelación en cada cuenca, y se presentan los resultados de las fechas de los eventos elegidos para calibrar o simular la respuesta hidrológica de las subcuencas definidas para el sistema salitre. En términos generales se descartaron eventos de precipitación con precipitaciones medias sobre la cuenca inferiores a 2mm debido a que en los análisis iníciales no mostraban variaciones apreciables respecto a los hidrogramas medidos en tiempo seco.



10/09/2009 2-101 V0

2.4.4 Consideraciones sobre la modelación

Si bien se contaba con datos para calibrar las subcuencas de modelación de IRB actual (punto 6 de la primera campaña), y Córdoba (punto 5 de la primera campaña), y algunas cuencas menores en los demás puntos de monitoreo, la magnitud de las lluvias durante la primera campaña es baja y durante la segunda casi inexistente. Lo anterior condiciona la aplicabilidad de la calibración efectuada teniendo en cuenta que si el sistema físico se comporta almacenando agua en el suelo o los colectores, lluvias pequeñas no ocasionaran grandes magnitudes de escorrentía, mientras que el tipo de respuesta puede cambiar para lluvias de gran magnitud.

Por esta razón los resultados obtenidos en este ejercicio deben tomarse con precaución, ya que se requieren más campañas de monitoreo en tiempo de lluvias para validar con un mayor grado de confianza la respuesta hidrológica de las cuencas para eventos de magnitudes mayores.

La representación del caudal sanitario se efectuó mediante la condición media obtenida de los aforos en tiempo seco, sin embargo su variabilidad influyó en algunos casos en la modelación de los caudales observados.

Las cuencas sobre las cuales se efectúo algún tipo de calibración corresponden aproximadamente al 60% del área en estudio (incluyendo la cuenca Salitre Sur representada por el punto 3 de la segunda campaña, en el cual se representa el caudal Bombeado por la estación Salitre Casa de Bombas), por lo tanto existe una alta incertidumbre de los resultados obtenidos en el área restante. Se trató de adoptar valores de los parámetros del modelo hidrológico para obtener respuestas de caudal admisibles a criterio del modelador en las cuencas no aforadas. Las cuencas pequeñas mostraron respuestas razonables para las tormentas empleadas para calibrar la respuesta hidrológica.

La lluvia se interpoló espacialmente en intervalos de dos horas dentro de las cuencas objeto de los monitoreos con el fin de alimentar el modelo hidrológico. La interpolación se efectuó mediante el método de krigging.

Dentro de los ejercicios realizados para analizar la respuesta hidrológica de la cuenca se encontró que las lluvias registradas durante los días de las campañas correspondían a lluvias de pequeña magnitud y correspondían en su mayoría a lluvias puntuales o de poca extensión espacial, lo cual incidió en la estimación de los parámetros de la modelación en cuencas grandes como San Marcos, Suba Tibabuyes, Córdoba y Salitre Sur, que hicieron necesario subdividir la escala de la precipitación para considerar el efecto puntual de la misma en la respuesta hidrológica.

Para estimar y calibrar los aportes de la que en este convenio se denomina cuenca Salitre Sur (IIS antes de la confluencia de Córdoba), se solicitó a la EAAB definir de manera apropiada la cuenca afluente en el punto 3 de la segunda campaña y definir por tanto la proporción de la



10/09/2009 2-102 V0

cuenca que está regulada por la estación de bombeo ubicada en este punto, teniendo en cuenta que las coberturas de redes no permitían hacerlo de forma clara. A partir de la cuenca definida, de los datos de la segunda campaña y de las capacidades y número de unidades reportadas por la EAAB, y los niveles de operación de los equipos se aproximó la operación de la estación teniendo en cuenta que no se contaba a la fecha de elaboración de este informe con los datos de las características geométricas de los pozos de succión para poder estimar de forma más precisa los volúmenes de regulación en este sistema de bombeo.

Para la cuenca Córdoba se pudo calibrar la respuesta hidrológica de forma aceptable, sin embargo se sugieren nuevas campañas en tiempo de lluvias para validar la respuesta de la cuenca mediante el modelo conceptual empleado.

La subcuenca del interceptor San Marcos se calibró para uno de los eventos de la segunda campaña, sin embargo se debe tener en cuenta que las lluvias en ese periodo de tiempo son muy bajas y no garantizan que la respuesta hidrológica para eventos de mayor profundidad de lluvia sean adecuadas, por lo que se sugieren nuevas campañas de monitoreo.

Una vez obtenidos los caudales en cada subcuenca de modelación para los eventos de precipitación seleccionados, se superpusieron para estimar la diferencia en volumen de la suma de aportes con los hidrogramas medidos en el punto 7 de la campaña. En la Figura 2-30 se presentan los hidrogramas obtenidos en cada subcuenca para la simulación del evento del 19 de enero de 2009.

La figura permite diferenciar el orden de magnitud de los aportes de los diferentes interceptores y validar la importancia de intentar modelar con una mejor aproximación los aportes del interceptor Córdoba y del Interceptor Izquierdo Salitre antes de la confluencia del Córdoba, ya que ambos suman más del 50% del aporte del caudal a la PTAR Salitre.



10/09/2009 2-103 V0

Figura 2-30. Hidrogramas de caudal por interceptor para el evento del 19 de enero.

En la Figura 2-31 se presenta el hidrograma que representa la suma de aportes de los interceptores afluentes al ISS (sin transitar) y la hidrógrafa medida durante la campaña para el evento del 19 de enero. En este caso la diferencia en volumen fue de 6,4% relativo al volumen medido, la diferencia más considerable sin embargo corresponde a los picos de caudal, se puede apreciar el pico sobre las 16:00 horas, que es evidente en los sitios de medición alejados de la influencia del remanso ocasionado por la operación de las bombas y la compuerta, y que no es apreciable en el hidrograma del punto monitoreado. En las horas de la mañana por su parte se puede apreciar una menor magnitud en la suma de aportes con respecto al caudal aforado, lo que podría explicarse también por este efecto de remanso producido en el punto de medición 7.

Por otra parte debido a la imposibilidad de modelar de forma apropiada el efecto del la estación Salitre Casa de Bombas en el punto 3 de la segunda campaña, y debiendo dejar el hidrograma con el pico proveniente en los colectores, se puede suponer que el efecto de esta estación de bombeo regularía el hidrograma de los aportes reduciendo el pico presentado, teniendo en cuenta que el aporte de esta estación es de 0,80 m3/s de forma permanente para días sin lluvia.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

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19/01/2009 01:00

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19/01/2009 13:00

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19/01/2009 15:00

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19/01/2009 17:00

19/01/2009 18:00

19/01/2009 19:00

19/01/2009 20:00

19/01/2009 21:00

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19/01/2009 23:00

20/01/2009 00:00

Qsalida (m3/s)

Tiempo (Fecha, hora)

Hidrogramas de Salida por interceptor ‐ Evento 19 de Enero

Salitre Sur

Cordoba

Colsubsi Occidentall

Colsub Oriental

Suba Tibabuyes

Pinos Serena

Tabora Lorena

San Marcos

Garces Navas

IRB

Tibab Occident



10/09/2009 2-104 V0

Figura 2-31. Comparación entre la suma de aportes de los interceptores afluentes al ISS y los datos monitoreados en el punto 7 de la primera campaña.

La respuesta para los eventos de los demás eventos modelados no fue satisfactoria en términos de volumen, para el 23 de enero se obtuvo una diferencia en volumen de 43%. Para el evento del 30-31 de enero el porcentaje de error en volumen fue de 14%.

En el anexo en medio magnético (Anexo 2-3) se pueden consultar los respectivos hidrogramas y volúmenes.

2.4.5 Caudales máximos esperados por subcuencas

Una vez efectuada la calibración para las cuencas con registros de caudal y la estimación de parámetros para las cuencas no instrumentadas se modelaron tormentas de diseño para los patrones espaciales sugeridos por Ingetec S.A, en el estudio de curvas IDF y PADF, con el fin de obtener los caudales máximos esperados en el Interceptor Izquierdo Salitre asociados a diferentes periodos de retorno de la lluvia.

Se pretende establecer los caudales producto de la escorrentía presente en el IIS en conjunto con los aportes de caudal sanitario esperado a futuro (condición de saturación). Teniendo en

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

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7,5

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19/01/2009 01:00

19/01/2009 02:00

19/01/2009 03:00

19/01/2009 04:00

19/01/2009 05:00

19/01/2009 06:00

19/01/2009 07:00

19/01/2009 08:00

19/01/2009 09:00

19/01/2009 10:00

19/01/2009 11:00

19/01/2009 12:00

19/01/2009 13:00

19/01/2009 14:00

19/01/2009 15:00

19/01/2009 16:00

19/01/2009 17:00

19/01/2009 18:00

19/01/2009 19:00

19/01/2009 20:00

19/01/2009 21:00

19/01/2009 22:00

19/01/2009 23:00

20/01/2009 00:00

Qsalida (m3/s)

Tiempo (Fecha, Hora)

Comparación Hidrograma Modelado vs Hidrograma Observado ‐ Pt ‐ 19 de Enero

Observ

modelado



10/09/2009 2-105 V0

cuenta que para las condiciones futuras debe incluirse el aporte de caudal del interceptor ENCOR (recientemente conectado al IIS).

Las características de las tormentas de diseño empleadas y las consideraciones que se tuvieron en cuenta en los estimativos se describen a continuación:

Se seleccionó un patrón elíptico como representativo de la distribución espacial de la lluvia para eventos de tormenta de gran magnitud y extensión espacial, el patrón elíptico da magnitudes de precipitación para isolíneas (elipses) asociadas a áreas determinadas.

Los centros de tormentas se localizaron de acuerdo con las recomendaciones efectuadas en el estudio de Ingetec.

Se emplearon los patrones elípticos para lluvias con períodos de retorno de 3, 5, 10 25, 50 y 100 años.

Para establecer la duración típica de las tormentas se elaboraron histogramas de frecuencia de las duraciones de las tormentas reportadas en el anexo G del estudio de Ingetec, tormentas que fueron empleadas en la actualización de las curvas IDF. Se adoptó de acuerdo con este análisis una duración típica de 3 horas para las tormentas.

Una vez definida la duración de las tormentas se seleccionó la curva de precipitación acumulada con una probabilidad de 10% de excedencia para establecer la distribución temporal de la tormenta.

2.4.5.1 Estimación de caudales en cuencas monitoreadas

La estimación de caudales en cuencas monitoreadas para la condición futura de la cuenca se adoptó a partir del caudal medio sanitario estimado para la condición de saturación, con la distribución temporal generada por las curvas de factores multiplicadores medidos en cada cuenca monitoreada. La lluvia de diseño se adoptó a partir de las tormentas con patrón elíptico descritas anteriormente. Se emplearon los parámetros que fueron calibrados con las lluvias presentadas durante las campañas. Los hidrogramas resultantes se pueden encontrar en el Anexo 2-3.

2.4.5.2 Estimación de caudales en cuencas no monitoreadas

Para estimar los caudales futuros en cuencas no instrumentadas, se adoptaron parámetros con los que se estimó el aporte para el mismo periodo de la campaña, y se empleó la lluvia obtenida del patrón elíptico descrito anteriormente. La precipitación del patrón elíptico se interpoló espacialmente en cada cuenca de Modelación (instrumentada o no) obteniendo una precipitación total a la cual se le aplicó la distribución temporal de una tormenta de 3 horas con una probabilidad de excedencia de 10%.



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Particularmente en los casos de la cuenca asociada al interceptor ENCOR y el aporte de TORCA futuro que será conducido a la PTAR a través del IRB, se adoptaron curvas de factores multiplicadores de cuencas de tamaño similar, y se trataron de considerar los tiempos de viaje de los hidrogramas con el fin de representar adecuadamente los aportes. Para estas cuencas que no se encuentran incluidas en la cobertura de UGAS, se adoptaron valores correspondientes a los promedios de porcentaje de conexiones erradas, del sistema pluvial al sanitario, coeficiente de escorrentía y pérdidas iníciales y permanentes dentro del rango de las demás cuencas modeladas, no se adoptó una posición conservadora debido a la incertidumbre asociada a las condiciones de construcción que tendrán estos dos aportes. Se prefirió incluir aportes similares a las demás cuencas.

2.4.5.3 Hidrograma resultante sobre el Interceptor izquierdo Salitre

Con el fin de estimar la magnitud de los hidrogramas resultantes en el interceptor Izquierdo Salitre se efectuó de manera inicial una superposición de los hidrogramas de aporte de cada interceptor analizado en la modelación hidrológica. En el informe final se presentará el tránsito de los hidrogramas a través del ISS bajo algún escenario de obras propuesto, ya que se ha podido verificar que para las condiciones de infraestructura actual lluvias de condiciones similares o superiores a la tormenta de un periodo de retorno de 3 años ocasionan que la red trabaje presurizada en algunos tramos.

En la Figura 2-32 se presentan los hidrogramas de aporte de cada interceptor para un periodo de retorno de 3 años con patrón espacial elíptico. Se puede apreciar la magnitud de los aportes de las cuencas de Córdoba y Salitre Sur, por lo que se considera conveniente continuar efectuando campañas de monitoreo de caudales para mejorar los estimativos obtenidos en este convenio, particularmente en la subcuenca Salitre Sur.

Puede apreciarse la diferencia en el tiempo al pico para las cuencas más grandes teniendo en cuenta que se supuso un inicio del evento a las 12:00 del día en toda la cuenca.



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Figura 2-32. Hidrogramas de aporte de cada interceptor para un periodo de retorno de 3 años con patrón espacial elíptico.

Con el fin de efectuar un análisis de los caudales máximos esperados y los volúmenes de escorrentía, se presenta en la tabla siguiente las magnitudes de los caudales máximos esperados para cada periodo de retorno y los volúmenes de aguas residuales y de escorrentía asociados a los mismos. A partir de las magnitudes descritas se podrá efectuar un análisis conceptual de alternativas de las obras requeridas para manejo de escorrentía afluente a la PTAR. Estos caudales pico y volúmenes se deben tomar como preliminares debido a que las condiciones reales de descarga del sistema estarán condicionadas a las obras de adecuación para el manejo de escorrentía y presentarán ligeras diferencias de acuerdo con la alternativa a modelar.



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Figura 2-33. Caudales máximos y volúmenes de agua esperados en el IIS para la condición de Saturación (Sin transitar)

Periodo de retorno TR 3 TR5 TR 10 TR 25 TR 50 TR 100

Q máx. (m³/s) 25.5 29.6 31.3 32.7 35.3 37.8

Volumen (m³) 635,036 691,381 708,231 728,301 763,780 785,240

Volumen Sanitario (m³) 403,770 403,770 403,770 403,770 403,770 403,770

Se reitera que los resultados deben tomarse con precaución teniendo en cuenta las condiciones y magnitudes de lluvia empleadas para la calibración de los modelos. El modelador considera estos estimativos como conservadores y no descarta que puedan presentarse magnitudes de caudal superiores asociadas con lluvias similares.

Otro aspecto que genera que las magnitudes de los caudales sean consideradas como conservadoras es que no se incluyó en el modelo el aporte por conexión errada que puede darse entre la confluencia del interceptor Córdoba y la PTAR debida a niveles altos en el sistema pluvial, agravados u ocasionados por condiciones de niveles altos en el río Bogotá. Estas circunstancias puedan ocasionar que a través de los conductos que ofrecen ahora vertimientos directos al sistema pluvial, y de los pozos iníciales compartidos u otras conexiones erradas se presente contraflujo y por tanto aporte del sistema pluvial al sanitario, el cual al darse se daría por periodos prolongados (uno o más días) y ocasionarían en colapso del sistema, como ocurrió en mayo de 2006. Si bien esta es una situación de emergencia su probabilidad de ocurrencia es considerable, dado que los proyectos previstos para la reducción de sus efectos no se encuentran en un futuro cercano, evidencian la necesidad de contar con un sistema de bombeo para evacuación de crecientes cuando se supere la capacidad operativa de la planta.

2.4.6 Modelación hidráulica

La modelación hidráulica se efectuó en el programa SEWER GEMS V8. (Bently), el cual permite efectuar modelación de la onda dinámica. No se empleó el modulo hidrológico, puesto que no era compatible totalmente con el modelo conceptual propuesto.

En ejercicios previos desarrollados se ha encontrado que para la lluvia de periodo de retorno de 100 años algunos tramos de la infraestructura actual no puede evacuar la creciente generada presentándose presurización de los tramos modelados, estos resultados previos pueden estar influenciados porque no se modelaran los tramos afluentes de los interceptores secundarios en el alcance de este convenio, los cuales tendrán una capacidad de almacenamiento que puede generar resultados diferentes en el tránsito de onda dinámica, reflejándose en el atenuamiento de los picos de caudal por restricciones de capacidad y la consideración del almacenamiento de agua en los conductos.



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Por lo tanto una conclusión previa es que para obtener resultados hidráulicamente interpretable debe modelarse el tramo afluente a la PTAR incluyendo obras para el manejo de escorrentía del sistema.

2.4.6.1 Insumos y condiciones para la modelación hidráulica

Los insumos empleados en la modelación hidráulica corresponden a:

Características geométricas y topográficas del Interceptor Izquierdo Salitre, obtenidas de los estudios de Giraldo (2005) y Fabio Castrellón (2007) y complementadas con la información obtenida del sistema de información geográfica de la EAAB.

Hidrogramas para cada interceptor incluido en la modelación obtenidos de la modelación hidrológica.

Escenarios a modelar:

Condición hipotética de descarga libre: Con el fin de analizar el efecto de las obras sobre el afluente a la PTAR, se efectúo una modelación hipotética en la que todo el afluente tuviera una descarga libre sin restricción por almacenamiento para bombeo ni condición de borde aguas abajo restringida por los niveles en el río Bogotá. Este ejercicio busca simplemente establecer las condiciones de velocidad y magnitud de los caudales pico que tendría el ISS bajo estas condiciones y evaluar el efecto de la infraestructura actual sobre los caudales picos y sobre las velocidades.

Condición futura con obras propuestas en tiempo seco: teniendo en cuenta que las modelaciones efectuadas por Castrellón y las previas efectuadas en el marco de este convenio indicaron que la infraestructura actual (particularmente el tramo final del IIS y la capacidad de bombeo) no permitirían conducir o evacuar de forma apropiada los caudales esperados, se efectuó la modelación para caudales a saturación bajo la condición de obras propuestas, adaptando la tubería propuesta por Castrellón (diámetro 2.4m), partiendo del tramo final en canal del IIS, mediante una derivación que en este caso se considero como una compuerta. En esta condición se asume adicionalmente la construcción de una nueva estación elevadora que alimente la PTAR bajo unas condiciones de bombeo más eficiente y adaptada para el caudal esperado a saturación (con las consideraciones descritas anteriormente acerca de la magnitud del caudal). Se propone teniendo en cuenta la magnitud del caudal pico esperado (y del modelado a través de la condición de descarga libre) una capacidad base de 7.5 m3/s, distribuidos en tres bombas, una de 1 m3/s y 2 de 3m3/s, y que están de acuerdo con la propuesta de Castrellón.

Para esta condición en tiempo seco se propone que todo el caudal sea conducido a la PTAR y que no exista la necesidad de evacuar agua residual a través de la compuerta, como ocurre actualmente.



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Condición futura con obras propuestas en tiempo de lluvias: se propone la modelación del aporte de escorrentía para el periodo de retorno de 100 años, bajo las siguientes consideraciones:

Teniendo en cuenta que los caudales empleados para las calibraciones y que corresponden a las campañas de monitoreo de la EAAB, y que cerca del 60% del aporte no contaba con aforos para ser calibrado, los caudales para diferentes periodos de retorno pueden estar subestimados.

La ocurrencia eventual de eventos extremos generará condiciones de riesgo por inundación en el sistema sanitario y deben tomarse las medidas apropiadas para su manejo.

La condición modelada pretende mantener el bombeo en la estación en tiempo seco, a diferencia de lo propuesto por Castrellón, teniendo en cuenta que este bombeo puede conducirse a un by pass si las condiciones de calidad del afluente pueden afectar la operación de la PTAR y a la vez permite reducir la capacidad de bombeo instalada. Se aprovecharía bajo este esquema la existencia de las bombas de tornillo de Arquímedes, que daría una capacidad de 10m3/s para manejo de crecientes, contando así con una capacidad total de 17,5 m3/s para el manejo de la creciente esperada. Se propone un tanque de regulación de crecientes (storm tank) con una capacidad mínima de 3 veces el caudal medio diario, en un tiempo de 3 horas, lo que corresponde aproximadamente a un volumen de 55000m3. La literatura indica que la capacidad de este tipo de tanques varía entre 3 y 6 o 9 veces el caudal medio diario por un intervalo de tiempo de 3 horas, y depende de las características de las diferentes unidades o procesos de tratamiento. Se propone que el tanque pueda estar conectado al sistema de bombeo en tiempo seco con el fin de evaluar si el afluente almacenado pueda ser tratado en la PTAR o vertido al río Bogotá mediante un By Pass.

Condiciones de borde:

Se debe tener en cuenta que para efectuar cualquier modelación hidráulica se debe elegir un escenario ya sea empleando la infraestructura actual o modelando alguna infraestructura propuesta. En cualquiera de los casos se deberá elegir una condición de frontera que afectará la magnitud del caudal pico afluente al tramo en canal abierto del IIS, esta condición de borde corresponde al nivel en el río Bogotá.

En la Figura 2-34 se puede apreciar la curva de duración de niveles del río Bogotá, comparado con las cotas de fondo del IIS, y los niveles del río Bogotá para períodos de retorno de 10 y 100 años (las cotas se presentan en sistema altitudinal del IGAC).

La modelación brindará un menor caudal evacuado por la compuerta a medida que el nivel en el río Bogotá sea mayor.

Para la condición modelada se asume un nivel (IGAC) de 2543 msnm, que corresponde a un nivel de 2573,86 en sistema EAAB, y que tiene una probabilidad de no excedencia superior al



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95%. De esta manera no se puede emplear la compuerta al final del IIS para descargar parte de los excesos.

Figura 2-34. Curva de duración de niveles en el Río Bogotá, aguas abajo de la confluencia del Río Salitre.

Se aclara que en la modelación propuesta no se tiene en cuenta eventuales afluencias de caudal por medio del sistema pluvial, como la ocurrida en mayo de 2006, periodo en el cual los altos niveles del río Bogotá, ocasionaron la entrada de caudal al humedal Juan amarillo, y a través de este al sistema pluvial. Por medio de los vertimiento directos existentes hacia el sistema salitre, se produjo un contraflujo que ocasionó la entrada de aguas del río Bogotá al sistema sanitario afluente a la PTAR Salitre. El manejo de estas eventualidades se debe operar mediante el mejoramiento de las estructuras de descarga del humedal Juan Amarillo al río y finalmente mediante las obras de adecuación del río Bogotá en un largo plazo.

Topología de modelación

Como se mencionó anteriormente la topología básica de modelación está basada en la efectuada por Castrellón (2007), en la Figura 2-35 se presenta el esquema correspondiente y la nomenclatura empleada para los tramos y nodos.

2537.0

2538.0

2539.0

2540.0

2541.0

2542.0

2543.0

2544.0

2545.0

2546.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Nivel (m

snm)

Probabilidad de Excedencia

Curva de duración de niveles del rio Bogotá cerca a la confluencia del R. Juan Amarillo (Salitre)

CDN

TR 10 Años

TR 100 Años

Fondo IIS

Nivel Máx IIS

Reducción del Caudal descarga del interceptor al río

2544.86

2544.30

2537.69



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Figura 2-35. Topología de la modelación en SEWER GEMS

a). Cuencas e interceptores modelados

b) Topología de sistemas de bombeo



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2.4.7 Resultados de la modelación hidráulica

Condición hipotética de descarga libre:

Bajo esta condición de modelación se obtuvo un caudal pico en tiempo seco de 7,86 m3/s, el hidrograma obtenido se presenta en la Figura 2-36.

Puede apreciarse que las velocidades esperadas bajo esta condición hipotética solo son inferiores a 0,7 m/s para las horas de la madrugada, es decir se puede decir que el efecto de las bajas velocidades que se presentan actualmente son el resultado del efecto de amortiguamiento de los hidrogramas debido a la operación de las bombas y la compuerta al final del IIS.

Figura 2-36. Hidrogramas y condiciones hidráulicas obtenidos en la condición hipotética de descarga libre.

De este mismo ejercicio se puede observar que al modelar la creciente de TR 100 años se presenta presurización en el box de 3 celdas, al final del tramo cerrado del ISS, esta condición se puede apreciar en la Figura 2-37. Para esta condición el caudal esperado en el IIS supera la capacidad de conducción a flujo libre del último tramo del interceptor ocasionando una posible presurización del tramo de 3 celdas.



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Figura 2-37. Superación de la capacidad hidráulica del último tramo del IIS para la creciente de TR 100

Condición futura con obras propuestas en tiempo seco:

En esta condición se obtuvo un caudal pico de 6,6m3/s en el tramo final del IIS, antes de la estación de bombeo propuesta, el hidrograma correspondiente se presenta en la Figura 2-38.



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Figura 2-38. Hidrograma afluente a la estación de bombeo propuesta. Caudal de saturación condición en tiempo seco

El caudal bombeado correspondiente se presenta en la Figura 2-39. Se puede apreciar que la tubería sugerida por Castrellón con un diámetro de 2.4 m de diámetro cuenta con capacidad suficiente para conducir el afluente en tiempo seco, mejorando las actuales condiciones de velocidad y reduciendo la sedimentación que pueda presentarse en el tramo.



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Figura 2-39. Caudal bombeado para tiempo seco hacia la PTAR

Las condiciones de velocidad encontradas en el Interceptor Izquierdo salitre para caudal en tiempo seco indican bajas velocidades para caudales bajos, en algunos puntos del sistema, lo cual indica que el problema actual no solo se debe a la condición hidráulica en el tramo final del IIS, sino que también se dan condiciones bajas de velocidad para caudales bajos (en la mañana primordialmente) y que pueden causar problemas de sedimentación y afectación de las condiciones de calidad del afluente. Las velocidades encontradas se presentan en la Figura 2-40. Los colores rosado y verde (CO-66 y CO-68) corresponden al último tramo del IIS correspondiente a un box de 3 celdas, en el cual se presentan las menores condiciones de velocidad, incluso por debajo de 0.6 m/s, en este punto es importante recordar la recomendación efectuada por Giraldo y también por Castrellón, tendiente a cerrar uno o dos box durante tiempo seco para mejorar las condiciones de velocidad en el IIS, bajo estas condiciones se podría obtener un mejoramiento de la velocidad en este tramo entre 1,0 y 1,2 m/s.

Figura 2-40. Velocidad en el IIS para la condición en tiempo seco.



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Condición futura con obras propuestas en tiempo de lluvias:

En esta condición y manteniendo el bombeo de la estación empleada para tiempo seco (ya sea para conducir a tratamiento o vertimiento directo a través de By pass) se presentan las condiciones del caudal bombeado teniendo como referencia el hidrograma afluente, que se presentan en la Figura 2-41.

Se propone un tanque de regulación de crecientes conectado a la tubería afluente a la estación de bombeo en tiempo seco. El volumen propuesto está de acuerdo con criterios que sugieren una capacidad entre 3 y 6 veces el caudal medio diario por un tiempo de 3 horas, esto corresponde a valores entre 55000 y 11000 m3, el valor final deberá corresponder con recomendaciones de las alternativas de sistema de tratamiento propuestos y a la capacidad de los diferentes procesos de tratamiento. El tanque de regulación deberá permanecer cerrado en tiempo seco, y deberá activarse mediante una compuerta durante tiempo de lluvias, de manera que permita almacenar un volumen de agua que tendrá características de agua residual residencial, para su posterior tratamiento (una vez finalizada la creciente). Por esta razón el tanque deberá estar conectado en la salida al foso de succión de las bombas en tiempo seco.

El sistema de bombeo en tiempo seco deberá disponer de un by pass para efectuar eventuales vertimientos directos al río para caudales afluentes con concentraciones bajas.



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El actual canal abierto de aducción a la EES, quedaría en buena parte disponible también para regular un volumen apreciable durante una creciente, dependiendo del punto de ubicación de la derivación para el conducto afluente a la estación en tiempo seco, se puede contar con una capacidad de almacenamiento o regulación entre 24000 m3 (para la ubicación propuesta por Castrellón) y 72000 m3 para una ubicación a 50 metros del inicio del canal abierto, la restricción en la selección del sitio será la conexión del interceptor Tibabuyes occidental por restricciones en la cota de entrega.



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Figura 2-41. Caudal Bombeado para la condición con lluvias

A) Caudal bombeado en la estación de bombeo propuesta

B) Caudal bombeado en la estación de bombeo con los tornillos de Arquímedes existentes

En la Figura 2-42 se presentan los hidrogramas y velocidades afluentes a cada sistema de bombeo.



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Figura 2-42. Hidrogramas y velocidades afluentes a los sistemas de bombeo

A) Caudal bombeado en la estación de bombeo propuesta

B) Caudal bombeado en la estación de bombeo con los tornillos de Arquímedes existentes

El comportamiento de la velocidad en el Interceptor Izquierdo Salitre se presenta en laFigura 2-43, se puede apreciar que las velocidades más bajas se presentan para el último tramo



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cerrado del IIS (box de 3 celdas), donde varían entre 0,4 y 1 m/s, en los demás tramos la velocidad varía entre 0,5 y 3 m3/s.

Figura 2-43. Comportamiento de la velocidad en el IIS, para condición con lluvia para un TR para un TR de 100 años

2.5 ANALISIS DE OBRAS COMPLEMENTARIAS PROPUESTAS PARA LA OPTIMIZACIÓN DEL MANEJO DEL AFLUENTE A LA PTAR

Se presenta un análisis de las obras complementarias en el tramo final de la red para la mitigación de impactos ocasionados por las lluvias, bajo la infraestructura actual y con las posibles mejoras para el manejo de aguas lluvias presentes en el sistema sanitario.

2.5.1 Premisas generales

La adecuación del cauce del río Bogotá con la alternativa más favorable para la PTAR Salitre, que corresponde a las secciones de la CAR, pueden no estar listas a tiempo para la construcción de la ampliación de la PTAR, esta situación permitiría evacuar de forma más directa los excedentes que no puedan ser tratados por la PTAR ampliada evitando el uso de la compuerta (siempre que cumplan el criterio de calidad definido para condiciones de tormenta).



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2.5.2 Consideraciones sobre la operación actual del sistema

A partir del análisis de los caudales bombeados y de los aforados en la campaña de monitoreo se pudo apreciar que el caudal medio afluente a la PTAR Salitre es superior a los 4,0 m3/s, previstos en el caudal nominal de la planta, y ligeramente superior al caudal de 5,2 m3/s que corresponde a la capacidad máxima diaria de la planta (capacidad de crucero).

Las condiciones actuales del canal de aducción a la Estación Elevadora ocasionan bajas velocidades y problemas de sedimentación a lo largo del IIS, condiciones que pueden afectar las características de calidad del afluente a la PTAR Salitre.

Para garantizar la evacuación de escorrentía proveniente de eventos de precipitación asociados a periodos de retorno indicados en este estudio, se deberá mejorar la capacidad de bombeo y permitir una alternativa de evacuación de aguas lluvias para condiciones extremas que no puedan ser tratadas en la planta.

2.5.3 Conceptualización de alternativas disponibles para el manejo de aguas lluvias en el sistema sanitario afluente a la PTAR

Con el fin de analizar algunas de las diferentes alternativas para el manejo de aguas lluvias presentes en el sistema sanitario afluente a la PTAR Salitre, se plantean 4 escenarios de obras básicos. Que se describen en la Tabla 2-28.



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Tabla 2-28. Componentes básicos de los escenarios de obras propuestos para el manejo de aguas lluvias en el sistema Salitre

Escenario A: Considera la ampliación de la PTAR y un sistema de bombeo tanto con la capacidad adecuada para el caudal de operación máximo de la planta como para la evacuación de aguas lluvias, si se asocia la capacidad instalada del componente de bombeo para evacuación de escorrentía, se puede encontrar que si no se dispone de un sistema de regulación del pico de caudal o del volumen de la hidrógrafa de creciente se requerirá una capacidad instalada alta. El riesgo de no poder evacuar el hidrograma de creciente.

Escenario B: Con el fin de complementar el escenario anterior y poder reducir la capacidad instalada se prevé la implantación de un tanque de regulación de crecientes (storm tank).

La literatura sugiere dos criterios para la estimación del volumen de este tanque, uno basado en la dilución que pueda alcanzar el afluente para una relación del caudal sanitario al caudal combinado de 1:3, o 1:5. Sin embargo la aplicación directa de este criterio deja de lado las características del afluente a la planta, el cual para caudales con alto aporte de escorrentía presenta en ocasiones condiciones de calidad similares a las de tiempo seco, es decir no apropiadas para un vertimiento directo al cuerpo receptor.

Otros criterios proponen el dimensionamiento del tanque de regulación para volúmenes asociados entre 3 y 6 veces el caudal medio diario afluente por un intervalo de tiempo de 2 horas, lo cual para las condiciones futuras esperadas (caudal medio sanitario de 5m3/s)



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representa un volumen de regulación entre 108.000 y 216.000 m3, capacidades muy por encima de la propuesta por el Consultor Castrellón (30.000m3).

En este escenario se requeriría el dimensionamiento del tanque de almacenamiento, de acuerdo con la bibliografía consultada el dimensionamiento del volumen de estos tanques puede estar también en función del tipo de sistema de tratamiento, por ejemplo para sistemas con Aireado extendido se aplican este tipo de criterios.

Escenario C: adicional a los criterios de componentes anteriores se tiene en cuenta un eventual empleo del humedal Juan Amarillo, de mutuo acuerdo con la autoridad ambiental, para efectuar vertimientos para determinados aportes por escorrentía y ciertas condiciones de calidad que no deterioren el mismo. Esas condiciones de calidad deben estar acordes con algún criterio que indique la capacidad de depuración que pueda brindar el humedal y están también asociadas a un punto apropiado de vertimiento que asegure un tiempo de retención adecuado para lograr tal fin, por este motivo no parece viable efectuar un vertimiento al humedal Juan Amarillo a la altura de la estación elevadora, ya que no se lograría un tiempo de retención ni una circulación apropiadas.

Escenario D: Un manejo alterno puede darse bajo la consideración de incorporar un caudal afluente alto al tratamiento primario, para un caudal de diseño superior al caudal medio sanitario, lo cual sería coherente con las condiciones de calidad encontradas en el afluente a la PTAR actual, para el cual aun en caudales de escorrentía altos se encuentran altas concentraciones de sólidos suspendidos y de DBO5 . En términos generales la planta podría tener una determinada capacidad a la altura del proceso en el tratamiento primario y una menor en la demás línea de proceso, para lo cual la planta deberá estar dotada de un sistema de by pass que permita evacuar por descarga directa al río el caudal efluente excedente de tratamiento primario hacia el río Bogotá, bajo la aprobación de la entidad ambiental, y bajo el conocimiento de que se tratará de aportes extraordinarios de escorrentía debidos a eventos de lluvia altos.

2.5.4 Condiciones de operación en tiempo seco

El tanque para tiempo seco el box culvert correspondiente y el sistema de bombeo propuestos resultan convenientes debido a varios factores:

El incremento esperado para el caudal de saturación requerirá un aumento de capacidad de bombeo, situación que a la vez se puede aprovechar para incorporar bombas con un foso de succión (tanque de tiempo seco) con un volumen y profundidad apropiados para las nuevas condiciones y que brinden eficiencias de bombeo adecuadas sin perturbar la calidad del afluente.

Se propone como modificación que la derivación del Box que conduce al tanque en tiempo seco se efectúe en un sitio lo más alejado posible, para generar condiciones hidráulicas apropiadas



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en el tramo afluente, la selección del punto finalmente seleccionado será acorde con las limitaciones en profundidad que imponga el interceptor Tibabuyes Occidental.

2.5.5 Condiciones de operación en tiempo de lluvias

La selección los componentes de una de los escenarios de obras propuestos o la combinación de varios de ellos dictaran las condiciones futras de operación en tiempo de lluvias, se espera que el sistema finalmente propuesto genere notables mejoras en los siguientes aspectos:

Disponga de una capacidad de bombeo adecuada para evacuar crecientes en caso de que los niveles en el río Bogotá sean altos.

Permita ejercer criterios selectivos para la evacuación de agua proveniente de eventos de lluvia al río Bogotá u otro manejo alternativo, teniendo en cuenta la calidad del agua alfuente en ese momento, y no solamente bajo la condición de que se supere la capacidad de tratamiento de la planta.

2.6 ASPECTOS A TENER EN CUENTA DE LOS RESULTADOS PRELIMINARES

Puede apreciarse que la magnitud del caudal afluente a la PTAR monitoreado en el punto 7 en los pocos días en tiempo seco de la primera campaña indican un caudal promedio diario entre 4,2 y 5,2 m3/s, el cual se encuentra por encima del estimado a partir de los consumos para los colectores actualmente aportantes para el estimado a finales de 2008 que corresponde a 3,7 m3/s. Debido a lo anterior debe efectuarse una revisión importante a las hipótesis e insumos empleados en este estimativo.

Las posibles causas de esta subestimación del caudal sanitario se puede encontrar en:

El efecto que causa la población proyectada en la demanda per cápita.

Las proyecciones mismas de población.

Los estimativos de consumos obtenidos.

La estimación del aporte por infiltración.

La estimación del aporte por pozos.

El efecto combinado de la incertidumbre en los anteriores componentes en la estimación del caudal medio sanitario.

El estimativo de población de saturación efectuado por la SDP y el DANE



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El criterio de proyección del crecimiento de la demanda (tomado como conservador)

En el análisis de resultados para este informe de avance es evidente que debe hacerse una revisión de los criterios empleados para obtener un estimativo más acorde con lo medido en el punto 7 en las campañas de monitoreo, sin descartar que pueda ser el efecto del represamiento de caudal ocasionado por la operación de la planta entre días con lluvia y días sin lluvia el que pueda ocasionar parte de la diferencia entre los valores estimados y los medidos.

Los resultados de este estudio indican un incremento bajo en el caudal para la condición de saturación esperada, en comparación con los previstos por HMV en el Plan maestro.

2.6.1.1 Aspectos de Calidad.

Puede aplicarse la curca de factores multiplicadores en el punto 7 para determianr las condiciones de calidad del agua afluente Se estima una afluencia media de 79,6 Ton/dia de carga de DBO5 y 86,2 Ton/día de carga de SST, a la PTAR Salitre para la condición de Saturación. Estos resultados se obtienen a partir de las concentraciones y cargas estimadas en el numeral 2.5.4.3, a continuación se presenta el ejercicio realizado.

Polutogramas Adimensionales en Tiempo Seco

A partir de los valores promedio en un día seco, para los diferentes parámetros se estimaron los factores multiplicadores de los polutogramas medios, esto con el fin de realizar un estimativo de cargas afluentes a la PTAR, con base en la concentración promedio y el caudal promedio afluente para la condición de saturación. Se debe tener en cuenta que estos estimativos son basados en datos de las dos campañas de 21 días y más específicamente en 10 días clasificados como tiempo seco, por lo cual se recomienda completar estos cálculos y retroalimentarlos con futuras campañas.

En el anexo 2.2.3 se presentan los polutogramas adimensionales para los diversos parámetros.

Se presenta los resultados obtenidos de este ejercicio en el punto 7, para los parámetros de SST y DBO (Ver Tabla 2-29y Figura 2-44).

Tabla 2-29. Estimación de Cargas esperadas Aferente a la PTAR a Saturación

Hora Caudal (m3/s)

DBO - F.M.

DBO5 (mg/lt)

W - DBO5

(kg/h) SST - F.M.

SST (mg/lt)

W - SST

(kg/h) 02:00 7.595 1.061 351.11 9600.08 1.508 515.57 14096.72 06:00 3.797 0.905 299.48 4093.59 0.694 237.20 3242.30 10:00 4.386 0.819 271.18 4281.92 0.555 189.60 2993.74 14:00 5.685 0.630 208.35 4264.07 0.419 143.24 2931.54 18:00 5.655 0.728 240.80 4902.23 0.736 251.47 5119.49



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22:00 5.731 1.857 614.63 12680.13 2.089 714.00 14730.28

A partir del ejercicio anterior se puede estimar que se espera una afluencia media de 79,6 Ton/día de carga de DBO5 y 86,2 Ton/día de carga de SST, a la PTAR Salitre.



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Figura 2-44. Estimativo de Cargas afluentes a la PTAR para la condición de Saturación

En la gráfica se puede ver que en tiempo seco los valores de carga de DBO5 en la PTAR se encuentran entre 12.500 Kg/h y 4.000 Kg/h y para SST se encuentran entre 14.600 Kg/h y 3000 kg/h, los picos se presentan al final del día y en la madrugada, esto se puede explicar por la operación de las bombas, que según el esquema de operación se bombea a una tasa de 2.5 m3/s entre las 8:00pm y la 1:00 am y a una tasa de 7.5m3/s entre la 1:00 am y las 2:30 am.

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Adicionalmente se debe tener en cuenta el remanso que se presenta por el almacenamiento que existe en el foso de bombas y en el canal de aducción, lo cual hace que las condiciones de calidad en este punto sean variables.

2.6.2 Condiciones de operación en tiempo seco

El tanque para tiempo seco el box culvert correspondiente y el sistema de bombeo propuestos resultan convenientes debido a varios factores:

El incremento esperado para el caudal de saturación requerirá un aumento de capacidad de bombeo, situación que a la vez se puede aprovechar para incorporar bombas con un foso de succión (tanque de tiempo seco) con un volumen y profundidad apropiados para las nuevas condiciones y que brinden eficiencias de bombeo adecuadas sin perturbar.

Se propone como modificación que la derivación del Box que conduce al tanque en tiempo seco se efectúe en un sitio lo más alejado posible de la posición propuesta por Castrellón

2.6.3 Condiciones de operación en tiempo de lluvias

Se espera que con la infraestructura del nuevo tramo de box, la estación de bombeo en tiempo seco con opción de by pass para descarga directa al río, el tanque de regulación de mínimo 55000 m3, y el empleo de las actuales bombas de tornillo como elementos de evacuación de crecientes, se pueda dar solución a las condiciones de operación en tiempo de lluvias, incorporando criterios de medición, por ejemplo de turbiedad, para establecer condiciones aproximadas de calidad y definir si es factible un vertimiento directo para caudales intermedios, o si se propone el cierre temporal de la planta (por ejemplo para concentraciones estimadas de 100mg/lt), para efectuar vertimiento directo por los dos sistemas de bombeo.

No se descarta que mediante estudios posteriores se deba incorporar una mayor capacidad de bombeo para evacuación de crecientes, si se logran efectuar monitoreo para lluvias superiores a las registradas en las campañas de 2009.

2.7 CONCLUSIONES

Para los caudales medios diarios residenciales existe una incertidumbre asociada con los estimativos de población, por varios factores. El primero teniendo en cuenta que la población de saturación resulto de menor magnitud que la proyección de población estimada a 2015, a partir de las proyecciones y los estimativos de la SDP. El segundo factor tiene origen en la incertidumbre asociada a los estimativos de los consumos por cuenta contrato, teniendo en cuenta que durante los análisis no coincidió el número de cuenta contratos de las zonas 1 y 2 con de los usuarios geo referenciados con los de la base de datos de consumos, sin embargo esto pudo deberse a varios aspectos: que la clase de uso para los usuarios restantes los asocie a consumos de municipios anexos, a errores operativos en el manejo de la base de datos.



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Por su parte el estimativo de la demanda neta per cápita, es altamente sensible a los estimativos de población, por lo que depende en gran medida de la confiabilidad de la población proyectada (teniendo en cuenta que a lo largo del proyecto la SPD suministró dos versiones diferentes de población, tomándose finalmente la más reciente). También se puede ver afectada por el límite propuesto para la cuenca Salitre, ya que se debe tener en cuenta que el límite descrito por las subcuencas definidas por la EAAB no coincide exactamente con el límite obtenido bajo las consideraciones de las Unidades de Gestión de Alcantarillado UGAS y los criterios de conexión y drenaje asociados a ellas.

Se deben retroalimentar las consideraciones efectuadas a partir de las dos campañas de calidad de agua con el fin de consolidar la caracterización del afluente a la PTAR y obtener un conocimiento más aproximado del mismo.

Para la selección final del caudal medio diario de aguas residuales que servirá como referencia para determinar el caudal de tratamiento de la PTAR Salitre en su ampliación, se debe tener en cuenta la variabilidad del caudal sanitario reportada en el análisis de los datos de monitoreo en el punto 7, con el fin de proponer finalmente un valor de caudal de diseño acorde con esta variabilidad.

Si bien las obras propuestas mejoran en buena proporción las condiciones de velocidad en el tramo final del IIS, particularmente para la condición e tiempo seco, los resultados indican que se presentan velocidades bajas en el tramo en box de 3 celdas, por lo que toma relevancia la propuesta efectuada por el consultor Carlos Giraldo, de diseñar un cierre con compuerta para vertimiento de excesos concentrando en tiempo seco el caudal en uno de los box, los resultados indican que se mejoran notablemente las condiciones de velocidad, dejando para el hidrograma velocidades entre 0,6 y 1.0 m/s.

Las condiciones de calidad analizadas indican que no existe una incidencia directa de la precipitación (caudales altos) en una reducción en la concentración de los determinantes de calidad del agua afluente, se presenta una variabilidad alta en el rango de variación de estos parámetros para la condición en tiempo de lluvias, tanto en el punto 7 y la afluencia a la EES, como en los diferentes puntos de monitoreo. Si bien es apreciable una reducción en la concentración medida posteriormente a la ocurrencia de lluvias mayores a 5 mm, no se cuenta con un número suficiente de eventos de precipitación con magnitudes altas para indicar que este comportamiento tiene una tendencia estable.

Los resultados del análisis en el que se variaron las relaciones de concentraciones para condición seca o con lluvia y para condiciones extremas de dos parámetros representativos de la calidad de agua, la concentración de sólidos suspendidos (SST) y la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5), indican que la turbiedad se podría sugerir como un indicador de rápida medición y obtener valores estimados de otros determinantes de calidad con cierto grado de seguridad, sin embargo se aclara que hay un rango de incertidumbre apreciable al emplear estas relaciones.



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2.8 RECOMENDACIONES

Para la fase de diseño definitivo se recomienda tener en cuenta los resultados del estudio de actualización de población y demanda de agua paa Bogotá, actualmente en desarrollo, con el fin de tener en cuenta aspectos demográficos en las proyecciones de consumos.

Se recomienda concertar con la SPD, la validación de los resultados de las proyecciones de población remitidas en septiembre de 2009 con la población estimada para la condición de Saturación, ya que los resultados obtenidos indicarían un escenario de saturación cercano al año 2012, con las consecuentes implicaciones en términos de planeación de la ciudad.

Efectuar campañas de monitoreo para turbiedad, conductividad, SST y DBO5 , orientadas a establecer rangos más aproximados de estimación de las concentraciones de SST y DBO5 ,a partir de valores instantáneos de turbiedad y conductividad, como indicadores de las condiciones afluentes de calidad de agua en tiempo real y hacia aguas arriba, de manera que permitan efectuar la toma de decisiones operativas dentro del sistema sanitario Salitre. Entre estas decisiones se encuentran, el tener un criterio para efectuar vertimiento directo al río Bogotá, para condiciones de eventos de lluvia que ocasionen una alta dilución, con condiciones problemáticas para el tratamiento (si existen en el nuevo diseño a efectuar).

Se recomienda efectuar nuevas campañas de monitoreo en los diferentes interceptores que actualmente no cuentan con caracterización ni medición de caudales, particularmente sobre el ENCOR y Suba Tibabuyes, de manera que se pueda reducir la incertidumbre asociada a las magnitudes de caudal y condiciones de calidad de los principales afluentes.

Se recomienda a la vez efectuar nuevas campañas de monitoreo en periodo de lluvias, para mejorar la calibración efectuada y obtener estimativos de caudal de mejor aproximación para los eventos extremos modelados. También se sugiere efectuar nuevas campañas en los puntos ya monitoreados con el fin de caracterizar con mayor precisión la variabilidad del caudal en tiempo seco, con el fin de emplear valores apropiados para la selección del caudal de diseño.

La condición obtenida en la modelación para la creciente de 100 años, en la cual se supera la capacidad a flujo libre del último tramo del Interceptor, sugiere la pertinencia de proponer el diseño de tanques de retención temporal “fuera de línea” (off line retention tanks), con el fin de reducir el pico de la creciente y reducir los problemas en el tramo final del IIS.

2.9 BIBLIOGRAFÍA

1. DANE, Secretaria de Planeación Distrital. DESARROLLO METODOLÓGICO DE LAS ESTIMACIONES REALIZADAS A NIVEL DE LOCALIDAD, UPZ Y MUNICIPIO, Y LAS DESAGREGACIONES POR GRUPOS DE EDAD Y SEXO. 2008



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2. Castrellón Sánchez, Fabio. EVALUACIÓN DE LOS CAUDALES Y NIVELES DE OPERACIÓN DE LA RED DE ALCANTARILLADO SANITARIA DE LA CUENCA SALITRE E INGENIERÍA CONCEPTUAL DE LA NUEVA ESTACIÓN ELEVADORA DE AGUAS RESIDUALES SALITRE Y OBRAS ANEXAS. 2007.

3. Cubillos, Carlos. ESTUDIO, REVISIÓN Y AJUSTE DEL MODELO DE PROYECCIÓN DE DEMANDA DE AGUA PARA LA CIUDAD DE BOGOTÁ Y LOS MUNICIPIOS VECINOS. DANE, Censo del 2005. REDATAM (R + SP). Abril 2005.

4. HMV - Hidroestudios. ESTUDIO DE ACTUALIZACIÓN DEL PLAN MAESTRO DE ALCANTARILLADO DE LA CUENCA DEL SALITRE Y JABOQUE. 2001.

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