UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL
ACUEDUCTO DE LA VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE SUTATAUSA
DIEGO MAURICIO USCATEGUI RIVERA
INGENIERÍA SANITARIA
BOGOTÁ, 2020
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 7
2. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 8
3. MARCO TEORICO ...................................................................................................................... 9
3.1. Tanque de almacenamiento de agua potable ................................................................ 9
3.2. Periodo de diseño ........................................................................................................... 9
3.3. Población ........................................................................................................................ 9
3.3.1. Método exponencial ........................................................................................................ 9
3.3.2. Método geométrico ....................................................................................................... 10
3.4. Caudal de diseño .......................................................................................................... 10
3.5. Variación de consumo .................................................................................................. 12
3.6. Curva de consumo ........................................................................................................ 13
3.7. Curva de suministro y volumen del tanque por curva integral ..................................... 13
3.8. Volumen por capacidad de almacenamiento ............................................................... 13
3.9. Selección de volumen para el tanque de almacenamiento .......................................... 13
3.10. Volumen contra incendios ............................................................................................ 13
3.11. EPANET ........................................................................................................................ 14
4. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE EL DESARROLLO DE LA PASANTIA ................ 15
5. PRODUCTO REALIZADO DURANTE EL DESARROLLO DE LA PASANTÍA (DISEÑO TANQUE DE ALMACENAMIENTO) ................................................................................................. 16
5.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO .......................................... 16
5.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA .................................................................................. 16
5.3. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO............................................................... 17
5.4. SERVICIOS PUBLICOS. .............................................................................................. 19
5.4.1. Diagnóstico Integral del Sistema de Acueducto ........................................................... 19
5.4.2. Fuente de suministro. ................................................................................................... 20
5.4.3. Captación. ..................................................................................................................... 21
5.4.4. Aducción. ...................................................................................................................... 23
5.4.5. Tanque desarenador..................................................................................................... 24
5.4.6. Aducción 2 .................................................................................................................... 26
5.4.7. Sistema de Alcantarillado ............................................................................................. 26
5.4.8. Sistema de Aseo ........................................................................................................... 26
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
5.4.9. Sistema de Energía ...................................................................................................... 27
5.4.10. Sistema Gas Combustible ............................................................................................ 27
5.5. DISPOSICION URBANISTICA ..................................................................................... 27
5.6. PROYECCIÓN DE DEMANDA ..................................................................................... 30
5.6.1. PROYECCION DE POBLACIÓN. ................................................................................. 30
5.6.2. Método Exponencial ..................................................................................................... 31
5.6.3. Método Geométrico ...................................................................................................... 35
5.7. DOTACIÓN Y DEMANDA............................................................................................. 44
5.7.1. Dotación Bruta .............................................................................................................. 45
5.7.2. Caudal medio diario (Qmd) ............................................................................................ 46
5.7.3. Caudal Máximo Diario (QMD) ......................................................................................... 47
5.7.4. Caudal Máximo Horario (QMH) ...................................................................................... 47
5.8. Volumen del tanque de almacenamiento. .................................................................... 49
5.8.1. Curva de demanda horaria. .......................................................................................... 50
5.9. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS ..................................................................... 50
5.9.1. Capacidad de almacenamiento. ................................................................................... 51
5.9.2. Capacidad de regulación. ............................................................................................. 51
5.9.3. ALTERNATIVA 1 .......................................................................................................... 53
5.9.4. ALTERNATIVA 2 .......................................................................................................... 54
5.9.5. Volumen Tanque de almacenamiento Alternativa 1 y 2. .............................................. 55
5.9.6. ALTERNATIVA 3 .......................................................................................................... 59
Alternativa 3.1 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 4 horas .. 59
Alternativa 3.2 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 8 horas. .. 63
Alternativa 3.3 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante 12 horas. 68
5.10. ALTERNATIVA 3A ........................................................................................................ 72
5.11. Modelación hidráulica ................................................................................................... 77
5.11.1. Alternativa 1 .................................................................................................................. 77
5.11.2. Alternativa 2 .................................................................................................................. 79
5.11.3. Alternativa 3 .................................................................................................................. 82
5.11.4. Alternativa 3A ................................................................................................................ 88
5.12. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS. ................................................................................... 91
5.12.1. Análisis económico. ...................................................................................................... 91
5.12.2. Costos de construcción................................................................................................. 91
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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SUTATAUSA
5.12.3. Análisis técnico. ............................................................................................................ 92
5.12.4. Análisis ambiental. ........................................................................................................ 93
5.12.5. Generación de ruido. .................................................................................................... 93
5.12.6. Emisión de material particulado. ................................................................................... 94
5.12.7. Afectación Cobertura Vegetal ....................................................................................... 94
5.12.8. ANÁLISIS DE RIESGO. ................................................................................................ 95
5.12.9. ANÁLISIS SOCIAL ........................................................................................................ 98
5.12.10. IDENTIFICACIÓN PREDIAL ................................................................................. 98
5.12.11. ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS. ..................................................................... 102
1.1.1. Interferencia con red de alcantarillado. .................................................................. 103
1.1.2. Interferencia con red de acueducto ........................................................................ 103
5.13. MATRIZ DE SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA MÁS VIABLE. .............................. 104
5.13.1. Económico. ................................................................................................................. 104
5.13.2. Técnico. ...................................................................................................................... 105
5.13.3. Ambiental. ................................................................................................................... 105
5.13.4. Social. ......................................................................................................................... 105
5.13.5. Riesgo ......................................................................................................................... 105
5.14. SELECCIÓN DE ALTERNATIVA ............................................................................... 106
5.15. Evaluación de puntajes asignados. ............................................................................ 107
5.15.1. Costo de construcción. ............................................................................................... 107
5.15.2. Costo de Operación. ................................................................................................... 107
5.15.3. Costo de adquisición de equipos y mantenimiento. ................................................... 107
5.15.4. Afectación vegetal. ...................................................................................................... 107
5.15.5. Generación de ruido. .................................................................................................. 108
5.15.6. Impacto durante la construcción y Operación. ........................................................... 108
5.15.7. Condición de amenaza. .............................................................................................. 108
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................... 109
7. ANEXO FOTOGRÁFICO ........................................................................................................ 111
8. REFERENCIAS ....................................................................................................................... 113
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 Coordenadas acueducto del municipio. ............................................................................... 20
Tabla 2 Datos generales línea de aducción 1. .................................................................................. 23
Tabla 3 Datos generales línea de aducción 2. .................................................................................. 26
Tabla 4 Información preliminar poblacional área de influencia del proyecto. ................................... 31
Tabla 5- Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018. .............. 32
Tabla 6 -Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN, Marzo 2019. ........................................................................................................................................................... 32
Tabla 7 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información DANE. ........................................................................................................................................................... 33
Tabla 8 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información SISBEN. ........................................................................................................................................................... 34
Tabla 9 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018. ............. 35
Tabla 10 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN 2019. ...... 36
Tabla 11 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información DANE. ........................................................................................................................................................... 36
Tabla 12 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información SISBEN ........................................................................................................................................................... 37
Tabla 13 - Proyección poblacional, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa ........................... 39
Tabla 14 -Proyección de población ajustada a las variaciones establecidas ................................... 41
Tabla 15- Ajuste de población por población flotante ....................................................................... 43
Tabla 16 –Dotaciones Netas Máximas ............................................................................................. 45
Tabla 18- Proyección de Caudal de Diseño para el horizonte del proyecto ..................................... 48
Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado ....................................................................... 51
Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de la media del municipio .......................................... 52
Tabla 21 – Capacidad de Regulación, Tanque de distribución alimentado por gravedad. .............. 55
Tabla 22- Volumen de regulación ..................................................................................................... 57
Tabla 23 – Volumen de almacenamiento proyectado ....................................................................... 57
Tabla 24 –Capacidad de regulación para duración de bombeo de 4 horas ..................................... 59
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 25 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO ................................................................................. 61
Tabla 26 – Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................ 61
Tabla 27 -Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas ...................................... 63
Tabla 28- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3.2 ............................................................. 65
Tabla 29-Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................... 66
Tabla 30 - Capacidad de regulación para duración de bombeo de 12 horas ................................... 68
Tabla 31 volumen de almacenamiento ............................................................................................. 70
Tabla 32 - Capacidad de almacenamiento EBAP ............................................................................. 70
Tabla 33-Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas ....................................... 74
Tabla 34- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3A ............................................................... 75
Tabla 35- Potencia de la bomba, alternativa 3A ............................................................................... 76
Tabla 36 resumen de costos de construcción tanque para la vereda santa bárbara ....................... 91
Tabla 37-Costos diferenciales de operación de las alternativas con sistema de bombeo en horizonte de diseño ........................................................................................................................................... 92
Tabla 38- Afectación Cobertura Vegetal por Alternativa ................................................................... 95
Tabla 39 - simbología presentada para las áreas en condición de riego y amenaza ...................... 95
Tabla 40 – Códigos prediales alternativa 1 ....................................................................................... 98
Tabla 41- Código predial, Alternativa 2 ........................................................................................... 100
Tabla 42- Asignación de pesos porcentuales para ponderación de los criterio de selección de alternativas ...................................................................................................................................... 104
Tabla 43 Ponderación y selección de alternativas .......................................................................... 106
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
1. INTRODUCCIÓN
El municipio de Sutatausa se encuentra ubicado en la provincia del Valle de Ubaté
en el norte del departamento de Cundinamarca, las proyecciones poblacionales del
municipio indican que su crecimiento, comparado con la región, es mínimo y se
proyecta que se mantenga esta tendencia en los próximos años. Sus principales
actividades productivas se encuentran relacionadas con el cultivo de papa,
actividades ganaderas y comerciales, sin embargo, debido su proximidad con la
ciudad de Bogotá, las zonas rurales han visto un incremento en las viviendas
construidas, relacionadas con zonas de descanso o migración temporal de los
capitalinos.
Sumado a esto, el Plan de Desarrollo Municipal (PDM) de Sutatausa, identifica un
potencial turístico en la zona debido a sus recursos paisajísticos, artísticos y
culturales; en consecuencia, se incluye dentro de este documento el Plan de
Desarrollo Turístico Sutatausa: “arte, cultura y paisaje”, donde se identifican los
déficits del municipio frente a esta actividad.
Uno de los principales aspectos a mejorar en el municipio, el cual es causal de baja
productividad y competitividad en la región, es la deficiencia en la infraestructura,
asociada a la calidad de la prestación de los servicios públicos domiciliarios. Con el
fin de subsanar esta deficiencia, la alcaldía municipal de Sutatausa realizó el
concurso de méritos No. 001 de 2018 cuyo objeto son los “ESTUDIOS Y DISEÑOS
PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO ACUEDUCTO
DE LA VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE SUTATAUSA”.
Las actividades necesarias para la ejecución del proyecto se ven directamente
relacionadas con la práctica de la ingeniería sanitaria, entre ellas se encuentra la
ejecución del diseño hidráulico, el cual tiene entre sus objetivos realizar las
proyecciones de población y demanda, proponer alternativas de diseño y
finalmente, presentar los diseños hidráulicos necesarios.
El presente informe muestra la trazabilidad de las actividades realizadas durante la
ejecución de la pasantía, la cual se realiza en la firma PROSOLUCIONES S.A.S.
dando apoyo en el diseño hidráulico del tanque de almacenamiento de la vereda
Santa Barbara.
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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SUTATAUSA
2. OBJETIVOS
Objetivo General:
• Realizar el apoyo en el diseño hidráulico del tanque de almacenamiento del
acueducto de la vereda Santa Barbara del municipio de Sutatausa.
Objetivos Específicos:
• Establecer alternativas de diseño para el tanque de almacenamiento con las
especificaciones exigidas por la resolución 0330 de 2017.
• Generar modelos hidráulicos de las alternativas presentadas.
• Realizar acompañamiento y apoyo a los diseños de detalle de la alternativa
seleccionada, incluyendo memorias de cálculo, planos de diseño y demás
componentes necesarios para su correcta elaboración.
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
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3. MARCO TEORICO
3.1. Tanque de almacenamiento de agua potable
Los tanques de almacenamiento de agua potable se usan dentro del sistema de
abastecimiento de agua potable para almacenar el volumen necesario para atender
una población determinada, teniendo en cuenta las variaciones del consumo de
agua a lo largo del día, además, mantienen las presiones mínimas en la red de
suministro, garantizando una distribución optima; También, sirven para almacenar
el volumen necesario para atender situaciones de emergencia. (Corcho Romero &
Duque Serna)
Para realizar el diseño hidráulico de un tanque de almacenamiento, se deben
determinan aspectos como el horizonte del diseño, población proyectada, caudal de
diseño, consumos con variaciones horarias, volumen de emergencias, potencia de
las bombas, etc.
3.2. Periodo de diseño
El articulo 40 de la resolución 0330 de 2017, determina que “Para todos los
componentes de los sistemas de acueducto, alcantarillado y aseo, se adopta como
periodo de diseño 25 años”.
3.3. Población
Para la proyección de la población a servir, en el horizonte de diseño, se usan
diferentes métodos estadísticos, los cuales son extraídos del reglamento técnico de
del sector de agua potable y saneamiento básico -RAS, tomándolo como un manual
de buenas prácticas de ingeniería.
3.3.1. Método exponencial La ecuación utilizada para este método es la siguiente
𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 ∗ 𝑒𝑘𝑡(𝑇𝑓−𝑇𝑐𝑖)
Donde:
Pf: Población correspondiente al año en que se quiere realizar la proyección
Pci: Población correspondiente al censo inicial con información
Tf: Año al cual se quiere proyectar la información
Tci: Año correspondiente al censo inicial con información
K: Tasa de crecimiento de la población la cual se calcula como el promedio
de las tasas calculadas para cada par de censos, así:
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SUTATAUSA
𝐾 =𝑙𝑛𝑃𝑐𝑝 − 𝑙𝑛𝑃𝑐𝑎
𝑇𝑐𝑝 − 𝑇𝑐𝑎
Donde:
Pcp: Población del censo posterior
Pca: Población del ceso anterior
Tcp: Año correspondiente al censo posterior
Tca: Año correspondiente al censo anterior
Ln: Logaritmo natural
3.3.2. Método geométrico La ecuación que se emplea es la siguiente:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐(1 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐
Donde:
Pf: Población correspondiente al año en que se quiere realizar la proyección
Puc: Población correspondiente al ultimo censo registrado o proyecciones
oficiales
Tf: Año al cual se quiere proyectar la información
Tcu: Año correspondiente al último censo registrado o proyecciones oficiales
r: Tasa de crecimiento anual en forma decimal, que se calcula de la siguiente
manera:
𝑟 = (𝑃𝑢𝑐
𝑃𝑐𝑖)
1(𝑇𝑢𝑐−𝑇𝑐𝑖)
− 1
3.4. Caudal de diseño
Para determinar el caudal de diseño para cada componente de un sistema de
distribución de agua potable, se hace uso del articulo 47 de la resolución 0330 de
2017, donde se establece que para realizar el diseño del tanque de almacenamiento
del sistema se debe usar el QMD, correspondiente al caudal máximo diario.
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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SUTATAUSA
Para realizar el cálculo del caudal máximo diario, es necesario contar con datos
como la altura promedio sobre el nivel del mar de la zona objeto de estudio, esto
con el fin de seleccionar la dotación neta máxima, según lo estipulado en el articulo
43 de la resolución 0330 de 2017.
ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL
MAR
DOTACIÓN NETA MAXIMA DE LA
ZONA ATENDIDA (L/HAB*DIA)
> 2000 m.s.n.m 120
1000 — 2000 m.s.n.m 130
< 1000 m.s.n.m 140
Fuente: Tabla 1-articulo 43, resolución 0330 de 2017
Para el cálculo de la dotación bruta, se usa la ecuación estipulada en el articulo 44
de la resolución 0330 de 2017.
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎
(1 − %𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠)
Donde:
Dbruta: Dotación bruta
Dneta: Dotación neta
%pérdidas: Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para diseño
Ahora bien, para el cálculo del caudal medio diario, caudal máximo diario y el caudal
máximo horario, se utiliza la metodología en el RAS, tomándolo como buenas
prácticas de ingeniería.
El caudal medio diario (Qmd) es el promedio de consumos diarios de caudal en un
periodo de un año, se calcula utilizando la siguiente ecuación: (MVCT, 2010)
𝑄𝑚𝑑 =𝑁𝑜. 𝑠𝑢𝑠𝑐𝑟𝑖𝑝𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 ∗ 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
30
El caudal máximo diario, QMD, corresponde al consumo máximo registrado durante
24 horas a lo largo de un período de un año. (MVCT, 2010), se calcula de la
siguiente manera
𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝐾1
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Donde:
K1: Coeficiente de consumo máximo diarios
“Este coeficiente se obtiene e la relación entre el mayor consumo diario y el
consumo medio diario, utilizando los datos registrados en un período mínimo de un
año. En caso de sistemas nuevos, el valor del coeficiente de consumo máximo
diario, k1, será 1.30.” (MVCT, 2010)
El caudal máximo horario, QMH, corresponde al consumo máximo registrado
durante una hora en un período de un año sin tener en cuenta el caudal de incendio.
Se calcula como el caudal máximo diario multiplicado por el coeficiente de consumo
máximo horario, k2. (MVCT, 2010)
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝐾2
“El coeficiente de consumo máximo horario con relación al consumo máximo diario,
k2, puede calcularse, para el caso de ampliaciones o extensiones de sistemas de
acueducto, como la relación entre el caudal máximo horario, QMH, y el caudal
máximo diario, QMD, registrados durante un período mínimo de un año, sin incluir
los días en que ocurran fallas relevantes en el servicio.
En el caso de sistemas de acueductos nuevos, el coeficiente de consumo máximo
horario con relación al consumo máximo diario, k2, corresponde a un valor
comprendido entre 1.3 y 1.7 de acuerdo con las características locales.” (MVCT,
2010)
3.5. Variación de consumo
Las variaciones de consumo en una población están determinadas por varios
factores como el clima, sus actividades sociales y de las costumbres de los
habitantes. En general, los valores máximos se presentan en las horas de comida,
sin embargo, se debe considerar el tamaño de la población, toda vez que entre
mayor sean los habitantes mayor variación tendrán sus costumbres. (López Cualla,
2010)
En la mayoría de ocasiones no se cuenta con esta información, por tal razón, se
debe realizar trabajo en campo para obtenerla o hacer uso de curvas de variación
de consumo de datos conocido de poblaciones cercanas y con condiciones
similares a las de estudio.
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3.6. Curva de consumo
La curva integral de consumo se establece una vez construida la curva de variación
horaria, para la construcción de esta curva se tienen en cuenta los valores de
consumo acumulados en un periodo de 24h. (López Cualla, 2010)
3.7. Curva de suministro y volumen del tanque por curva
integral
Para la construcción de la curva de suministro, primero se debe seleccionar el tipo
de alimentación que se tenga al tanque de almacenamiento (gravedad o por
bombeo) para un periodo de 24 horas. Esta claridad se debe tener debido a que en
los sistemas por gravedad se alimenta el tanque durante las 24 horas del día y en
los sistemas por bombeo se pueden tener diferentes horarios de bombeo, lo cual
influye en el cálculo del volumen del tanque.
Con estos datos (curva integral de consumo y la curva de suministro) se construye
la curva integral, con el fin de obtener el volumen del tanque de almacenamiento.
El volumen total del tanque bajo esta metodología será la suma del déficit máximo
y del máximo exceso presentado en la curva integral. (López Cualla, 2010)
3.8. Volumen por capacidad de almacenamiento
Según el articulo 81 de la resolución 0330 de 2017, “La capacidad de
almacenamiento debe ser igual a 1/3 del volumen distribuido a la zona que va a ser
abastecida en el día de máximo consumo.”
3.9. Selección de volumen para el tanque de almacenamiento
El articulo 81 de la resolución 0330 de 2017 dice que “Volumen útil del tanque de
almacenamiento. El volumen de diseño debe ser la mayor cantidad obtenida entre
la capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.”
3.10. Volumen contra incendios
La resolución 0330 de 2017 establece que “El volumen de almacenamiento
determinado se debe incrementar para provisión de control de incendios
estructurales en los siguientes porcentajes, de acuerdo con el nivel de riesgo
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establecido en los “planes de gestión de riesgo y estrategia de respuesta" de la
localidad respectiva, en el marco de la Ley 1523 de 2012.”
• Riesgo ALTO: 25%
• Riesgo MEDIO: 20%
• Riesgo BAJO: 15%
3.11. EPANET
La resolución 0330 de 2017, establece en su articulo 51 que “Todos los sistemas de
redes de distribución deben contar con un modelo hidráulico, a través del cual se
pueda predecir el comportamiento frente a diferentes condiciones operativas, de
mantenimiento o de expansión.”
Para este fin, en el actual proyecto se usa el software de distribución gratuita
EPANET, las metodologías planteadas se basan en lo consultado en los manuales
técnicos los cuales se encuentran en el aplicativo, menú de ayuda. Adicionalmente,
se utilizó el libro EJERCICIOS PRACTICOS EN EPANET, escrito por Juan
Sebastián de Plaza Solorzano, el cual se puede encontrar en la pagina web de la
universidad piloto de Colombia.
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4. RESULTADOS ALCANZADOS DURANTE EL
DESARROLLO DE LA PASANTIA
• Generación de alternativas: Se generaron alternativas de diseño las cuales
contemplan sistemas por gravedad y sistemas por bombeo, cumpliendo con
los parámetros establecidos por la resolución 0330 de 2017.
• Generación de modelos: Se generaron modelos hidráulicos en el software
EPANET, en el cual se realizaron programaciones para el prendido y
apagado de bombas, se calcularon todos los parámetros necesarios para el
correcto funcionamiento del modelo, como la curva integral de consumo,
alturas de nodos, volúmenes de cada tanque de almacenamiento ajustando
el volumen de una estructura rectangular a una estructura cilíndrica.
• Apoyo en la selección de alternativa: Se realizó apoyo técnico en la
selección de la alternativa más viable, teniendo en cuenta las condiciones
propias del proyecto.
• Practica ingenieril: Durante el desarrollo de la pasantía, fue posible realizar
acompañamiento técnico en diferentes proyectos manejados por la empresa,
adicionales al diseño hidráulico del tanque de almacenamiento, entre
algunos, están las construcciones de infraestructura vial en la ciudad de
Bogotá. Uno de ellos, es la construcción de la Av. San Antonio (calle 183) entre la Av.
Boyacá y la Cra. 54D; en este, se generó un modelo lluvia escorrentía el cual,
una vez aprobado, permitió la utilización de métodos de instalación de tubería
de gran diámetro (1.2 m) por método sin zanja (tuneliner), además, se
realizaron ajustes a los diseños de la red de alcantarillado pluvial.
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SUTATAUSA
5. PRODUCTO REALIZADO DURANTE EL DESARROLLO DE
LA PASANTÍA (DISEÑO TANQUE DE
ALMACENAMIENTO)
5.1. INFORMACIÓN GENERAL DEL ÁREA DEL PROYECTO
5.2. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA
El Municipio de Sutatausa – Cundinamarca pertenece a la provincia de Ubaté, está
localizado a 2.550 metros sobre el nivel del mar, se encuentra ubicado al nororiente
del departamento de Cundinamarca, con una latitud norte 5.15 10 latitud oeste 73
51 25. Temperatura media de 14° C. Precipitación media anual: 851 mm. El 70% de
su territorio presenta una topografía montañosa con tres cuencas hidrográficas que
vierten su caudal al río Ubaté.
Ilustración 1 Mapa Localización Geográfica Sutatausa
Fuente: Documento DTS Diagnostico, Revisión general del Esquema de Ordenamiento territorial Sutatausa.
El proyecto beneficia a la vereda Santa Bárbara, del municipio de Sutatausa, sin
embargo, se realiza un análisis de los aspectos del área urbana del municipio debido
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SUTATAUSA
a que el tanque se abastecerá de la planta de tratamiento de agua potable (PTAP)
destinada para esta área, la localización espacial del proyecto se encuentra en las
coordenadas:
• Geográficas Norte: 5.248205 Este: -73.855411
• Planas X=172104.807 Y= 124620.741
5.3. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MUNICIPIO
La extensión territorial del municipio es de 67 km2 dentro de la subcuenca del rio
Suta la cual drena al rio Ubaté.
Ilustración 2 Mapa división Política
Fuente: Documento Secretaria de Planeación de Sutatausa.
Al municipio lo constituyen 13 veredas (Concubita, Hato Viejo, Mochila, Naval,
Novoa, Ojo de Agua, Palacio, Pedregal, Peñas de Boquerón, Peñas de Cajón,
Salitre, Santa Bárbara, Chipaquin) y el centro urbano, con altura promedio de 2550
msnm y temperatura media anual de 14°C.
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Ilustración 3 Mapa división política Rural Sutatausa
Fuente: Documento DTS Diagnostico, Revisión general del Esquema de Ordenamiento territorial
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5.4. SERVICIOS PUBLICOS.
5.4.1. Diagnóstico Integral del Sistema de Acueducto El sistema de acueducto de Sutatausa se abastece del Río Agua Clara, éste cuenta
con un sistema de captación de bocatoma de fondo construida hace
aproximadamente 30 años, una línea de
aducción que tiene un diámetro de 6” en PVC y conecta a un desarenador, una línea
de aducción en 6” y 4” de diámetro en PVC de aproximadamente 2.7 km que conecta
a la planta de tratamiento, dos tanques de almacenamiento que distribuyen a la red
de distribución compuesta por un sistema mallado de tuberías de 2” y 3” en PVC
dirigida dando cobertura del 100%.(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
El acueducto del municipio de Sutatausa toma su agua del río Agua Clara y un
porcentaje menor a la mitad (47 %) tiene agua potable para su abastecimiento,
mientras que el restante correspondiente al 53 % de la población lo realiza
directamente de ríos, pozos, aljibes o manantiales sin recibir un proceso de
potabilización que mejore la calidad del agua que recibe cada habitante en sus
casas. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
Ilustración 4 Localización componentes sistema de acueducto.
Fuente: CONSORCIO SES - ARQ, 2012
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A continuación, se relacionan las Coordenadas correspondientes a la localización
de los componentes del sistema de acueducto del municipio.
Tabla 1 Coordenadas acueducto del municipio.
INFRAESTRUCTURA COORDENADAS
BOCATOMA
5.2472222 N -73.870277 O
DESARENADOR
5.2472222 N -73.87004444444443 O
PTAP
5.2475 N -73.84944 O
5.4.2. Fuente de suministro. El municipio tiene como único recurso hídrico para el consumo humano el Río Agua
Clara perteneciente a la microcuenca Agua Clara que hace parte de la subcuenca
del Río Suta que a su vez hace parte de la cuenca del Río Ubaté.
La microcuenca del río Agua Clara tiene una superficie de captación total de
1809.82 Has lo cual representa el 28.17% del área del municipio de Sutatausa. Esta
se encuentra ubicada en la parte occidental del municipio y limita al oriente con la
divisoria de aguas del río Aguasal y al nororiente con la divisoria de aguas del río
Suta, al occidente y al sur con el municipio de Tausa. El agua que recibe esta
microcuenca pertenece a las quebradas Hato viejo, Dorotea, Mochila, El Cencero y
Boquerón de los Candados. Adicionalmente, la concesión de aguas superficiales a
favor del Municipio de Sutatausa expedida mediante la resolución No. 3922 del 13
de Diciembre de 2010 para abastecer el Acueducto del Perímetro Urbano en un
caudal de 6.29 l/s, para derivar de la fuente en uso público Río Agua Clara con
destino a satisfacer necesidades de consumo doméstico (Anexo 3). Este caudal
resulta insuficiente para el período de diseño el cual es de 7.93 l/s por lo cual se
requiere solicitar la ampliación de la concesión de aguas superficiales a partir del
año 2027 teniendo en cuenta que el caudal disponible de la fuente de suministro es
de 69 l/s. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
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Fuente: Quebradas y ríos existentes en la zona del casco urbano del Municipio de Sutatausa.
5.4.3. Captación. El acueducto posee un sistema de captación con bocatoma de fondo, esta fue
construida hace más de 30 años y posee una línea de aducción en PVC con un
diámetro de 6 pulgadas hasta el desarenador; una línea de aducción también en
PVC con diámetros de 4 y 6 pulgadas con aproximadamente 2,7 km de longitud que
llega a la planta de tratamiento. Cuenta con dos tanques de tratamiento que
distribuyen al sistema de mallado del casco urbano con tuberías de 2 y 3 pulgadas.
(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
El municipio de Sutatausa cuenta con un sistema de captación por gravedad sobre
el cauce del Rio Agua clara. La bocatoma está compuesta por un canal de concreto
compuesto por dos aletas aguas arriba de 3.40 m de largo, 0.30 m de ancho y aguas
abajo de 2.70 m de largo, 0.30 m de ancho. Allí el caudal a ser abastecido es
conducido hasta una captación de fondo compuesta por dos rejillas de 0.90m
x0.30m con 24 varillas de ½” y una separación de 250 mm entre varillas. La tubería
de entrada a la aducción y de salida mediante válvula de compuerta para lavado
son de 6” de diámetro. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
La capacidad máxima de la rejilla de fondo se aproxima mediante el cálculo del
caudal que pasa a través de los orificios de la rejilla, el caudal captado es de 32.23
l/s el cual se encuentra por encima del caudal de diseño establecido (Numeral
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B.4.4.2 RAS 2000 QMD + 5% de pérdidas* Qm + 5%Necesidades PTAP*Qm) para
periodo actual, 5.08 l/s, y para periodo de diseño, 7.93 l/s. Para evitar la incrustación
de materiales en la rejilla, se adopta una velocidad de paso por los orificios de la
rejilla de 0.10 m/s. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
Ilustración 5 Esquema Bocatoma.
Fuente: Diagnostico Esquema de Ordenamiento Territorial Sutatausa
El sistema de captación es por gravedad, este sistema aprovecha la diferencia de
alturas existente desde donde está la bocatoma hasta el tanque de
almacenamiento, la bocatoma allí puesta está compuesta por un canal hecho en
concreto y que se compone por dos aletas aguas arriba de 3,40 m de largo, 0,30 de
ancho; aguas abajo las medidas son de 2,70 m de largo y 0,30 m de ancho. Posterior
a la toma del caudal, éste se conduce hasta la captación de fondo que se compone
por dos rejillas de 0,90 m x 0,30 m con 24 varillas de ½” y una separación de 250
mm entre varillas. Tanto la tubería de entrada a la aducción y de salida mediante
válvula de compuerta para lavado son ambas de 6” de diámetro. (CONSORCIO SES
- ARQ, 2012).
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5.4.4. Aducción. La línea de aducción 1 transporta el caudal de la bocatoma hasta desarenador con
una antigüedad de 25 años, descrito en los siguientes ítems, esta consta de una
longitud de tubería de 43.72 m en PVC de 6” de diámetro. Para esta línea de
aducción se realizó una comprobación de diseño para verificar que el caudal que
puede ser conducido por la tubería sea mayor al caudal de diseño tanto a periodo
actual como a periodo de diseño. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
La línea de aducción que va desde la bocatoma hasta el desarenador se analizó a
partir de una comprobación de diseño de tuberías simples. La cota de salida de la
bocatoma de la tubería es la 2676.445 y la cota de llegada al desarenador es la
2674.858, con lo que se obtiene una cabeza hidráulica de 1.59 m. Adicionalmente
se establece un coeficiente global de pérdidas menores km de 2, en el cual se
incluyen las pérdidas debido a la presencia de entrada, salida y uniones.
(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
Tabla 2 Datos generales línea de aducción 1.
Característica Magnitud
Longitud de la red entre la Bocatoma y el Desarenador
43.72 metros ML.
Diámetro y Material de la tubería 6” PVC
Cota de salida de la Bocatoma 2676.445 m.s.n.m.
Cota de Entrada al Desarenador 2674.858 m.s.n.m.
Diferencia de altura 1.59 m.
Funcionamiento A presión con descarga libre en el tanque desarenador
Para las condiciones anteriores, se tiene como resultado unas pérdidas por fricción
de 1.07 m, pérdidas menores de 0.51 m y una velocidad media de flujo de 2.24 m/s.
El caudal máximo correspondiente que pasa a través de la línea de aducción es de
40.9 L/s el cual es superior tanto al caudal de diseño establecido
(QMD+5%Necesidades PTAP*Qm) a periodo actual, 4.90 l/s, como al caudal a
periodo de diseño, 7.65 l/s. Adicionalmente se verificó el comportamiento de la línea
de aducción para el caudal a periodo de diseño, mediante el cual se valida
nuevamente que ésta cuenta con la capacidad suficiente y presenta presiones
adecuadas anexo se encuentra el plano de línea piezométrica. (CONSORCIO SES
- ARQ, 2012).
En la línea de conducción se presentan tuberías con velocidades de 2.24 m/seg,
para lo cual se evaluaron sus condiciones de golpe de ariete, verificando que la red
existente cumpla con esta condición NOTA: se asume que las redes instaladas en
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el municipio son PVC-UM RDE 21 (a = 368 m/s). Dado que la velocidad del fluido
en la red existente de 2.11 m/s, se tiene:
mDp 18.8481,9
368*24.2==
Ecuación 5-1
Al multiplicar este valor 1,3 como lo indica el RAS 2000 obtenemos un valor de
sobrepresión de 109.43 m.c.a. (155.64 psi). Teniendo en cuenta que la presión de
servicio de esta clase de tubería es de 200 psi, se concluye que la tubería
estructuralmente no debería tener problemas de sobrepresión. (CONSORCIO SES
- ARQ, 2012).
5.4.5. Tanque desarenador El tanque desarenador tiene dimensiones de 5.4 m x 1.50 m y 2.3 m de profundidad,
con una edad de construcción de aproximadamente 30 años, al igual que a la
bocatoma, se le realiza mantenimiento cada 3 meses. Éste cuenta con una zona de
entrada, una zona de sedimentación de aproximadamente 8.1 m2 y de una zona de
salida. En la cámara de entrada se tiene una pantalla difusora con 10 orificios de ½”
de diámetro distribuidos en dos hileras. Adicionalmente cuenta una cámara de
excesos que por medio de un tubo de 6” llega a una cámara donde se encuentra la
válvula de lavado de 6”. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
Para el desarenador existente se evaluó su capacidad hidráulica tomando como
caudal de diseño el caudal máximo diario a periodo de diseño, QMD. Luego se
calculó la velocidad de sedimentación de una partícula en zona de transición,
tomando una temperatura promedio de 15°, un peso específico de 2.65 gr/cm3 para
las partículas de arenas que serán removidas con diámetros mayores a 0.05 mm y
con una eficiencia del 87.5% según lo establecido en el Reglamento Técnico de
Agua Potable y Saneamiento Básico. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
Ilustración 6 Desarenador.
Fuente: CONSORCIO SES - ARQ, 2012
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La capacidad del desarenador está dada por el caudal de diseño multiplicado por el
periodo de retención obteniendo un valor de 16.57 m3. Por lo tanto, el área
superficial máxima requerida del desarenador se encuentra a partir de la relación
entre la capacidad y la profundidad útil, C/H, de lo cual se obtiene un valor de 11.04
m2. Mientras que el área superficial mínima requerida está dada por la relación entre
el caudal de diseño y la velocidad de sedimentación, QMD/Vs, con un valor de 4.02
m2. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
El área superficial efectiva del desarenador actualmente es de 8.1 m2, 5.4 m x 1.5
m, de la zona de sedimentación por lo cual esta estructura no presenta problemas
a periodo de diseño y por consiguiente tampoco en el periodo actual. La carga
hidráulica superficial para el tanque desarenador es de 84.57 m3/m2*día, Q/As. La
velocidad de traslación es de 3.52 mm/seg mientras que la velocidad de traslación
máxima es de 4.08 mm/seg. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
QMD 7.93 Lts/seg
VISCOSIDAD 0.01139 cm/seg
VELOCIDAD DE SEDIMENTACION 0.197 cms/seg
TIEMPO QUE DURA LA PARTICULA EN TOCAR FONDO 759.954 seg
PERIODO DE RETENCION DE LAS PARTICULAS 2089.875 seg
PERIODO DE RETENCION DE LAS PARTICULAS 34.831 min
CAPACIDAD DEL DESARENADOR 16.573 M3
SUPERFICIE MAXIMA 11.048 M2
SUPERFICIE MINIMA 4.018 M2
LARGO SEDIMENTADOR 5.400 M
ANCHO SEDIMETNADOR 1.500 M
RELACION LARGO/ANCHO 3.600
DIMENSIONAMIENTO DESARENADOR 8.100 M2
AREA TRANSVERSAL DEL DESARENADOR 2.250 M2
VELOCIDAD DE TRASLACION 0.004 M/seg
VELOCIDAD DE TRASLACION 3.524 mm/seg
VELOCIDAD MAXIMA DE TRASLACION 4.018 mm/seg
Aun cuando el desarenador existente cumple tanto para periodo actual como para
periodo de diseño, se recomienda la construcción de un desarenador en paralelo al
existente de tal manera que se cuente con una estructura adicional en casos de
mantenimiento rutinario a uno de los dispositivos, requerimiento consecuente con lo
establecido en el RAS-2000. (CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
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5.4.6. Aducción 2 La línea de aducción 2 transporta el caudal desde el desarenador hasta la Planta
de Tratamiento existente en el casco urbano, descrita en los siguientes ítems, la
línea de aducción consta de 2773 metros de tubería de 6” y 4” de PVC.
Tabla 3 Datos generales línea de aducción 2.
Característica Magnitud
Longitud de la red entre el Desarenador y la Planta de Tratamiento
2721.575 metros ML.
Diámetro y Material de la tubería 6” y 4” PVC
Cota de salida del Desarenador 2675.179 m.s.n.m.
Cota de Entrada al Planta de Tratamiento 2657.685 m.s.n.m.
Diferencia de altura 17.49 m.
Funcionamiento A presión con descarga libre en el tanque de la Planta de Tratamiento
El trazado de la tubería recorre el sistema montañoso entre la Bocatoma y la Planta
de Tratamiento recorriendo las hondonadas del terreno. El resultado de la
modelación muestra que la tubería tiene una capacidad máxima aproximada de
10.33 L/s y una velocidad de 1.32 m/s y un promedio de pérdidas de 15.8 m/km lo
cual cumple con los requerimientos de capacidad del sistema. (CONSORCIO SES
- ARQ, 2012).
Adicionalmente se realiza la comprobación de la capacidad de la tubería para las
condiciones de diseño, para un caudal de 7.65 l/s (QMD+5%Necesidades
PTAP*Qm). El resultado de la modelación transportando este caudal muestra que
la tubería tiene una velocidad de 0.94 m/s y un promedio de pérdidas de 8.58 m/km.
(CONSORCIO SES - ARQ, 2012).
5.4.7. Sistema de Alcantarillado El servicio de alcantarillado existe completamente para el área urbana del municipio, puesto que en las veredas se maneja principalmente los pozos sépticos para el manejo de aguas residuales. Es importante mencionar que no existe para el sistema de alcantarillado municipal una Planta para el Tratamiento de Aguas Residuales. (Sutatausa)
5.4.8. Sistema de Aseo Para la recolección y transporte puerta a puerta (salvo en los casos en que los volúmenes generados o las limitaciones de las vías de acceso no permitan el paso de los vehículos) hasta el sitio de disposición final, se tiene un contrato con la
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Empresa de Servicios Públicos del municipio de Villa de San Diego de Ubaté EMSERVILLA S.A. E.S.P., la frecuencia de recolección es de una vez por semana.
El sistema de aseo comprende la recolección y/o disposición que se le da a los
residuos sólidos provenientes de las viviendas y establecimientos existentes en el
casco urbano y en las veredas contiguas al mismo: Santa Bárbara y Ojo de Agua.
En términos cuantificables, se tiene una cobertura de recolección urbana de 73,5 %
(midiendo el número de usuarios sobre el número de viviendas en la cabecera) y
una recolección del 7,4 % (midiendo el número de usuarios sobre el número de
viviendas rurales) en la zona rural. (Secretaria de Infraestructura, 2015)
5.4.9. Sistema de Energía El sistema de energía comprende la electricidad para los hogares, así como el
alumbrado en el espacio público. El casco urbano municipal posee un cubrimiento
de energía del 100 %, contrario al alumbrado público donde la cobertura no alcanza
a ser total. El cubrimiento de energía en el área rural es del 81 % para las viviendas
existentes. La empresa CODENSA (perteneciente al grupo Enel), es la empresa
prestadora del servicio de energía en todas las veredas, a pesar de que se registra
un cubrimiento total en ellas, dentro de la información recolectada se tiene que, si
bien algunos predios dentro de las veredas no poseen acceso a energía, esto se
presenta por la ausencia de gestión para realizar la conexión, puesto que se tienen
los puntos próximos para realizarla. (Secretaria de Infraestructura, 2015)
5.4.10. Sistema Gas Combustible Dentro del EOT del año 2001, en su artículo 58. Gasoducto Centro – Oriente, se
hace mención al programa de servicios públicos domiciliarios de la nación, dentro
del cual para el municipio de Sutatausa y en un gran parte paralelo a la autopista
Zipaquirá – Ubaté, está la tubería transportadora de gas natural que conduce a
Bogotá y otros territorios de la sabana. El gasoducto Centro – Oriente recorre en el
municipio de Sutatausa del km 6 + 40 m al km 9 + 110 m; una extensión total de
3070 m. Se menciona además que la planta o estación reductora de presiones
(citygate) está construida en la vereda Santa Bárbara por el costado norte del
perímetro urbano. (Sutatausa)
5.5. DISPOSICION URBANISTICA
Dentro del EOT vigente del municipio de Sutatausa se reconocen dos centros
poblados en el área rural que son Tausavita Y Peñas de Boquerón. Fuera de estos
dos asentamientos rurales reconocidos, se pudo evidenciar la existencia de
procesos de suburbanización del suelo rural asociados a subdivisión predial que
están generando lo que se pudiera llamar asentamientos humanos en el área rural
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que en unos casos en específico son más consolidados que en los otros. De estos
procesos de suburbanización del área rural se identificaron cinco que hemos
llamado asentamientos humanos rurales, dos de ellos (La Quinta y El Chircal) se
encuentran ubicados al sur de la zona urbana los cuales presentan un desarrollo de
viviendas tal, que si se mira a la luz de lo expresado por el DANE como centro
poblado “se define como una concentración de mínimo veinte (20) viviendas
contiguas, o adosadas entre sí, ubicada en el área rural de un municipio o de un
corregimiento Departamental ” , se encuentran más cercanos de ser un centro
poblado que los restantes tres asentamientos identificados (Palacio, Concubita y
Girones). El crecimiento de los asentamientos El Chircal y La Quinta es más
“acelerado” que los demás asentamientos identificados en parte por su cercanía con
la zona urbana. (Sutatausa)
El asentamiento humano de Girones cuenta con un lote de tamaño urbano de
aproximadamente 10 pequeños predios de los cuales están construidos seis y es
probable que los restantes cuatro predios terminen su consolidación, pero el área
cercana a estos predios no cuenta con la misma dinámica, los predios son mucho
más extensos y aunque si existen viviendas no son viviendas contiguas entre sí. El
asentamiento humano Concubita presenta un desarrollo de viviendas no contiguas
de no más de diez y aunque en el sector cuenta con una cancha múltiple y una
escuela que permite que la población rural sea más asidua a este sector por estos
servicios, no existe una consolidación tal que pueda dar origen a un centro poblado
bajo la definición del DANE. El asentamiento humano Palacio cercano del centro
poblado Tausavita no es más que un pequeño asentamiento discontinuo con
viviendas no contiguas que se encuentra en proceso de consolidación, sin embargo,
bajo la definición del DANE para centro poblado, el sector Palacio no cabría para
ser tenido en cuenta como centro poblado. (Sutatausa)
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Ilustración 7 Mapa Disposición Urbanística del municipio de Sutatausa
Fuente: Diagnostico Esquema de Ordenamiento Territorial Sutatausa.
Ilustración 8 Centros poblados de Afectación del proyecto
Fuente: Google Eart
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5.6. PROYECCIÓN DE DEMANDA
Teniendo en cuenta los datos suministrados por la Oficina asesora de Servicios
Públicos del municipio de Sutatausa, información actualizada de la oficina de
SISBEN del municipio y la información base del plan maestro de acueducto y
alcantarillado, se realizan las predicciones de la demanda para el periodo
establecido, siguiendo los lineamientos de la Resolución 0330 de 2017 y el
reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico (RAS) del
Ministerio de vivienda, Ciudad y Territorio bajo los cuales se realiza la valoración de
la población a servir en el horizonte de diseño.
5.6.1. PROYECCION DE POBLACIÓN.
Según lo establecido en el RAS título B “Para llevar a cabo la proyección de la
población objeto del diseño, se deben tener en cuenta las proyecciones del DANE
hasta el año en que éstas se encuentren disponibles. El último dato de población
disponible en el DANE se debe tomar como un último censo en el proceso de
proyección de la población.”
Sin embargo, la información DANE representa el crecimiento total del casco urbano
del municipio sin disgregación alguna, en consecuencia esta información permite
establecer tasas de crecimiento del municipio como referente para la proyección de
la población a servir en los registros oficiales de usuarios suministrados por el
prestador de servicios públicos del municipio de Sutatausa (ANEXO 1), que en el
particular de Sutatausa es la Oficina asesora de Servicios Públicos, en donde se
evidencian un total actual de 117 suscriptores, además de la información
suministrada por la oficina de SISBEN del municipio (ANEXO 2) y la información de
la ficha Sisbén del departamento nacional de planeación DNP (ANEXO 3).
Al no existir históricos de la zona a beneficiar con el proyecto, se realiza la obtención
de una tasa de crecimiento representativa del casco urbano del municipio con
información oficial del DANE y suponiendo un comportamiento similar en el área de
estudio, además, se realiza una comparación de las tasas obtenidas con la
información del SISBEN y las utilizadas en otros estudios de proyección del
municipio.
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Tabla 4 Información preliminar poblacional área de influencia del proyecto.
Información preliminar
Suscriptores 117 Suscriptores
Densidad 3.20 Hab/Hogar
Habitantes 374 Habitantes
Fuente: Oficina asesora de servicios públicos de Sutatausa -DANE
En la tabla anterior se observan los datos de suscriptores y la densidad promedio
para el municipio (extraído de la información DANE 2018), con lo cual se obtiene
una población inicial del área de estudio correspondiente a 374 Habitantes.
5.6.2. Método Exponencial
La ecuación que emplea el método exponencial es la siguiente:
𝑃𝑓 = 𝑃𝑐𝑖 ∗ 𝑒𝐾𝑔̅̅ ̅̅ ∗(𝑇𝑓−𝑇𝑐𝑖)
Dónde:
Pf= Población correspondiente al año para el que se requiere realizar la
proyección [Hab].
Pci= Población correspondiente al último censo registrado [Hab].
Kg= Tasa de crecimiento promedio.
Tf= Año de proyección.
Tci= Año correspondiente al último censo registrado.
Donde la tasa de crecimiento promedio de la población Kg se calcula como el
promedio de las tasas calculadas para cada par de censos de la siguiente manera:
𝐾𝑔 =ln( 𝑃𝑐𝑝) − ln( 𝑃𝑐𝑎)
(𝑇𝑐𝑝 − 𝑇𝑐𝑎)
Pcp= Población del censo posterior [Hab].
Pca= Población censo anterior [Hab].
Tcp= Año correspondiente al censo posterior.
Tca= Año correspondiente al censo anterior.
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Ln= Logaritmo natural.
En la siguiente tabla se observan los datos oficiales del DANE del municipio de
Sutatausa para los años 1985, 1993, 2005 y 2018, además, se calculan las tasas
de crecimiento entre censos, se obtiene la tasa de crecimiento promedio Kg y se
realiza una comparación con la tasa promedio obtenida con la información del
SISBEN.
El promedio de las tasas de crecimiento se realiza para los últimos tres censos, es
decir para los años 1993, 2005 y 2018, debido a que la tasa de crecimiento hallada
para el periodo comprendido entre los años 1985 y 1993 es baja comparada con las
demás y representaría un error estadístico teniendo en cuenta que el
comportamiento del municipio en los últimos censos tiene una tendencia similar en
los últimos periodos intercensales.
Tabla 5- Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018.
TASA DE CRECIMIENTO METODO EXPONENCIAL CABECERA MUNICIPAL SUTATAUSA
1985 1993 2005 2018 3868 3871 4742 5258
K 0.01% 1.69% 0.79% Kg= 1.243%
Fuente: Consultoría PROSOLUCIONES SAS Tabla 6 -Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN, Marzo 2019.
TASA DE CRECIMIENTO METODO EXPONENCIAL CABECERA MUNICIPAL SUTATAUSA
1985 1993 2005 2019 3868 3871 4742 5693
k 0.01% 1.69% 1.30% 1.498%
Fuente Los consultores
En la tabla anterior se observa la tasa de crecimiento hallada con los datos de
SISBEN para marzo de 2019, obteniendo una tasa promedio superior a la hallada
con la información del DANE. La diferencia entre tasas de crecimiento es debido a
la disparidad de habitantes en el año 2018 para el DANE y el año 2019 para el
SISBEN.
Las proyecciones de población para cada tasa se observan a continuación.
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Ilustración 9- Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información DANE, tasa K= 1.243%
Fuente PROSOLUCIONES S.A.S
Tabla 7 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información DANE.
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2019 374 2033 445
2020 379 2034 451
2021 383 2035 456
2022 388 2036 462
2023 393 2037 468
2024 398 2038 474
2025 403 2039 480
2026 408 2040 486
2027 413 2041 492
2028 418 2042 498
2029 423 2043 504
2030 429 2044 510
2031 434 2045 517
2032 440 2046 523 Fuente PROSOLUCIONES SAS
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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN DANE
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Ilustración 10- Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información SISBEN, tasa K= 1.498%
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Tabla 8 -Proyección poblacional método exponencial, municipio de Sutatausa, información SISBEN.
AÑO POBLACIÓ
N AÑO
POBLACIÓN
2019 374 2033 461
2020 380 2034 468
2021 385 2035 475
2022 391 2036 482
2023 397 2037 490
2024 403 2038 497
2025 409 2039 504
2026 415 2040 512
2027 422 2041 520
2028 428 2042 528
2029 434 2043 536
2030 441 2044 544
2031 448 2045 552
2032 454 2046 560 Fuente PROSOLUCIONES SAS
0
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AÑO
PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN SISBEN
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
5.6.3. Método Geométrico
La ecuación que emplea el método exponencial es la siguiente:
Población año para el que se quiere proyectar la población
Población último año censado con información
Población censo inicial con información
Población del censo posterior
Población del censo anterior
Ultimo año censado con información
Año censo inicial con información
Año al cual se quiere proyectar la información
Año censo posterior
Año censo anterior
En la siguiente tabla se observan los datos oficiales del DANE del municipio de
Sutatausa para los años 1985, 1993, 2005 y 2018, además, se calculan las tasas
de crecimiento entre censos, se obtiene la tasa de crecimiento promedio y se realiza
una comparación con la tasa promedio obtenida con la información del SISBEN.
El promedio de las tasas de crecimiento se realiza para los últimos tres censos, es
decir para los años 1993, 2005 y 2018, debido a que la tasa de crecimiento hallada
para el periodo comprendido entre los años 1985 y 1993 es baja comparada con las
demás y representaría un error estadístico teniendo en cuenta que el
comportamiento del municipio en los últimos censos tiene una tendencia similar en
los últimos periodos intercensales.
Tabla 9 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información DANE 2018.
TASA DE CRECIMIENTO METODO GEOMETRICO 1985 1993 2005 2018 3868 3871 4742 5258
0.01% 1.69% 0.79%
1.243% Fuente PROSOLUCIONES SAS
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 10 - Tasas de crecimiento del municipio de Sutatausa con información SISBEN 2019.
TASA DE CRECIMIENTO METODO GEOMETRICO 1985 1993 2005 2019 3868 3871 4742 5693
0.01% 1.71% 1.31%
1.510% Fuente PROSOLUCIONES SAS
Las proyecciones de población para cada tasa se observan a continuación.
Ilustración 11 - Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información DANE, tasa K= 1.243%
Fuente PROSOLUCIONES SAS
11 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información DANE.
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2019 374 2033 445
2020 379 2034 450
2021 383 2035 456
2022 388 2036 461
2023 393 2037 467
2024 398 2038 473
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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN DANE
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2025 403 2039 479
2026 408 2040 485
2027 413 2041 491
2028 418 2042 497
2029 423 2043 503
2030 428 2044 509
2031 434 2045 516
2032 439 2046 522 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Ilustración 12 -Curva de crecimiento población, municipio de Sutatausa, información SISBEN, tasa K= 1.508%
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Tabla 12 -Proyección poblacional método geométrico, municipio de Sutatausa, información SISBEN
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2019 374 2033 461
2020 380 2034 468
2021 385 2035 475
2022 391 2036 482
2023 397 2037 490
2024 403 2038 497
2025 409 2039 505
2026 415 2040 512
0
100
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20
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PROYECCIÓN DE POBLACIÓN, INFORMACIÓN SISBEN
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2027 422 2041 520
2028 428 2042 528
2029 434 2043 536
2030 441 2044 544
2031 448 2045 552
2032 454 2046 560 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Dado que se desea obtener una tasa representativa del municipio con la información
base, y debido a que las tasas halladas por los métodos lineal y geométrico solo
contemplan el último censo y el censo inicial (López Cualla, 2010) y no consideran
los cambios temporales que sufrió la población a lo largo de cierto periodo, se hace
uso del método exponencial o logarítmico, ya que este contempla una tasa (Kg) que
evalúa el comportamiento del municipio entre censos, la cual es representativa del
comportamiento poblacional del área de estudio.
La tasa seleccionada para el presente proyecto corresponde a la calculada con la
información extraída de los reportes del año 2019 del SISBEN, específicamente el
reporte base certificada Marzo 2019 (Departamento Nacional de Planeación, s.f.),
esta decisión tiene como base la información de SISBEN propia del municipio
(ANEXO 3), en la cual se relaciona un total de 5693 habitantes para el municipio
con su respectiva identificación lo que ha criterio de la consultoría supone un dato
real actualizado.
Con base en el informe de diagnóstico del plan maestro de acueducto del municipio
y el informe de diseño del tanque de almacenamiento para el casco urbano de
Sutatausa, se ajusta la proyección de la población teniendo en cuenta los aspectos
descritos en dichos informes y que tienen afectación directa sobre el área de
influencia del proyecto.
Dicho informe, realizado por H2O consulting mediante contrato N° EPC-PDA-C-251,
contempla un crecimiento espontaneo de la población del municipio en general,
debido a la finalización de proyectos de construcción. Dado que en el área de
influencia del actual estudio se vienen desarrollando proyectos de construcción y
que del mismo modo se debe prever el incremento de población, se hace uso de la
información obtenida del estudio mencionado.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Ilustración 13 - Curva de crecimiento población, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa
Fuente: Producto No. 2, Estudios y diseños de detalle, contrato N° EPC-PDA-C-251
Tabla 13 - Proyección poblacional, proyecto tanque casco urbano de Sutatausa
Fuente: Producto No. 2, Estudios y diseños de detalle, contrato N° EPC-PDA-C-251
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
En el estudio anterior se observa un crecimiento en el año 2022, en el cual (H2O Consulting, 2018) asume que los proyectos de construcción que se ejecutan en la actualidad se encuentran finalizados por lo que habría un crecimiento espontaneo de la población. La tasa representativa para ese crecimiento, utilizando el método geométrico, es de Kg= 24%. Como se mencionó anteriormente, este comportamiento se replica en el presente estudio con el fin de dar una representación a la situación actual del área de estudio dado que se ha observado la puesta en marcha de nuevos proyectos de vivienda, en la siguiente imagen, extraída de Google Earth del año 2016, se observa la densificación del área de estudio para ese año y se contrasta con el área de expansión sub-urbana planteada en la revisión y ajuste general del esquema de ordenamiento territorial (EOT) del municipio, elaborado en diciembre de 2018 (ANEXO 4)
Ilustración 14 - Ubicación área de influencia del proyecto
Fuente: Google Earth
PTA
P
ÁREA DE
INFLUENCIA
CASCO
URBANO
SUTATAUSA
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Se debe aplicar un aumento poblacional, esta tasa que representa la finalización de los proyectos de construcción de vivienda la cual se aplica como un porcentaje de crecimiento adicional al establecido para el método geométrico y se aplica a partir del año 2022 hasta el año de proyección. A continuación, se observa la curva de crecimiento poblacional del municipio contemplando estas variaciones.
Ilustración 15 - Curva de proyección ajustada
Tabla 14 -Proyección de población ajustada a las variaciones establecidas
AÑO POBLACIÓN AÑO POBLACIÓN
2019 374 2033 572
2020 380 2034 581
2021 385 2035 589
2022 485 2036 598
2023 492 2037 607
2024 500 2038 617
2025 507 2039 626
2026 515 2040 635
2027 523 2041 645
2028 531 2042 655
2029 539 2043 664
2030 547 2044 674
2031 555 2045 685
2032 563 2046 695 Fuente PROSOLUCIONES SAS
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Uno de los factores adicionales que se deben considerar en la proyección de la
demanda tiene que ver con el ajuste de la población flotante del municipio, es decir,
la población que no reside permanentemente en el municipio y que habita por un
espacio corto de tiempo por razones de trabajo, turismo o alguna otra actividad
temporal (MVCT, 2010).
Para la determinación de este porcentaje se acudió a lo datos suministrados en el
plan maestro de acueducto y alcantarillado del municipio, realizado por el consorcio
SES-ARQ, los cuales asignan 7.1% de población flotante; y los datos de los estudios
y diseños para la construcción del tanque de almacenamiento de agua potable para el
casco urbano del municipio de Sutatausa, realizado por H2O consulting, los cuales asignan
10% de población flotante.
Teniendo en cuenta las descripciones de las proyecciones turísticas que contempla
el municipio y que además éste plantea dentro de su plan de desarrollo un capitulo
denominado “Plan de Desarrollo Turístico Sutatausa: … “arte, cultura y paisaje” que
fortalece este sector gracias a el atractivo turístico de los farallones, se opta por el
mayor porcentaje utilizado de los antes mencionados, con el fin de establecer un
volumen más adecuado para el área de estudio y que la red tenga un
funcionamiento óptimo a lo largo del periodo de diseño disminuyendo la posibilidad
de falla y , en consecuencia, la población flotante corresponde a un 10% de la
población total cada año de diseño, como se muestra a continuación.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Ilustración 16 –Población proyectada y población flotante proyectada
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Tabla 15- Ajuste de población por población flotante
METODO EXPONENCIAL
AÑO Población
[Hab]
Población flotante
[Hab]
Población Total [Hab]
2019 374 37 411
2020 380 38 418
2021 385 39 424
2022 485 49 534
2023 492 49 542
2024 500 50 550
2025 507 51 558
2026 515 52 567
2027 523 52 575
2028 531 53 584
2029 539 54 593
2030 547 55 602
2031 555 56 611
2032 563 56 620
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
METODO EXPONENCIAL
AÑO Población
[Hab]
Población flotante
[Hab]
Población Total [Hab]
2033 572 57 629
2034 581 58 639
2035 589 59 648
2036 598 60 658
2037 607 61 668
2038 617 62 678
2039 626 63 688
2040 635 64 699
2041 645 64 709
2042 655 65 720
2043 664 66 731
2044 674 67 742
2045 685 68 753
2046 695 70 765 Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.7. DOTACIÓN Y DEMANDA
Para la determinación de la dotación neta del municipio se tuvieron en cuenta los
estudios para proyecciones del sistema, realizados para el desarrollo del plan
maestro de acueducto y alcantarillado del municipio de Sutatausa, y las
proyecciones realizadas para los estudios y diseños del tanque de almacenamiento
de agua potable para el casco urbano del municipio de Sutatausa, realizado por
H2O consulting, el cual es un componente del sistema similar al objeto del presente
estudio.
De acuerdo a lo establecido en la resolución 0330 de 2017, en donde se establece
que para poblaciones ubicadas a una altura superior a los 2000 metros sobre el
nivel del mar, la dotación neta máxima corresponde a 120 l/Hab*día y que este valor
se establece en los estudios mencionados anteriormente, debido a que el municipio
se encuentra a 2550 m.s.n.m., el presente estudio mantiene dicha dotación, para
realizar las proyecciones de caudales correspondientes. A continuación, se observa
la tabla 1 de la resolución 0330 de 2017.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 16 –Dotaciones Netas Máximas
ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL MAR
DOTACIÓN NETA MAXIMA DE LA ZONA ATENDIDA (L/HAB*DIA)
> 2000 m.s.n.m 120
1000 — 2000 m.s.n.m 130
< 1000 m.s.n.m 140 Fuente: Resolución 0330/2017
5.7.1. Dotación Bruta
Para el cálculo de la dotación bruta se tiene en cuenta la metodología prevista en el
RAS, donde se establece un cálculo basando en la ponderación de pérdidas la cual
se ilustran en la siguiente ecuación:
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =𝑑𝑛𝑒𝑡𝑎
(1 − %𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠)
Dbruta: Dotación bruta
Dneta: Dotación neta [L/Hab*Día]
%perdidas: Porcentaje de pérdidas técnicas máximas para el diseño.
El porcentaje de pérdidas técnicas máximas, corresponde a la diferencia entre el
volumen de agua tratada y medida a la salida de las plantas potabilizadoras y el
volumen de agua entregado a la población, este valor no puede superar el 25% y
se dividen en dos grandes grupos: Técnicas y Comerciales. Las pérdidas técnicas
corresponden a las diferentes fugas que se puedan presentar en el sistema y las
comerciales se relacionan con las conexiones fraudulentas, suscriptores por fuera
de la base de datos del prestador del servicio o deficiencia en la operación de los
micromedidores.
Realizando una revisión de los estudios y diseños mencionados anteriormente y los
cuales han sido utilizados como base para la presente proyección, se encuentra que
el valor usado por ambos diseños es el máximo permitido, correspondiente al 25%,
el análisis correspondiente al presente estudio se realiza teniendo en cuenta los
componentes que lo forman así:
En la Ilustración 14 - Ubicación área de influencia del proyecto, se observa la
ubicación de la planta de tratamiento de agua potable (PTAP) del municipio y la
ubicación del tanque que abastece actualmente la zona de influencia del proyecto,
la cual se proyecta como estación de bombeo (dicha información se abarca
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
detalladamente en el capítulo de alternativas), aunque no se tiene certeza de la
línea de conducción entre la planta y el tanque actual, dicha información gráfica
permite contemplar que esta línea de conducción debe pasar por la parte baja de la
cuenca para subir nuevamente a donde se localiza actualmente el tanque de
almacenamiento, lo que conlleva la utilización de aditamentos generales y
especiales, además, al contemplarse una estación de bombeo ésta tendrá otros
aditamentos los cuales son los que se contemplan en las pérdidas técnicas del
sistema.
En cuanto a las perdidas comerciales, no se tiene certeza de dicho valor por lo que
se usa el máximo establecido en el RAS. En consecuencia, el presente estudio hace
uso del valor máximo establecido en la resolución 0330 de 2017 y utilizado en
estudios previos similares para el municipio de Sutatausa, obteniendo una dotación
bruta de la siguiente manera:
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =120
𝐿𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎
(1 − 0.25)
𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 160𝐿
𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎
5.7.2. Caudal medio diario (Qmd)
El caudal medio diario se calcula teniendo en cuenta la población proyectada en la Tabla 17- Ajuste de población por población flotante y la dotación bruta calculada, corresponde al promedio de consumos diarios de caudal de un periodo de un año, se calcula utilizando la siguiente ecuación:
𝑄𝑚𝑑 =𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎
86400
𝑄𝑚𝑑 =765 𝐻𝑎𝑏 ∗ 160
𝐿𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎
86400
𝑄𝑚𝑑 = 1,4𝑙
𝑠
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
5.7.3. Caudal Máximo Diario (QMD)
Correspondiente al consumo máximo durante 24h a lo largo de un periodo de 1 año,
su cálculo se realiza multiplicando el Caudal Medio Diario (Qmd) por un coeficiente
de consumo K1 (MVCT, 2010), como indica la siguiente ecuación:
𝑄𝑀𝐷 = 𝑄𝑚𝑑 ∗ 𝐾1
De acuerdo a la información suministrada a esta consultoría, (H2O Consulting,
2018) realizó una medición para la obtención del valor del coeficiente K1 en la
elaboración de los estudios y diseños del tanque de almacenamiento de agua
potable para el casco urbano del municipio de Sutatausa, encontrando que el “valor
obtenido fue muy alto” el cual rebasa los límites normativos en este caso se ajusta
el coeficiente al valor máximo recomendado en el RAS para los valores de K1 y K2,
el cual se describe más adelante, además, la información del plan maestro de
acueducto y alcantarillado del municipio relaciona también los valores máximos para
dichos coeficientes.
En consecuencia, en el presente estudio se hace uso de los valores máximos
teniendo en cuenta lo establecido en la información base y que ésta fue objeto de
estudio y aprobación por parte de la entidad. No sin antes indicar como
recomendación el hecho de la necesidad de que el municipio aplique políticas de
ahorro y uso eficiente del recurso hídrico para lograr estándares mínimos de
consumo
El valor correspondiente para K1= 1,30.
𝑄𝑀𝐷 = 1,4𝑙
𝑠∗ 1,30
𝑄𝑀𝐷 = 1,8𝑙
𝑠
5.7.4. Caudal Máximo Horario (QMH)
Corresponde al consumo máximo registrado durante una hora en un periodo de un
año, se calcula multiplicando el Caudal Máximo Diario (QMD) por un coeficiente de
consumo máximo horario K2, como lo indica la siguiente ecuación:
𝑄𝑀𝐻 = 𝑄𝑀𝐷 ∗ 𝐾2
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
El valor del coeficiente K2 se selecciona teniendo en cuenta los estudios
anteriormente mencionados, en los cuales se hace uso del máximo permisible por
la normatividad actual, donde se especifica que el valor no puede ser superior a 1,6
en poblaciones menores a 12500 habitantes. En consecuencia, el presente informe
contempla dicho valor máximo, teniendo en cuenta que éste ya fue aprobado en
otros estudios similares para el municipio, manteniendo la recomendación indicada
en el numeral anterior.
𝑄𝑀𝐻 = 1,8𝑙
𝑠∗ 1,6
𝑄𝑀𝐻 = 2,94𝑙
𝑠
Teniendo en cuenta las proyecciones poblacionales que se calcularon
anteriormente, se calcula el caudal medio diario, caudal máximo diario y el caudal
máximo horario para cada año durante el horizonte de diseño el cual debe ser de
25 años según lo estipulado en la resolución 0330 de 2017.
Tabla 18- Proyección de Caudal de Diseño para el horizonte del proyecto
METODO EXPONENCIAL
Qm QMD QMH AÑO
Población [Hab]
Población flotante
[Hab]
Población Total [Hab]
2019 374 37 411 0.76 0.99 1.58
2020 380 38 418 0.77 1.01 1.61
2021 385 39 424 0.79 1.02 1.63
2022 485 49 534 0.99 1.28 2.06
2023 492 49 542 1.00 1.30 2.09
2024 500 50 550 1.02 1.32 2.12
2025 507 51 558 1.03 1.34 2.15
2026 515 52 567 1.05 1.36 2.18
2027 523 52 575 1.07 1.38 2.22
2028 531 53 584 1.08 1.41 2.25
2029 539 54 593 1.10 1.43 2.28
2030 547 55 602 1.11 1.45 2.32
2031 555 56 611 1.13 1.47 2.35
2032 563 56 620 1.15 1.49 2.39
2033 572 57 629 1.17 1.51 2.42
2034 581 58 639 1.18 1.54 2.46
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
METODO EXPONENCIAL
Qm QMD QMH AÑO
Población [Hab]
Población flotante
[Hab]
Población Total [Hab]
2035 589 59 648 1.20 1.56 2.50
2036 598 60 658 1.22 1.58 2.54
2037 607 61 668 1.24 1.61 2.57
2038 617 62 678 1.26 1.63 2.61
2039 626 63 688 1.27 1.66 2.65
2040 635 64 699 1.29 1.68 2.69
2041 645 64 709 1.31 1.71 2.73
2042 655 65 720 1.33 1.73 2.77
2043 664 66 731 1.35 1.76 2.82
2044 674 67 742 1.37 1.79 2.86
2045 685 68 753 1.39 1.81 2.90
2046 695 70 765 1.42 1.84 2.94 Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.8. Volumen del tanque de almacenamiento.
Los tanques de almacenamiento son depósitos de agua que tienen la función de
regular el consumo y el suministro del sistema, logrando de esta forma compensar
las variaciones que existen entre el caudal de entrada al tanque y el consumo
normal de los suscriptores en un rango temporal del día. El objetivo primordial de
los tanques, de es cubrir las necesidades de la demanda de agua en los momentos
picos, permitiendo una recuperación del volumen en las horas de bajo consumo
para poder suministrar, sin problema, el agua demandad en las horas de máximo
consumo. (MVCT, 2010)
Para la determinación del volumen de diseño del tanque de almacenamiento se
deben establecer las necesidades de demanda y las variaciones de consumo en el
día (MVCT, 2010). La demanda se obtiene a partir a partir de lo establecido en el
capítulo de dotación y demanda del presente informe, y para determinar las
variaciones de consumo, se hace uso de la información obtenida del Plan Maestro
de Acueducto y Alcantarillado del municipio de Sutatausa, realizado por el consorcio
SES-ARQ.
El volumen de diseño del tanque de almacenamiento, se obtiene teniendo en cuenta
lo establecido en el artículo 81 de la resolución 0330 de 2017, donde se establece
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
que el volumen útil del tanque de almacenamiento debe ser la mayor cantidad
obtenida entre la capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.
5.8.1. Curva de demanda horaria.
La curva de demanda horaria utilizada en el presente estudio corresponde a la
obtenida en el diagnóstico del municipio de Sutatausa, realizado por el consorcio
SES-ARQ durante la realización del plan maestro de acueducto y alcantarillado del
municipio.
En dicho estudio se plantea el uso de la curva característica del municipio de
Cucunuba debido a que no se cuenta con estudios propios del municipio en periodos
horarios continuos de 24 horas, y es la misma que servirá dentro de la consultoría
para la conformación de la curva integral del proyecto.
La curva de factores de consumo horario que se referencia como base de análisis
es la siguiente:
Ilustración 17- Curva de variación horaria de la demanda
Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.9. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS
El planteamiento de alternativas se basa en la necesidad que presenta el municipio
de cubrir sus áreas de expansión y el objetivo de que el sistema de interconexión
entre el tanque de la PTAP y el tanque proyectado se realice por gravedad. En
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
% D
E C
ON
SUM
O
HORAS
CURVA DE VARIACIÓN HORARIA DE LA DEMANDA
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
general, las alternativas planteadas corresponden a los trazados del corredor de
conducción entre los tanques mencionados, las cuales obedecen a condiciones
preliminares topográficas, técnicas y prediales para su definición.
Teniendo en cuenta que el Tanque se proyecta para abastecer una zona que se
encuentra en desarrollo, el planteamiento de las alternativas se concentra en
generar un trazado que cumpla con las condiciones hidráulicas para que en lo
posible su conducción no se realice por bombeo, además, que se generen las
menores interferencias con predios. En los corredores de cada alternativa planteada
se consideran los predios afectados.
5.9.1. Capacidad de almacenamiento.
El artículo 81 de la resolución 0330 de 2017 establece que la capacidad de
almacenamiento debe ser 1/3 del volumen distribuido a la zona en el día de mayor
consumo.
Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
QMD 1.8 l/s
VOLUMEN 155.52 m3/d VOLUMEN UTIL 1/3
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO 51.84 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.9.2. Capacidad de regulación.
El artículo 81 de la resolución 0330 de 2017 establece que la capacidad de
regulación se debe estimar, a partir de los patrones de consumo, mediante el
empleo de métodos gráficos o analíticos.
El volumen de almacenamiento se calcula con base en los datos de consumo de la
población y su distribución horaria (López Cualla, 2010), el comportamiento del
consumo horario fue analizado teniendo como base la proyección de consumo del
plan maestro de acueducto y alcantarillado del municipio, realizado por el consorcio
SES-ARQ y el cual es planteada en el capítulo “Curva de demanda horaria” del
presente informe.
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SUTATAUSA
Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de la media del municipio
Hora % De
consumo medio
Hora % De
consumo medio
1 0.41 13 1.41
2 0.35 14 1.55
3 0.34 15 1.34
4 0.38 16 1.41
5 0.55 17 1.34
6 0.76 18 1.55
7 1.11 19 1.48
8 1.50 20 1.00
9 1.38 21 0.83
10 1.28 22 0.69
11 1.17 23 0.49
12 1.34 24 0.23 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Con base en esta información se realiza las proyecciones del volumen del tanque
para las 3 alternativas, las cuales se han planteado con conexión entre el tanque
existente ubicado en la PTAP y el tanque proyectado, una de ellas considera su
trazado siguiendo la cota de salida del tanque de la PTAP con una ubicación final
por debajo de la cota inicial con el fin de contemplar las pérdidas en el sistema,
razón por la cual su corredor estaría ubicado por predios eminentemente privados.
La segunda, contempla 4 tramos, dos de ellos contemplan su corredor por vía, y los
otros dos por predios, sin embargo, esta alternativa genera menor área de
intervención tanto vial como predial, además, la conexión entre los tanques se
realiza por gravedad y su cota final está por encima de la cota de entrega a la red
de distribución.
La tercera alternativa considera el trazado por el corredor vial del municipio y de la
vereda Santa Babara, llegando a una cota superior que la salida del tanque de la
PTAP por lo que en su trazado se considera una estación de bombeo y así
garantizar el correcto funcionamiento hidráulico, para esto, se consideran 3 horarios
de funcionamiento de la siguiente manera:
• La primera de ellas con una duración de bombeo de 4 horas, seleccionando
el periodo comprendido entre la hora 9 y la hora 12 del día.
• La segunda tiene una duración de bombeo de 8 horas, en el periodo
comprendido entre la hora 9 y la hora 16 del día.
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SUTATAUSA
• La tercera contempla una duración de bombeo de 12 horas, con un periodo
comprendido entre la hora 7 y la hora 18 del día. A continuación, se presentan
detalladamente cada una de las alternativas planteadas.
5.9.3. ALTERNATIVA 1
Esta alternativa tiene una longitud preliminar de 1192 m, su trazado se realizó
siguiendo la cota de salida del tanque ubicado en la PTAP, en su mayoría, este
corredor de conducción se plantea el paso por predios privados, llegando a un área
ubicada en una cota mayor a la de la zona que abastecerá el proyecto por lo que se
garantiza que el suministro a la red de distribución se podrá realizar por gravedad. Ilustración 18- Trazado preliminar, Alternativa 1
Fuente PROSOLUCIONES SAS
En general, esta alternativa garantiza que la conducción se realice por gravedad
con bajo número de aditamentos como purgas y ventosas, aspecto que constituye
factores de determinación en la selección a consensuar con las partes interesadas
para la selección de alternativas, sin embargo, se puede observar que su
planteamiento no se realiza por vías y es necesario realizar su respectivo estudio
predial y de servidumbres.
El perfil preliminar de esta conducción refleja que la cota de salida del tanque está
por encima de la cota de llegada propuesta para el tanque, condición que
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garantizaría que la conexión entre los mismos se pueda realizar por gravedad,
además, la ubicación propuesta para el tanque objeto de estudio lo posiciona en
una cota superior al área de influencia requerida por el diseño garantizando bajos
costos de operación por la ausencia de bombeo y una distribución por gravedad
como lo exige la norma.
5.9.4. ALTERNATIVA 2 Esta alternativa tiene una longitud preliminar de 745 m, su trazado se realiza desde
el tanque ubicado en la PTAP, realizando recorrido por la carretera Palacio con
destino el casco urbano de Sutatausa, posteriormente, realizando una derivación
hacia el este en el K0+193 donde se realiza cruce con algunos predios, luego, toma
la vía principal de una vereda próxima al municipio que tiene dirección hacia la
carretera Novoa, haciendo un giro en el K0+527, pasando por predios para llegar a
la ubicación propuesta para esta alternativa, la cual se ubica en aproximaciones a
una vía de acceso.
Ilustración 19- Trazado preliminar, Alternativa 2
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Su corredor está dividido en 4 partes, dos viales y dos por predios que serán
definidos posteriormente, su perfil hidráulico preliminar indica que la conexión entre
los tanques se puede realizar por gravedad, evitando bombeo, además, la cota del
tanque proyectado está por encima de la cota de entrega a la red de suministro lo
que también garantiza que está se opere por gravedad.
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VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
El perfil preliminar de esta conducción refleja que la cota de salida del tanque está
por encima de la cota de llegada propuesta para el tanque, condición que
garantizaría que la conexión entre los mismos se pueda realizar por gravedad,
además, la ubicación propuesta para el tanque objeto de estudio lo posiciona en
una cota superior al área de influencia requerida por el diseño garantizando bajos
costos de operación por la ausencia de bombeo y una distribución por gravedad
como lo exige la norma.
5.9.5. Volumen Tanque de almacenamiento Alternativa 1 y 2.
Siguiendo lo establecido en la resolución 0330 de 2017, se realiza el cálculo de la
capacidad de regulación para el tanque de almacenamiento de la vereda Santa
Bárbara, del municipio de Sutatausa.
La capacidad de regulación se debe estimar a partir de los patrones de consumo de
cada zona abastecida, estos patrones se describen en la Ilustración 17- Curva de
variación horaria de la demanda y Tabla 20 – porcentaje de consumo respecto de
la media del municipio.
Con dicha información se realiza el cálculo para la obtención de la curva integral de
suministro de la siguiente manera:
Tabla 21 – Capacidad de Regulación, Tanque de distribución alimentado por gravedad.
CAPACIDAD DE REGULACIÓN REQUERIDA
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3]
1 0.41 6.48 2.67 6.48 2.67 3.81
2 0.35 6.48 2.27 12.96 4.94 8.02
3 0.34 6.48 2.18 19.44 7.12 12.32
4 0.38 6.48 2.49 25.92 9.61 16.31
5 0.55 6.48 3.59 32.40 13.20 19.20
6 0.76 6.48 4.91 38.88 18.11 20.77
7 1.11 6.48 7.17 45.36 25.28 20.08
8 1.50 6.48 9.72 51.84 35.00 16.84
9 1.38 6.48 8.93 58.32 43.93 14.39
10 1.28 6.48 8.27 64.80 52.20 12.60
11 1.17 6.48 7.61 71.28 59.81 11.47
12 1.34 6.48 8.71 77.76 68.52 9.24
13 1.41 6.48 9.15 84.24 77.67 6.57
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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SUTATAUSA
CAPACIDAD DE REGULACIÓN REQUERIDA
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3]
14 1.55 6.48 10.03 90.72 87.69 3.03
15 1.34 6.48 8.71 97.20 96.40 0.80
16 1.41 6.48 9.15 103.68 105.55 -1.87
17 1.34 6.48 8.71 110.16 114.26 -4.10
18 1.55 6.48 10.03 116.64 124.29 -7.65
19 1.48 6.48 9.59 123.12 133.87 -10.75
20 1.00 6.48 6.51 129.60 140.39 -10.79
21 0.83 6.48 5.35 136.08 145.74 -9.66
22 0.69 6.48 4.47 142.56 150.21 -7.65
23 0.49 6.48 3.15 149.04 153.36 -4.32
24 0.23 6.48 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Ilustración 20- Curva integral de consumo y suministro
Fuente PROSOLUCIONES SAS
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
VO
LUM
EN A
CU
MU
LAD
O
HORA
CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO
Suministroacumulado
Demandaacumulada
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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De acuerdo con la Tabla 21 y la Ilustración 20, se obtienen los siguientes resultados:
Tabla 22- Volumen de regulación
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
QMD 1.8 l/s
DÉFICIT MÁXIMO -10.79 m3
SUPERÁVIT MÁXIMO 20.77 m3
VOLUMEN REQUERIDO 31.55 m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)
6.31 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO 37.86 m3
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Siguiendo lo establecido en el artículo 81 de la resolución 0330 de 2017, la cual
indica que “. El volumen de diseño debe ser la mayor cantidad obtenida entre la
capacidad de regulación y la capacidad de almacenamiento.” Y teniendo en cuento
los datos obtenidos en la Tabla 19 – Volumen de almacenamiento proyectado y la
Tabla 22 se selecciona la capacidad de almacenamiento, obteniendo un volumen
total, teniendo en cuenta el volumen requerido para caudal contra incendio (20%
para riesgo medio), obteniendo:
Tabla 23 – Volumen de almacenamiento proyectado
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
QMD 1.8 l/s
VOLUMEN 155.52 m3/d
VOLUMEN UTIL 1/3
VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
51.84 m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)
10.37 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO 62.21 m3
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SUTATAUSA
Fuente PROSOLUCIONES SAS
La modelación realizada en el software con el software EPANET, arroja que la
ubicación del tanque, permite realizar el suministro desde la ubicación seleccionada
para los tanques de la alternativa 1 y 2, como se muestra a continuación.
Ilustración 21-Modelación alternativas 1 y 2
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Las presiones obtenidas en la modelación, se evidencian en cada nodo establecido
preliminarmente, la modelación se puede realizar con los archivos adjuntados en el
anexo 8-Modelación. Dichas presiones son superiores a las mínimas establecidas
por la Resolución 0330 de 2017, donde se establece que “La presión dinámica
mínima en la red de distribución debe ser de 10 m.c.a. en sistemas con poblaciones
de diseño "de hasta 12.500habitantes. Para poblaciones de diseño de más de
12.500 habitantes la presión dinámica mínima debe ser de 15 m.c.a.”,
adicionalmente, “El área a abastecer con una presión dinámica inferior puede
corresponder hasta el 10% del área total, siempre que la presión mínima sea
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superior o igual a 8 m.c.a para poblaciones de diseño de menos de 12.500
habitantes y de 12 m.c.a para poblaciones de diseño mayor a 12.500 habitantes”.
5.9.6. ALTERNATIVA 3
Alternativa 3.1 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante
4 horas
Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 4 horas en el día, con
el recorrido anteriormente planteado.
Tabla 24 –Capacidad de regulación para duración de bombeo de 4 horas
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67
2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94
3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12
4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61
5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20
6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11
7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28
8 1.50 0 9.72 0.00 35.00 -35.00
9 1.38 38.88 8.93 38.88 43.93 -5.05
10 1.28 38.88 8.27 77.76 52.20 25.56
11 1.17 38.88 7.61 116.64 59.81 56.83
12 1.34 38.88 8.71 155.52 68.52 87.00
13 1.41 0 9.15 155.52 77.67 77.85
14 1.55 0 10.03 155.52 87.69 67.83
15 1.34 0 8.71 155.52 96.40 59.12
16 1.41 0 9.15 155.52 105.55 49.97
17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26
18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23
19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65
20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13
21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78
22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31
23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16
24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
El suministro por bombeo se realiza entre la hora 9 y la hora 12 del día y su caudal
de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24
horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó
contemplando las 4 horas de bombeo así:
154.87 𝑚3
𝑑í𝑎∗ (
1 𝑑í𝑎
4 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 38.71
𝑚3
ℎ
Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante
toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos corresponde
a 38.88 m3/h.
Ilustración 22 – Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 4 horas
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa
3.1, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por
demanda, es el siguiente:
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 25 VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO
QMD 1.8 l/s
DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3
SUPERÁVIT MÁXIMO 87.00 m3
VOLUMEN REQUERIDO
122.00 m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)
24.40 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO
146.40 m3
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un
suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es
mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen
acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual
pueda causar daños en el equipo. A continuación, se presenta el cálculo del
volumen de dicho tanque, donde la columna de suministro corresponde al suministro
antes mencionado y la curva de demanda corresponde a las 4 horas de bombeo,
con el caudal expuesto anteriormente.
Tabla 26 – Capacidad de almacenamiento EBAP
Hora Suministro
[m3] Demanda
[m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3] 1 6.48 0.00 6.48 0.00
2 6.48 0.00 12.96 0.00
3 6.48 0.00 19.44 0.00
4 6.48 0.00 25.92 0.00
5 6.48 0.00 32.40 0.00
6 6.48 0.00 38.88 0.00
7 6.48 0.00 45.36 0.00
8 6.48 0.00 51.84 0.00
9 6.48 38.88 58.32 38.88
10 6.48 38.88 64.80 77.76
11 6.48 38.88 71.28 116.64
12 6.48 38.88 77.76 155.52
13 6.48 0.00 84.24 0.00
14 6.48 0.00 90.72 0.00
15 6.48 0.00 97.20 0.00
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Hora Suministro
[m3] Demanda
[m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3] 16 6.48 0.00 103.68 0.00
17 6.48 0.00 110.16 0.00
18 6.48 0.00 116.64 0.00
19 6.48 0.00 123.12 0.00
20 6.48 0.00 129.60 0.00
21 6.48 0.00 136.08 0.00
22 6.48 0.00 142.56 0.00
23 6.48 0.00 149.04 0.00
24 6.48 0.00 155.52 0.00 Fuente PROSOLUCIONES SAS
En consecuencia, el volumen del tanque de regulación debe corresponder a la suma
de los caudales suministrados en las horas que no se bombea, es decir, en el
periodo entre la hora 13 y la hora 24 y el periodo entre la hora 1 y la hora 8, donde
comienza el bombeo. Esto es un total de 20 horas de acumulación de caudal
constante durante el día, lo que equivale a un total de 130 m3, este volumen
corresponde al volumen útil de la EBAP (Alt3.1).
Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más
apropiado para la impulsión es de 4in, con estos parámetros base se
redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades
previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la
alternativa No. 3.1
De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión
total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%
𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
76
Dónde:
P : Densidad del agua
Q: Caudal bombeado
Pot Hp: Potencia en HP
De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa
requiere una potencia ponderada de 10HP.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
A continuación se presenta el esquema de la alternativa con el fin de dar una
visualización general del mismo.
Ilustración 23 Esquema de la alternativa 3.1
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Alternativa 3.2 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante
8 horas.
Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 8 horas en el día, con
el recorrido anteriormente planteado.
Tabla 27 -Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67
2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94
3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12
4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61
5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20
6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11
7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28
8 1.50 0 9.72 0.00 35.00 -35.00
9 1.38 19.44 8.93 19.44 43.93 -24.49
10 1.28 19.44 8.27 38.88 52.20 -13.32
11 1.17 19.44 7.61 58.32 59.81 -1.49
12 1.34 19.44 8.71 77.76 68.52 9.24
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3] 13 1.41 19.44 9.15 97.20 77.67 19.53
14 1.55 19.44 10.03 116.64 87.69 28.95
15 1.34 19.44 8.71 136.08 96.40 39.68
16 1.41 19.44 9.15 155.52 105.55 49.97
17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26
18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23
19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65
20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13
21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78
22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31
23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16
24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS
El suministro por bombeo se realiza entre la hora 9 y la hora 16 del día y su caudal
de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24
horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó
contemplando las 8 horas de bombeo así:
154.87 𝑚3
𝑑í𝑎∗ (
1 𝑑í𝑎
8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 19.35
𝑚3
ℎ
Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante
toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos se ajusta el
caudal a 19.44 m3/h.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Ilustración 24 -Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 8 horas
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa
2, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por
demanda, es el siguiente:
Tabla 28- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3.2
QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3
SUPERÁVIT MÁXIMO 49.97 m3 VOLUMEN REQUERIDO 84.97 m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)
16.99 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO 101.97 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un
suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es
mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen
acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual
pueda causar daños en el equipo.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
VO
LUM
EN A
CU
MU
LAD
O M
3/S
HORA
CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO
Suministroacumulado
Demandaacumulada
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
A continuación, se presenta el cálculo del volumen de dicho tanque, donde la
columna de suministro corresponde al suministro antes mencionado y la curva de
demanda corresponde a las 8 horas de bombeo, con el caudal expuesto
anteriormente.
Tabla 29-Capacidad de almacenamiento EBAP
Hora Suministro
[m3]
Demanda
[m3]
Suministro
acumulado
[m3]
Demanda
acumulada
[m3]
1 6.48 0.00 6.48 0.00
2 6.48 0.00 12.96 0.00
3 6.48 0.00 19.44 0.00
4 6.48 0.00 25.92 0.00
5 6.48 0.00 32.40 0.00
6 6.48 0.00 38.88 0.00
7 6.48 0.00 45.36 0.00
8 6.48 0.00 51.84 0.00
9 6.48 19.44 58.32 19.44
10 6.48 19.44 64.80 38.88
11 6.48 19.44 71.28 58.32
12 6.48 19.44 77.76 77.76
13 6.48 19.44 84.24 97.20
14 6.48 19.44 90.72 116.64
15 6.48 19.44 97.20 136.08
16 6.48 19.44 103.68 155.52
17 6.48 0.00 110.16 0
18 6.48 0.00 116.64 0
19 6.48 0.00 123.12 0
20 6.48 0.00 129.60 0
21 6.48 0.00 136.08 0
22 6.48 0.00 142.56 0
23 6.48 0.00 149.04 0
24 6.48 0.00 155.52 0 Fuente PROSOLUCIONES SAS
En consecuencia, el volumen del tanque de regulación debe corresponder a la suma
de los caudales suministrados en las horas que no se bombea, es decir, en el
periodo entre la hora 17 y la hora 24 y el periodo entre la hora 1 y la hora 8, donde
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
comienza el bombeo. Esto es un total de 16 horas de acumulación de caudal
constante durante el día, lo que equivale a un total de 104 m3, este volumen
corresponde al volumen útil de la EBAP (Alt 3.2).
Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más
apropiado para la impulsión es de 3in, con estos parámetros base se
redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades
previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la
alternativa No. 3.2
De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión
total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%
𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
76
Dónde:
P : Densidad del agua
Q: Caudal bombeado
Pot Hp: Potencia en HP
De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa
requiere una potencia ponderada de 5HP.
A continuación, se presenta el esquema de la alternativa con el fin de dar una
visualización general del mismo.
Ilustración 25 Esquema de alternativa No.3.2
Fuente PROSOLUCIONES SAS
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Alternativa 3.3 - Sistema concebido para servicio 24 horas con sistema de bombeo durante
12 horas.
Esta alternativa se plantea con una duración de bombeo de 12 horas en el día, con
el recorrido anteriormente planteado.
Tabla 30 - Capacidad de regulación para duración de bombeo de 12 horas
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3]
1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67
2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94
3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12
4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61
5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20
6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11
7 1.11 12.96 7.17 12.96 25.28 -12.32
8 1.50 12.96 9.72 25.92 35.00 -9.08
9 1.38 12.96 8.93 38.88 43.93 -5.05
10 1.28 12.96 8.27 51.84 52.20 -0.36
11 1.17 12.96 7.61 64.80 59.81 4.99
12 1.34 12.96 8.71 77.76 68.52 9.24
13 1.41 12.96 9.15 90.72 77.67 13.05
14 1.55 12.96 10.03 103.68 87.69 15.99
15 1.34 12.96 8.71 116.64 96.40 20.24
16 1.41 12.96 9.15 129.60 105.55 24.05
17 1.34 12.96 8.71 142.56 114.26 28.30
18 1.55 12.96 10.03 155.52 124.29 31.23
19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65
20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13
21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78
22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31
23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16
24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65 Fuente PROSOLUCIONES SAS
El suministro por bombeo se realiza entre la hora 7 y la hora 18 del día y su caudal
de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó
contemplando las 12 horas de bombeo así:
154.87 𝑚3
𝑑í𝑎∗ (
1 𝑑í𝑎
12 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 12.90
𝑚3
ℎ
Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante
toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos corresponde
a 12.96 m3/h.
Ilustración 26 - Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 12horas
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa
3.3, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por
demanda, es el siguiente:
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
VO
LUM
EN A
CU
MU
LAD
O
HORA
CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO
Suministroacumulado
Demandaacumulada
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 31 volumen de almacenamiento
QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO 18.11 m3
SUPERÁVIT MÁXIMO 31.23 m3
VOLUMEN REQUERIDO 49.35 m3 VOLUMEN CONTRA INCENDIOS
(20%) 9.87 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO 59.21 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Ahora bien, se debe calcular el volumen del tanque de succión contemplando un
suministro por gravedad de 1.8 l/s constate durante todo el día, este caudal es
mayor al caudal máximo diario con el fin de proporcionar un mayor volumen
acumulado al tanque y que la operación de la bomba no se vea afectada y lo cual
pueda causar daños en el equipo. A continuación se presenta el cálculo del volumen
de dicho tanque, donde la columna de suministro corresponde al suministro antes
mencionado y la curva de demanda corresponde a las 12 horas de bombeo, con el
caudal expuesto anteriormente.
Tabla 32 - Capacidad de almacenamiento EBAP
Hora Suministro
[m3]
Demanda
[m3]
Suministro
acumulado
[m3]
Demanda
acumulada
[m3]
1 6.48 0.00 6.48 0.00
2 6.48 0.00 12.96 0.00
3 6.48 0.00 19.44 0.00
4 6.48 0.00 25.92 0.00
5 6.48 0.00 32.40 0.00
6 6.48 0.00 38.88 0.00
7 6.48 12.96 45.36 12.96
8 6.48 12.96 51.84 25.92
9 6.48 12.96 58.32 38.88
10 6.48 12.96 64.80 51.84
11 6.48 12.96 71.28 64.80
12 6.48 12.96 77.76 77.76
13 6.48 12.96 84.24 90.72
14 6.48 12.96 90.72 103.68
15 6.48 12.96 97.20 116.64
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Hora Suministro
[m3]
Demanda
[m3]
Suministro
acumulado
[m3]
Demanda
acumulada
[m3]
16 6.48 12.96 103.68 129.60
17 6.48 12.96 110.16 142.56
18 6.48 12.96 116.64 155.52
19 6.48 0.00 123.12 0
20 6.48 0.00 129.60 0
21 6.48 0.00 136.08 0
22 6.48 0.00 142.56 0
23 6.48 0.00 149.04 0
24 6.48 0.00 155.52 0 Fuente PROSOLUCIONES SAS
En consecuencia, el volumen del tanque de regulación del bombeo debe
corresponder a la suma de los caudales suministrados en las horas que no se
bombea, es decir, en el periodo entre la hora 19 y la hora 24 y el periodo entre la
hora 1 y la hora 7, donde comienza el bombeo. Esto es un total de 12 horas de
acumulación de caudal constante durante el día, lo que equivale a un total de 77.76
m3, este volumen corresponde al volumen útil en particular esta es la ubica
alternativa que no requiere ampliación del pozo húmedo existente.
Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más
apropiado para la impulsión es de 3in, con estos parámetros base se
redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades
previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la
alternativa No. 3.3
De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión
total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 65%.
𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
76
Dónde:
P : Densidad del agua
Q: Caudal bombeado
Pot Hp: Potencia en HP
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa
requiere una potencia ponderada de 3,5 HP.
Ilustración 27 Esquema alternativa No. 3.3
Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.10. ALTERNATIVA 3A
Esta alternativa se plantea posterior al estudio de topografía de detalle, la ubicación
propuesta para el tanque de almacenamiento se selecciona teniendo en cuenta las
presiones mínimas de servicio establecidas por la resolución 0330 de 2017, donde
se obtiene un trazado preliminar de 730.11 m. A continuación, se observa la
ubicación y trazado propuesto para esta alternativa.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Ilustración 28- ubicación tanque de almacenamiento alternativa 3A
La ubicación mostrada en la ilustración anterior se seleccionó debido a que se
encuentra 25m por encima de la cota de la tubería de salida del tanque de
almacenamiento existente, ubicado en la PTAP del municipio de Sutatausa. El
trazado es, en general, común a la alternativa 2, teniendo en cuenta la afectación
predial y ambiental que causa este, sin embargo, en el final de recorrido, el trazado
de la alternativa 3A sube con el fin de alcanzar una cota 25 m superior a la
establecida para la salida del tanque de almacenamiento existente ubicado en la
PTAP del municipio de Sutatausa.
En consecuencia, para esta alternativa se debe plantear un sistema de bombeo que
conduzca el caudal desde la PTAP del municipio hasta la ubicación seleccionada,
para esto, se concibe un sistema para servicio de 24h con bombeo continuo durante
8 horas, tiempo que fue seleccionado teniendo en cuenta el jornal de un fontanero.
Punto de
entrega
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
Tabla 33-Capacidad de regulación para duración de bombeo de 8 horas
Hora % De
consumo medio
Suministro [m3]
Demanda [m3]
Suministro acumulado
[m3]
Demanda acumulada
[m3]
Volumen de almacenamiento
[m3] 1 0.41 0 2.67 0.00 2.67 -2.67
2 0.35 0 2.27 0.00 4.94 -4.94
3 0.34 0 2.18 0.00 7.12 -7.12
4 0.38 0 2.49 0.00 9.61 -9.61
5 0.55 0 3.59 0.00 13.20 -13.20
6 0.76 0 4.91 0.00 18.11 -18.11
7 1.11 0 7.17 0.00 25.28 -25.28
8 1.50 19.44 9.72 0.00 35.00 -35.00
9 1.38 19.44 8.93 19.44 43.93 -24.49
10 1.28 19.44 8.27 38.88 52.20 -13.32
11 1.17 19.44 7.61 58.32 59.81 -1.49
12 1.34 19.44 8.71 77.76 68.52 9.24
13 1.41 19.44 9.15 97.20 77.67 19.53
14 1.55 19.44 10.03 116.64 87.69 28.95
15 1.34 19.44 8.71 136.08 96.40 39.68
16 1.41 0 9.15 155.52 105.55 49.97
17 1.34 0 8.71 155.52 114.26 41.26
18 1.55 0 10.03 155.52 124.29 31.23
19 1.48 0 9.59 155.52 133.87 21.65
20 1.00 0 6.51 155.52 140.39 15.13
21 0.83 0 5.35 155.52 145.74 9.78
22 0.69 0 4.47 155.52 150.21 5.31
23 0.49 0 3.15 155.52 153.36 2.16
24 0.23 0 1.51 155.52 154.87 0.65
El suministro por bombeo se realiza entre la hora 8 y la hora 16 del día y su caudal
de bombeo se determinó teniendo en cuenta la demanda acumulada durante las 24
horas del día, correspondiente a 154.87 m3/día. Dicho cálculo se realizó
contemplando las 8 horas de bombeo así:
154.87 𝑚3
𝑑í𝑎∗ (
1 𝑑í𝑎
8 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑜) = 19.35
𝑚3
ℎ
Dado que se desea tener un volumen superior que garantice el suministro durante
toda la jornada, el caudal de bombeo utilizado para realizar los cálculos se ajusta el
caudal a 19.44 m3/h.
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Ilustración 29 -Curva integral de consumo y suministro para bombeo de 8 horas
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Teniendo en cuenta los datos obtenidos el volumen de regulación para la alternativa
3A, contemplando un volumen contra incendios del 20% del volumen requerido por
demanda, es el siguiente:
Tabla 34- VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO Alt No.3A
QMD 1.8 l/s DÉFICIT MÁXIMO -35.00 m3
SUPERÁVIT MÁXIMO 49.97 m3 VOLUMEN REQUERIDO 84.97 m3
VOLUMEN CONTRA INCENDIOS (20%)
16.99 m3
VOLUMEN UTIL MINIMO 101.97 m3 Fuente PROSOLUCIONES SAS
Teniendo en cuenta que la succión se realiza directamente desde la PTAP del
municipio, no es necesaria la inclusión de un tanque de succión, sin embargo, se
realizan los cálculos necesarios para obtener el volumen de succión efluente del
tanque de almacenamiento existente en la planta de almacenamiento, dicho
volumen en m3/h corresponde al horario calculado en la tabla 33, lo cual significaría
un caudal efluente durante las horas de funcionamiento de la bomba de 5.4 l/s.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
VO
LUM
EN A
CU
MU
LAD
O M
3/S
HORA
CURVA INTERGRAL DE CONSUMO Y SUMINISTRO
Suministroacumulado
Demandaacumulada
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Dada estas condiciones y una Vmáx= 2.0 m/s se encuentra que el diámetro más
apropiado para la impulsión es de 2½ in, con estos parámetros base se
redimensionaron los componentes mínimos, los cuales se ilustran en las cantidades
previstas para presupuestos que se adjuntan en el anexo No. 7, cálculo de la
alternativa No. 3A.
De acuerdo con las necesidades de transporte de caudal y cabeza de impulsión
total se aplica la siguiente ecuación previendo eficiencias mínimas de 95%
𝑃𝑜𝑡𝐻𝑃 =𝑝𝑄ℎ𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
76
Dónde:
P : Densidad del agua
Q: Caudal bombeado
Pot Hp: Potencia en HP
Tabla 35- Potencia de la bomba, alternativa 3A
POTENCIA DE LAS BOMBAS
Peso específico del agua 9810 N/m3
Altura dinámica total 30 m
Caudal de diseño
5,4 l/s
85,5920 GPM
19,44 m3/H
Constante de conversión 76
n 0,95 Potencia Hidráulica 1589220 W
Potencia Mecánica 1672863,2 W
Potencia 2,2 HP
De acuerdo con estos parámetros y previo estudio de detalle, esta alternativa
requiere una potencia ponderada de 2.2 HP.
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5.11. Modelación hidráulica
Los resultados de las modelaciones hidráulicas se evidencian en el ANEXO 8 –
MODELACIONES.
5.11.1. Alternativa 1 Teniendo en cuenta las características propias de la alternativa, se realiza la
modelación en EPANET para comprobar las condiciones hidráulicas de la red. El
trazado y el patrón de consumo para la alternativa 1 se observa a continuación:
Ilustración 30- Trazado EPANET, Alternativa 1
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Ilustración 31- Patrón de consumo Alternativa 1
Teniendo en cuenta estas condiciones y las establecidas con anterioridad,
referentes al caudal Máximo Horario, con el cual se diseña la red de distribución, se
obtienen los siguientes datos referentes a caudal y presiones en la red.
Ilustración 32- Caudales en la Red, Alternativa 1
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Como se observa en la ilustración 22, el caudal entre el Tanque de distribución
identificado como “Alternativa_1”, es de 2.96 l/s para la hora de mayor consumo en
la modelación que corresponde a la 13:00 h.
Ilustración 33- Presiones en la red, alternativa 1
En la ilustración anterior, se observan las presiones en la hora de mayor consumo
modelada, donde se evidencia la presión mínima de la red correspondiente a 5
m.c.a., lo cual está acorde a la exigido por la resolución 0330 de 2017.
5.11.2. Alternativa 2 Como se observa en la ilustración 24, el trazado correspondiente a la alternativa 2,
se proyecta como se muestra en capítulos anteriores, conservando sus
características descritas con anterioridad, adicionalmente, el posicionamiento del
tanque de almacenamiento se seleccionó en el mismo posicionamiento de la
alternativa 1.
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Ilustración 34- Trazado red, alternativa 2
Ilustración 35- Patrón de consumo, Alternativa 2
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Ilustración 36- Caudales, Alternativa 2
En la ilustración anterior, se observan los caudales proyectados en la red, observando en la hora de mayor consumo para el año de horizonte, un caudal efluente del tanque de distribución de 2.96 l/s, acorde a lo establecido en el capítulo 1.2 Dotación y Demanda.
Ilustración 37- Presiones en la red, Alternativa 2
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5.11.3. Alternativa 3 Como se describió anteriormente, la alternativa 3 contempla distintas horas de
bombeo, para lo cual se generaron diferentes modelaciones, como se observa a
continuación.
Alternativa 3.1
La alternativa 3.1, contempla 4 horas de bombeo desde el tanque existente, ubicado
en el sector del chircal.
Ilustración 38- Trazado alternativa 3.1
Ilustración 39- Patrón de consumo, alternativa 3.1
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En la ilustración anterior, se observa el patrón de consumo establecido para la
alternativa 3.1, el cual corresponde a la curva de demanda horaria, establecida en
el capítulo 2.5.6 Curva de demanda horaria.
Ilustración 40- Curva característica dela bomba
Para realizar la curva característica en la fase de diseño de alternativas, se tomaron
usaron los datos hallados en el capítulo 2.6.4 ALTERNATIVA 3, donde se
mencionan las características de cada alternativa por bombeo como caudal horario,
volumen y curva de suministro demanda.
Ilustración 41- Caudales en la red, alternativa 3.1
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Alternativa 3.2
La alternativa 3.2, contempla 8 horas de bombeo al día, los resultados de la
modelación se observan a continuación.
Ilustración 42- Trazado alternativa 3.2
Ilustración 43- Patrón de consumo, alternativa 3.2
´
En la siguiente ilustración, se observa la curva característica de la bomba, la cual
se realizó de forma similar a la de la alternativa 3.2.
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Ilustración 44- Curva característica de la bomba, alternativa 3.2
Ilustración 45- Caudales en la red, alternativa 3.2
En la ilustración anterior, se observan los caudales en la red para la hora de mayor
consumo, observando que el caudal modelado entre el tanque de distribución y el
punto de conexión a la red de suministro es superior al establecido en el capítulo de
dotación y demanda.
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Alternativa 3.3
La alternativa 3.3, contempla bombeo durante 12 horas del día. Su trazado y
características modeladas se observan a continuación.
Ilustración 46- Trazado alternativa 3.3
Ilustración 47- Patrón de consumo, alternativa 3.3
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En la siguiente ilustración, se observa la curva característica de la bomba, la cual
se realizó de forma similar a la de la alternativa 3.3.
Ilustración 48- Curva característica de la bomba, alternativa 3.3
Ilustración 49- Caudales en la red, Alternativa 3.3
Como se observa en la ilustración anterior, extractada de la modelación realizada
para la alternativa 3.3, el caudal impulsado por la bomba concuerda con el
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establecido en el capítulo de planteamiento de alternativas, adicionalmente el
caudal efluente del tanque de distribución, en la hora de mayor consumo es superior
al establecido en el capítulo de Dotación y demanda, teniendo en cuenta que la red
de distribución se diseña con el QMH.
5.11.4. Alternativa 3A Como se observa en la ilustración 62, el trazado correspondiente a la alternativa 3A,
se proyecta como se muestra en el capítulo de planteamiento de alternativas,
numeral 2.6.5, conservando sus características descritas con anterioridad.
Ilustración 50- Trazado red, alternativa 3A
Ilustración 51- Patrón de consumo, Alternativa 3A
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En la siguiente ilustración se muestra la curva característica de la bomba que se
utilizó en la modelación de la alternativa 3A.
Ilustración 52- Curva característica de la bomba, alternativa 3A.
Se seleccionó 30 m de altura en la curva con el fin de contemplar las pérdidas del
sistema y las demás características se tomaron de los datos hallados en el capítulo
2.6.5 ALTERNATIVA 3A.
Ilustración 53- Caudales, Alternativa 3A
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Como se observa en la ilustración anterior, extractada de la modelación realizada
para la alternativa 3.A, el caudal impulsado por la bomba concuerda con el
establecido en el capítulo de planteamiento de alternativas, adicionalmente el
caudal efluente del tanque de distribución, en la hora de mayor consumo es superior
al establecido en el capítulo de Dotación y demanda, teniendo en cuenta que la red
de distribución se diseña con el QMH.
Ilustración 54- Presiones en la red, Alternativa 3A
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5.12. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS.
Según lo establecido en la resolución 0330 de 2017 “La comparación de
alternativas deberá considerar los aspectos económicos, técnicos, sociales,
ambientales, financieros, de riesgo y permisos” para lo cual se han planteado
tres alternativas, descritas en el capítulo anterior.
5.12.1. Análisis económico. En los costos del proyecto se analizan en dos factores principales, siendo el primero
el factor de costos de construcción y los costos de operación:
5.12.2. Costos de construcción Respecto a los costos de construcción, se analizan los costos macro del proyecto
teniendo prioridad en la determinación de los aspectos que generan diferencia entre
las diferentes alternativas planteadas, encontrándose que la alternativa 3.1,
contienen el menor tiempo de bombeo pero requiere mayores volúmenes de
almacenamiento tanto en la estación de bombeo como en el tanque de distribución,
además que por efectos de las evaluaciones técnicas, valoradas anteriormente la
línea de impulsión requiere de un diámetro mayor para lograr llevar el caudal
necesario al tanque de distribución. Las alternativas planteadas con conducción por
gravedad, no presentan costos de operación.
Dentro de este análisis se presenta continuación un cuadro resumen de la
valoración de los costos de construcción, del cual se presenta su desglose en el
anexo No. 7
Tabla 36 resumen de costos de construcción tanque para la vereda santa bárbara
Fuente PROSOLUCIONES SAS
ALTERNATIVA SUB TOTAL
ADMON +
IMPREVISTOS
(18%)
UTILIDAD
(5%)
IVA SOBRE
UTILIDAD
(19%)
GRAN TOTAL DE
OBRA
INTERVENTORÍA
(8%)
SUPERVICIÓN
(2%)
GRAN TOTAL
ALTERNATIVAS
3,1 $ 185.224.575,29 $ 33.340.423,55 $ 9.261.228,76 $ 1.759.633,47 $ 229.585.861,07 $ 18.366.868,89 $ 4.591.717,22 $ 252.544.447,17
3,2 $ 150.690.170,17 $ 27.124.230,63 $ 7.534.508,51 $ 1.431.556,62 $ 186.780.465,92 $ 14.942.437,27 $ 3.735.609,32 $ 205.458.512,523A $ 142.647.903,38 $ 25.676.622,61 $ 7.132.395,17 $ 1.355.155,08 $ 176.812.076,24 $ 14.144.966,10 $ 3.536.241,52 $ 194.493.283,86
3,3 $ 132.534.179,17 $ 23.856.152,25 $ 6.626.708,96 $ 1.259.074,70 $ 164.276.115,08 $ 13.142.089,21 $ 3.285.522,30 $ 180.703.726,58
1 $ 132.590.851,94 $ 23.866.353,35 $ 6.629.542,60 $ 1.259.613,09 $ 164.346.360,98 $ 13.147.708,88 $ 3.286.927,22 $ 180.780.997,08
2 $ 101.389.013,40 $ 18.250.022,41 $ 5.069.450,67 $ 963.195,63 $ 125.671.682,11 $ 10.053.734,57 $ 2.513.433,64 $ 138.238.850,32
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Tabla 37-Costos diferenciales de operación de las alternativas con sistema de bombeo en horizonte de diseño
Alternativa Potencia bomba
Funcionamiento (horas)
Costo* Kwh ($)
Costo diario ($)
Consumo mensual ($)
Hp Kw
Alternativa 3.1 10 7,457 4 $1,023.84 $30,539.10 $916,172.99
Alternativa 3.2 5 3,74938 8 $1,023.84 $30,710.12 $921,303.65
Alternativa 3.3 3,3 2,46081 12 $1,023.84 $30,233.71 $907,011.26
Alternativa 3A 2,2 1,64054 8 $1,023.84 $13,437.20 $403,116.11 Fuente PROSOLUCIONES SAS
En segunda instancia, la alternativa No.3.2., considera valores intermedios en
cuanto al almacenamiento en la estación de bombeo y el almacenamiento en el
tanque de distribución, requiriendo un menor diámetro en la impulsión lo que genera
un ahorro significativo en los resultados obtenidos para dicha alternativa.
Mientras que la alternativa No. 3.3 no requiere almacenamiento adicional en la
EBAP al existir un almacenamiento previo suficiente, manteniendo la línea de
impulsión en 3 in, y teniendo una disminución considerablemente del
almacenamiento necesario en el tanque de distribución. La alternativa 3A no
contempla almacenamientos para la estación de bombeo.
Las alternativas por bombeo mantienen un corredor de la línea de distribución que
va desde el tanque proyectado hasta la carrera más baja del área requerida por el
proyecto, permitiendo que las redes existentes se conecten a esta línea y se
desarrolle el urbanismo necesario, exceptuando la alternativa 3A, la cual sigue un
lineamiento similar a la alternativa 2.
Las alternativas contempladas por gravedad, generar un nuevo trazado desde el
tanque existente ubicado en la PTAP del municipio, además, contemplan la línea de
distribución.
5.12.3. Análisis técnico.
Los aspectos mencionados por la resolución 0330 de 2017 (capacidad técnica de la
entidad responsable, disponibilidad de recursos, materiales y mano de obra) son
comunes en las alternativas planteadas y esto no representa afectación en la
selección final, el análisis técnico mencionado se realiza teniendo en cuenta la
operación de cada alternativa y su facilidad constructiva.
Se realiza la revisión de las condiciones actuales del proyecto, encontrando que los
aspectos técnicos inherentes a éste tienen relación con la operación actual del
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mismo, toda vez que el caudal necesario para su funcionamiento es el básico que
satisface a la población, así, el prestador del servicio público garantiza un
abastecimiento constante al tanque de almacenamiento, ya sea su conducción por
gravedad o por un sistema de bombeo como se realiza en la actualidad.
Considerando lo anterior y teniendo en cuenta los aspectos descritos de cada
alternativa se contempla la disponibilidad de los recursos, repuestos y demás
elementos para el funcionamiento del sistema como aspectos a evaluar, otros como
la mano de obra son comunes en las 3 alternativas y no presentaría una afectación
durante la operación del sistema a lo largo del horizonte de diseño, en
consecuencia, este análisis se realiza teniendo en cuenta la vida útil de la bomba
necesaria para cada alternativa teniendo en cuenta su costo inicial (evaluado en el
análisis económico) y estableciendo un porcentaje de este costo en elementos
necesarios para su mantenimiento y el de los tanques de almacenamiento.
La mano de obra si bien constituye un aspecto representativo del impacto social, no
se considera como un aspecto diferenciador de las alterativas, toda vez que este
representa la operación del sistema de bombeo, el cual podrá realizarse por un
operario (fontanero) designado por la oficina asesora de servicios públicos, y su
función será de apagar o prender el sistema, y tener claro el funcionamiento en caso
de emergencia o contingencia. Este aspecto no se evaluó dentro de la instalación
de la bomba contemplando que su precio inicial propuesto contempla dicha
actividad.
5.12.4. Análisis ambiental.
Este capítulo describe los componentes básicos como individuos arbóreos,
generación de ruido, generación de material particulado, que pueden afectar o verse
afectados de acuerdo al trazado común de las tres alternativas que se describieron
anteriormente.
Aspectos como climatología, hidrología, calidad del agua y características del suelo,
además de ser comunes en todas las alternativas, no presentarían afectación
diferencial durante el desarrollo y operación del proyecto.
5.12.5. Generación de ruido.
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La afectación generada por el proyecto durante la construcción de los tanques
tendrá una afectación similar a la actual, debido a los proyectos de construcción que
se vienen adelantando en el municipio y los cuales son generadores de ruido.
Durante la operación del sistema habrá afectación por el ruido generado por la
estación de bombeo y esta se evalúa dependiendo de las horas de bombeo de cada
alternativa.
• Alternativa 3.1: 4 horas de bombeo continuo.
• Alternativa 3.2: 8 horas de bombeo continuo.
• Alternativa 3.3: 12 horas de bombeo continuo.
• Alternativa 3A: 8 horas de bombeo continuo
Aunque la afectación por exposición continua al ruido puede ocasionar problemas
en el desarrollo normal de las actividades diarias de una comunidad y generar
alteraciones de la tranquilidad y bienestar de las personas, no se asocia
directamente con la perdida de la audición. (Ambiente, s.f.), por esta razón, el
horario de bombeo se realiza en horas de la mañana y tarde, reduciendo la
afectación al sueño de los habitantes de la zona.
5.12.6. Emisión de material particulado.
La emisión atmosférica de material particulado es generada por la intervención de
la vía del municipio, durante la construcción del sistema de impulsión para las tres
alternativas por igual, al considerar que las mismas tienen igual corredor
económicamente más viable, además de la emisión de este material generada por
la construcción del tanque y la estación de bombeo. También, en este ítem
considera los residuos de construcción o demolición (RCD) que se van a generar
durante el desarrollo de las obras y que se evidencia como costos en los
presupuestos de esta etapa del proyecto.
En general, esta afectación tiene algún pequeño impacto excesivamente durante la
construcción del sistema, durante la operación en el horizonte de diseño se
considera nula la emisión de material particulado.
5.12.7. Afectación Cobertura Vegetal El análisis preliminar de afectación ambiental se realiza teniendo en cuenta la
afectación a la cobertura vegetal durante la etapa de construcción del proyecto
debido a que los ítems propuestos por la resolución 0330 de 2017 en su artículo 14
(Protección de las fuentes hídricas, Optimización de recursos y minimización de
contaminantes) no se tienen en cuenta dentro del alcance del presente proyecto.
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Tabla 38- Afectación Cobertura Vegetal por Alternativa Longitud
Total (m)
Longitud
afectación
cobertura vegetal
(m)
%
afectación
vegetal
Alternativa 1 1192 1192 100%
Alternativa 2 745 357.6 48%
Alternativa 3 335 67 20%
Alternativa 3A 730.11 350 47.9% Fuente PROSOLUCIONES SAS
En la tabla anterior se observa la longitud de afectación a la cobertura vegetal, la
cual es igual a la afectación predial toda vez que, como se observa en las
ilustraciones de planteamiento de cada alternativa, la afectación de la cobertura
vegetal se realiza en las mismas zonas de afectación a servidumbres.
5.12.8. ANÁLISIS DE RIESGO.
Para el análisis de riesgo de las alternativas, se tuvo en cuenta el “MAPA
CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO” (anexo 4),
elaborado por CIDITER en diciembre de 2018 para la “Revisión y ajuste general
- Esquema de ordenamiento territorial municipio de Sutatausa - Departamento
Cundinamarca”, donde se establecen las áreas en condición de amenaza y riesgo.
A continuación, se presenta una ilustración de la zona de estudio, extraída el mapa
referenciado en el párrafo anterior, donde se identifican las amenazas o riesgos a
los que puede estar sometido el proyecto y las convenciones utilizadas.
Tabla 39 - simbología presentada para las áreas en condición de riego y amenaza
Fuente: MAPA CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO
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VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
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Ilustración 55 - Mapa de riesgo casco urbano de Sutatausa y vereda Santa Bárbara.
Fuente: MAPA CATEGORIAS DE PROTECCIÓN Y DESARROLLO RESTRINGIDO
En consecuencia, tanto el área de influencia del proyecto, como la zona donde se
plantea la construcción de los tanques de almacenamiento de cada alternativa y la
estación de bombeo de agua potable (EBAP) para la alternativa 3, no se evidencian
impactos por remoción en masa, inundación, avenidas torrenciales, máxime que
con relación a este último las redes se encuentran en situación de excavación sobre
la superficie del terreno lo que permite afirmar con respecto al análisis de las
alternativas no solo que el riesgo es muy bajo sino que no representa una diferencial
en la escogencia de las alternativas planteadas.
Adicionalmente, el documento DTS diagnóstico, que realiza la revisión general del
esquema de ordenamiento territorial – EOT municipio de Sutatausa-Cundinamarca,
relaciona la categorización de la amenaza por incendios forestales en el municipio
de Sutatausa, la cual se describe a continuación.
CASCO
URBANO
SUTATAUSA
ÁREA DE
INFLUENCIA
PTA
P
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ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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Ilustración 56- Índice de Riesgo por Incendio Forestal, Municipio de Sutatausa
La ilustración anterior muestra el mapa de categorización por amenazada de
incendio forestal y realiza una localización espacial del área de influencia del
proyecto, encontrado que esta se encuentra en una zona de riego medio, por tal
razón, las alternativas planteadas contemplan un aumento del 20% del volumen de
almacenamiento, previendo tales eventos y siguiendo lo consignado en la
resolución 0330 de 2017. Sin embargo, las alternativas planteadas se encuentran
inmersas dentro del mismo riesgo, por tal razón, no se considera un aspecto
diferencial en la evaluación de alternativas.
Área de influencia del
proyecto
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5.12.9. ANÁLISIS SOCIAL En general los proyectos de abastecimiento de agua, donde el sistema o uno de sus
componentes se vean afectados para mejorar las condiciones del mismo, traen
consigo beneficios a la comunidad asociados al mejoramiento de la calidad de vida,
sin embargo, durante la construcción del proyecto se realizan interferencias del
trazado con la circulación peatonal y vehicular dificultando el acceso a las viviendas
cercanas al proyecto. Teniendo en cuenta que el área de influencia tiene una vía de
acceso única para acceder a la parte alta y que el trazado de las alternativas
planteadas con sistema de bombeo es común en todas, se deberá considerar un
manejo de esta situación que disminuya dichas afectaciones sin depender de la
alternativa seleccionada.
Con el fin de generar una visión general de la afectación predial de cada una de las
alternativas, se realiza una consulta en el IGAC de la parcelación en la zona, dando
como resultado la totalidad de dos predios afectados con su respectivo código
catastral nacional. En la siguiente ilustración, se observan dichos predios.
5.12.10. IDENTIFICACIÓN PREDIAL
Alternativa 1
Como se describió anteriormente, esta alternativa se contempla siguiendo la cota
de salida del tanque, por tal razón, su trazado no se ubicó sobre corredores viales
del municipio y su afectación predial es la mayor, a continuación, se describe la
información extraída de la base de datos del IGAC en su sistema de información
geográfico. En total se identifican 18 predios afectados por esta alternativa.
Tabla 40 – Códigos prediales alternativa 1
PREDIO CODIGO NACIONAL CODIGO DE VEREDA CODIGO ANTERIOR
1 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
2 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
3 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
4 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
5 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
6 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
7 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
8 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
9 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000
10 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
11 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000
12 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000
13 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020000000
14 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
15 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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SUTATAUSA
PREDIO CODIGO NACIONAL CODIGO DE VEREDA CODIGO ANTERIOR
16 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
17 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020200000
18 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000 Fuente IGAC
Ilustración 57- figura predial, Alternativa 1
PTAP
Sutatau
sa
Localizac
ión
tanque
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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Alternativa 2
Esta alternativa se proyecta en 4 tramos, como se describió anteriormente, donde
dos de ellos tienen afectación predial sobre 4 predios que, según su parcelación, se
reuniría efectivamente en 2 grandes afectaciones como se observa en la figura
anterior. Tabla 41- Código predial, Alternativa 2
PREDIO CODIGO CATASTRAL NACIONAL CODIGO DE LA VEREDA CODIGO CATASTRAL ANTERIOR
7 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
10 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
19 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
22 257810000000000000000000000000 25781000000000000 25781000000020100000
Ilustración 58-figura predial, Alternativa 3
PTAP
Sutatausa
Localizaci
ón tanque
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Conexión a Red de Distribución (Alt. 1 y 2)
Esta conexión se realiza desde el punto previsto en las alternativas 1 y 2 para la
ubicación del tanque de distribución, hasta un punto de conexión a la red existente,
donde se garantizaría el suministro a todo el sector.
Alternativa 3
Las tres alternativas se proyectan con trazados comunes desde la estación de
bombeo hasta el tanque de almacenamiento que proveerá la red de suministro, por
tal razón los predios afectados corresponden a los referenciados para las
alternativas planteadas.
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Ilustración 59- Afectación trazado común alternativa 3
Fuente PROSOLUCIONES SAS
5.12.11. ANÁLISIS DE INTERFERENCIAS.
Teniendo en cuenta la información suministrada por la supervisión del contrato y
realizada por el consorcio SES-ARQ en el proyecto “AJUSTE, ACTUALIZACIÓN,
TERMINACIÓN O FORMULACIÓN DE PLANES MAESTROS DE LOS SISTEMAS
DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO EN ZONAS URBANAS Y CENTROS
NUCLEADOS DEL DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA”, se realiza el análisis
de interferencias con redes de acueducto y alcantarillado existentes encontrado que
las alternativas propuestas no generarían interferencia, como se muestra a
continuación.
Este análisis de interferencias se realiza con el fin de evitar en lo posible cruces con
otras redes y en el caso de generarse, garantizar alternativas viables.
2
1
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
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1.1.1. Interferencia con red de alcantarillado. Ilustración 60- Interferencias alcantarillado
Fuente PROSOLUCIONES SAS
Como se puede observar en la imagen anterior, no existen cruces con las redes de
alcantarillado existentes en el municipio, aspecto que facilita la puesta en marcha
de la conducción toda vez que la instalación de la tubería de conducción debe
realizarse por el método de zanja.
1.1.2. Interferencia con red de acueducto Ilustración 61- Interferencias Acueducto
Fuente PROSOLUCIONES SAS
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En la ilustración anterior se observa que no existen cruces con la red existente de
acueducto del municipio, aspecto que facilita la puesta en marcha del sistema, tal y
como se mencionó en el ítem anterior.
5.13. MATRIZ DE SELECCIÓN DE LA ALTERNATIVA MÁS
VIABLE.
Con el fin de determinar la alternativa viable para la ejecución del proyecto, se
realiza una matriz de valoración multicriterio, en la cual se le asigna un puntaje a
cada aspecto evaluado, agrupándose en 4 grupos: Económico, técnico, ambiental
y social, los cuales inciden directamente sobre la ejecución del proyecto.
A continuación, se presenta el peso porcentual que se asigna a cada uno de ellos:00
Tabla 42- Asignación de pesos porcentuales para ponderación de los criterio de selección de alternativas
Criterios y parámetros Peso Porcentual
Económico Costos de construcción 20% 40%
Costos de operación 20%
Técnico Costo de adquisición equipos y
mantenimiento 20% 20%
Ambiental Generación de ruido 5%
15% Afectación cobertura Vegetal 10%
Social
Impacto durante la construcción 5% 15%
Impacto durante la operación 10%
Riesgo Condición de amenaza 10% 10% Fuente PROSOLUCIONES SAS
A cada aspecto se le asigna un peso porcentual y una calificación de 0 a 100
dependiendo de su ventaja o desventaja sobre las demás alternativas, el mayor
peso será la alternativa más viable para cada aspecto.
5.13.1. Económico.
Este criterio considera el trazado de cada alternativa, su longitud y valor de
construcción del tanque de almacenamiento junto con las estructuras
complementarías que pudieran llevar cada una. Este criterio tiene como peso
porcentual final 50%, subdividiéndose en 4 criterios así:
• Costos de construcción 20% -Considera el valor preliminar de la
construcción de cada alternativa, descrita en la Tabla 36 y en el Anexo No.
7.
• Costos de Operación 30% -Se basa en los costos mensuales asociados a
la operación del tanque, como lo requieren las alternativas planteadas por
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bombeo. En este punto no se contempla el análisis de mantenimiento de la
estructura del tanque toda vez que no representa un valor diferencial. El
análisis de adquisición de equipos se evalúa más adelante.
Cabe aclarar que los precios presentados en el análisis económico, corresponden
a precios preliminares de las actividades mencionadas.
5.13.2. Técnico.
Este criterio contempla la complejidad constructiva y la operación y manteniendo de
cada alternativa, teniendo en cuenta la vida útil de los equipos necesarios. Este
criterio tiene como peso porcentual final 20%, subdividiéndose en 2 criterios así:
Costo de adquisición equipos y mantenimiento 20% -Contempla la adquisición de
los equipos necesarios para cada alternativa dependiendo de su vida útil,
adicionalmente, contempla el mantenimiento de dichos equipos.
5.13.3. Ambiental.
Este criterio analiza si el trazado afecta la cobertura vegetal del municipio, se le
asigna un peso porcentual de 10%, adicionalmente, se evalúa la afectación por
generación de ruido en las diferentes alternativas durante su operación en el periodo
de diseño, asignado un peso porcentual de 5% para este punto, obteniendo un total
de 15% para el componente ambiental.
5.13.4. Social. Considera la afectación en la normalidad durante la implementación de cada
alternativa, se le asigna un peso porcentual de 15%.
5.13.5. Riesgo Contempla la ubicación espacial de cada alternativa y realiza una comparación con
los mapas de riesgo establecidos por el municipio, se le asigna un peso porcentual
de 10%.
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5.14. SELECCIÓN DE ALTERNATIVA
La evaluación por alternativa se realiza de 0 a 100, siendo 100 el puntaje que refleja
mejores condiciones de cada aspecto y 0 las más deficientes afectadas
Tabla 43 Ponderación y selección de alternativas
ASPECTO PESO
ALT 1 ALT 2 ALTERNTIVA 3
ALT 3A CONCEPT
O ALT 3.1
ALT 3.2
ALT 3.3
ECO
NO
MIC
O
Costo de construcción
20% 83 100 43 56 64 60 Alternativ
a 2
Costo de Operación
20% 100 100 30 40 50 80 Alternativ
a 1 y 2
TÉC
NIC
O Costo de
adquisición de equipos y mantenimie
nto
20% 100 100 50 40 30 80 Alternativ
a 1 y 2
AM
BIE
NTA
L
Afectación Vegetal
10% 0 52 80 80 80 80 Alt 3.1,
3.2 y 3.3
Generación de ruido
5% 100 100 35 25 10 50 Alternativ
a 1 y 2
SOC
IAL Impacto
durante la construcción y operación
15% 0 50 80 80 90 50 Alt 3.1,
3.2 y 3.3
RIE
SGO
Condición de amenaza
10% 80 80 80 80 80 80 Todas las alternativ
as
CONCEPTO 100%
69.6 85.7 54.3 56.5 58.8 70 Alternativ
a 2
Fuente PROSOLUCIONES SAS
En conclusión, la alternativa que se considera más viable es el número 2, teniendo
en cuenta los aspectos descritos anteriormente los cuales constituyen factores
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determinantes en la selección, y que se presenta a consideración y consenso por
las partes interesadas. Sin embargo, es indispensable precisar el estudio de
topografía, el cual indica que las alternativas contempladas por gravedad no
cumplirían con las presiones de servicio mínimas exigidas por la resolución 0330 de
2017.
5.15. Evaluación de puntajes asignados.
5.15.1. Costo de construcción. El valor asignado a cada alternativa corresponde a la relación de costos enunciada
en la Tabla 36, donde el mayor valor asignado (ALTERNATIVA 2), corresponde a la
mejor calificación y el puntaje asignado a las alternativas restantes corresponde a
la relación porcentual del valor de la alternativa 2 con respecto a estas.
5.15.2. Costo de Operación. El puntaje corresponde al costo de operación para cada alternativa, considerando
las horas de bombeo para cada una la relación realizada para cada alternativa,
respecto al costo diario y mensual de cada una. El puntaje otorgado a la alternativa
1 y la alternativa 2 corresponde al máximo posible, teniendo en cuenta que dichas
alternativas no contemplan bombeo en su concepción.
5.15.3. Costo de adquisición de equipos y mantenimiento. Este criterio contempla el valor de la adquisición de los equipos necesarios para el
correcto funcionamiento de cada alternativa, teniendo en cuenta la potencia
asignada en cada una. Dicha relación se establece teniendo en cuenta los precios
preliminares de las bombas para cada alternativa, descritos en el anexo 7. Las
alternativas 1 y 2 contemplan un puntaje máximo, teniendo en cuenta que no
contemplan bombeo en su concepción y que el mantenimiento general de la
estructura del tanque no es diferencial en la selección de alternativas, toda vez que
todas lo deben contemplar.
5.15.4. Afectación vegetal. Su asignación corresponde a los valores porcentuales establecidos en la tabla 38,
donde se evidencia la longitud total de cada una y el porcentaje que afecta.
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5.15.5. Generación de ruido. El puntaje asignado a cada alternativa se relaciona con los valores de duración de
bombeo, establecidos en el numeral 4.3.1, a las alternativas 1 y 2, al con contemplar
bombeo en su concepción, se les asigna puntaje máximo.
5.15.6. Impacto durante la construcción y Operación. Su calificación se realiza teniendo en cuenta la afectación durante la construcción
del tanque de almacenamiento y su operación. Durante la primera etapa, se
relaciona la afectación predial de cada alternativa y la generación de impactos
sociales asociados a la alternación de la normalidad en el diario de los pobladores,
como lo son la afectación vial de cada una.
5.15.7. Condición de amenaza.
Su valor está asociado a lo establecido en la ilustración 68 e ilustración 69, donde
se establecen los niveles de riego en el municipio. No se asigna puntaje diferencial,
teniendo en cuenta que la ubicación de todas se proyecta en zonas con asignación
de riesgo similar.
En conclusión, la alternativa que se considera más viable es el número 2, teniendo
en cuenta los aspectos descritos anteriormente los cuales constituyen factores
determinantes en la selección, y que se presenta a consideración y consenso por
las partes interesadas.
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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• En el desarrollo de la pasantía fue posible estudiar las condiciones
preliminares para el diseño del tanque de almacenamiento, se abarcaron las
condiciones hidráulicas que permiten el uso efectivo de los caudales de
dotación, al mismo tiempo se encontraron consideraciones de profundidad
para evaluar los limitantes de la topografía de la zona. El resultado final es
una compilación de las variables hidráulicas, simulaciones y condiciones de
operación para cada una de las alternativas de diseño.
• La alternativa de diseño que tuvo una mejor adaptación a las condiciones del
proyecto fue el sistema de bombeo, debido a que la topografía de la zona no
es la idónea para trabajar con un sistema a gravedad. Una de las principales
recomendación del sistema de bombeo es su alto costo de mantenimiento y
operación, debido a que se requiere de un personal de monitoreo.
• Las condiciones hidráulicas de los modelos de simulación, contemplaron la
red de conducción, el tanque de almacenamiento y la red de distribución, a
su vez el tanque de almacenamiento evalúa los volúmenes teóricos. Para el
caso de la red de distribución se utilizó un sistema de bombeo, en el cual se
estudiaron los diferentes horarios de bombeo y la variabilidad de la presión
en los nudos de demanda, encontrando que la mejor modelación abarca
escenarios dinámicas que permiten valorar el uso del equipo de bombeo en
horarios de baja demanda.
• Los cálculos de los caudales en cada nudo de suministro, consideró la
proyección de la población para un periodo de 25 años, dotación del caudal
nominal en casos de suministro neto, demanda por habitante que garantice
el cubrimiento de las necesidades básicas. En el caso del tanque de
almacenamiento se estudió la cubicación por cada uno de las alternativas,
encontrando que el diseño más robusto es realizado en la alternativa de
gravedad, ya que se debe garantizar una regulación constante del caudal de
demanda.
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
ALMACENAMIENTO DEL ACUEDUCTO DE LA
VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
SUTATAUSA
APOYO EN EL DISEÑO DEL TANQUE DE
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VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
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7. ANEXO FOTOGRÁFICO
PROYECTO TANQUE DE SUTATAUSA
Acompañamiento comisión topográfica, municipio de Sutatausa.
Acompañamiento comisión topográfica, municipio de Sutatausa.
Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.
Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.
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VEREDA SANTA BARBARA DEL MUNICIPIO DE
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Tanques de almacenamiento existentes, vereda Santa Barbara.
Planta de tratamiento de agua potable del municipio de Sutatausa.
OTROS PROYECTOS
Acompañamiento al especialista en redes húmedas en la construcción de la Av. La Sirena, en Bogotá.
Diseño de red pluvial y generación de planos de obra para la construcción de la Av. La Sirena, en Bogotá.
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8. REFERENCIAS
Corcho Romero, F., & Duque Sierra, J. (2005). Acueductos, Teoría y Diseño.
Universidad de Medellín.
Lopéz Cualla, R. (2010). Elementos de Diseño para Acueductos y Alcantarillados.
Escuela Colombiana de Ingeniería.
de Plaza Solórzano, J. S. (2017). Ejercicios prácticos en EPANET.
Resolución 0330 de 2017
Ambiente, S. D. (s.f.). ambiente bogota. Obtenido de
http://ambientebogota.gov.co/ruido
Departamento Nacional de Planeación. (s.f.). sisben.gov.co. Obtenido de
https://www.sisben.gov.co/Territorios/Paginas/Reportes%20Base%20Certificada/a
nos2019.aspx
H2O Consulting. (2018). Estudios y Diseños para la Construcción del Tanque de
Almacenamiento de Agua Potable para el Casco Urbano del Municipio de
Sutatausa.
Secretaria de Infraestructura, P. y. (2015). Municipio de Sutatausa. Sutatausa.
Sutatausa, M. d. (s.f.). REVISIÓN GENERAL DEL ESQUEMA DE
ORDENAMIENTO TERRITORIAL – EOT MUNICIPIO DE SUTATAUSA,
CUNDINAMARCA.
CONSORCIO SES - ARQ, (2012) Plan maestro de Acueducto y Alcantarillado de
diferentes municipios del departamento de Cundinamarca.
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